陡倾角煤层井-地联合勘探方法研究及应用

陡倾角煤层井-地联合勘探方法研究及应用摘要：在大倾角界面9井-地联合勘探方法(虚震源成像)是利用地震波干涉进行波场重构9将原来的VSP波场重构成自激自收观测系统(SWP波场9达到虚源法对大倾角煤层成像的目的9相比单纯的地面三维地震方法有很大改善本文分析井-地联合勘探的方法可行性9在甘肃某矿进行勘探9取得了一定成果在我国陡倾角煤层多为优质焦煤和无烟煤开主要分布在我国西部及西北部的四川、新疆、甘肃、内蒙古等地开其储量占全国煤炭探明储量的20%年产量占国内煤炭总产量的10%左右随着地震勘探技术进步我国中部和东部那些具有良好储存条件的优质煤层储备逐渐减少开部分地区甚至面临储量耗尽的风险而在新疆与甘肃这些西部省份开煤炭资源的挖掘已经成为当地经济发展的关键驱动力大量煤矿正在对深斜坡度的煤层展对于倾角普遍大于45°的陡倾角煤层探测由于反射界面倾角较大常规的地面地震方法难以获得陡倾角煤层足够的有效反射波用即使通过改善观测系统能获得一定的煤层反射波信息但陡倾角煤层的偏移成像处理也极为困难不能精准确定煤层形态用所以对陡倾角煤层地质构造的精确勘探十分必要用2方法原理由于地面地震勘探很难获得陡倾角地层的反射波为了取得陡倾角煤层的发射波我们引入井-地联对于陡倾角界面RVSP方法相比地面地震方法有了很大改善用接收的有效反射波明显增多有助于陡倾角煤层的精确成像开通过反演查明边缘位置及形态更加容易井-地联合勘探的核心是陡倾角煤层的成像问题开利用地震反射波干涉进行重构波场的虚震源成像方法其基本原理是由两个接收点的地震记录相关得到一个新激发点、一个新接收点的新的地震响应将原来的VSP波场重构成自激自收观测系统(SWP)波场开达到虚源法对陡倾角煤层成像的目的开大倾角大倾角界面2经过虚源法干涉成像将VSP波场重构到SWP波场后即可转变为缓倾角地层处理用速度分析和叠前偏移等处理方法得到最终的成像剖面#可以做出假设异常边缘的倾角越大用旋转基准面后的倾角就越小开虚源法成像对于异常边缘定位的准确度和完整性也会更好如图2所示用检波器为了更好地研究陡倾角煤层成像规律开建立了RVSP陡倾角煤层模型用为了降低其他因素的影响建立煤层倾角为90°的模型开通过模型正演得到地震记录后利用程序实现VSP波场向SWP波场的重构用首先利用三维VSP、RVSP数据进行观测系统建立分离出效波与其他干扰波提取数据下行直达波和煤层反射波进行处理实现干涉成像的波场重构建立新的单井观测系统用之后进行速度分析及叠前偏移等得到最终的叠加剖面用为了明确实际生产中子波频率、煤层厚度、偏移距、断层落差、倾角大小和煤层数量等对成像的影响开分别进行正演模拟最后对地下煤层实际情景进行综合成像模拟即对多层陡倾角煤层模型进行正演模拟I²-3用从最后叠加剖面上来看两组煤层界面均有反映反射波能量比较突出倾角与模型对应用两个煤层同相轴均产生错断开偏移距较近的煤层断层位置成像更加精准用在包括多次反射波在内的一些干扰波也随之增加但能量较低易于识别用偏移距较远的煤层由于反射波射线能量和密度较低开界面成像不如较近的煤层分辨率高通过正演模拟证实开用虚源VSP波场重构法研究陡倾角煤层数据具备可行性勘探范围扩大开勘探精度3.1工区概兄本次勘探区位于白银市景泰县境内矿用勘查区靠近猎虎山交通便利区内地形自西向东呈下降趋势开海拔高差50m左右勘查区地表大部被第四系覆盖猎虎山出露下奥陶统车轮沟群开煤系及以下地层全由钻探揭露曲井田坏单孔大部分没有揭露整套含煤地层钻孔中所见地3.2.2煤层上三叠统南营儿群(T3)煤系地层共含煤30多层其中煤6在区内均可采煤5、煤7、煤8及煤12大部可采用3.2.3构造勘查区位于宽沟滩-六巴滩槽地北缘地表被第四系完全遮盖整体呈现复杂的向斜构造南北方向均为早古生代隆起用在构造上开以断裂构造为主要特征褶上区内地形平缓开河床阶地上普遍覆盖4～6m不等的根据本区地质资料分析本区煤层倾角大(多大于60)开构造较复杂且断层构造倾角大用本区深层地震地质条件为复杂用3.4施工方法13Z22×6)次数据协同采集：确定勘探区块(RVSP钻孔)—布设地面检波器和井中VSP检波器—地面激发(地面地震和VSP数据同步采集)—相邻钻孔布设井中检波器—井中激发(RVSP和井间地震数据同步采集)用3.5.1基准面静校正首先对原始数据进行去噪、振幅补偿预处理开为避免野外观测时存在地形起伏、厚度速度变化等问题拾取初至时间开进行基准面静校正(核心)用静校正前后的道集如图3所示图3静校正处理前(上)后(下)的共炮点道集本区域的煤层倾角较大将水平方向的陡倾角重构成垂直方向的小倾角开然后将VSP波场重构为SWP(单井地震剖面)波场重构后的观测系统及共虚源道集如图4所示用图4波场重构后观测系统和道集图经过偏移等数据处理后开得到初始和最终的叠加剖面(图5)用范围内的形态解释了煤层中落差大于10m的断层并对煤厚变化趋势进行预测如图7所示图7煤层+1600m标高水平切片图4.1井-地联合勘探方法可以对陡倾角煤层的形态进行准确成像基于干涉成像理论的井-地联合勘探方法对陡倾角煤层成像是可行的用通过波场重构将井-地资料进行综合开分析其波场重构特征将陡倾角构造转换成垂直方向的小倾角有利于确定煤层形态可以进行精确联合勘探观测系统设计方法、野外数据采集和陡倾角井-地联合勘探对于陡倾角煤层进行勘探和成像的应用很少开参考资料较少开本次生产项目暂时未能对成果进行验证开勘探方