楊 雄

中國石化集團(tuán)勝利石油管理局物探公司，山東 東營 257086

高精度地震技術(shù)為油氣勘探提供可靠的地質(zhì)成果，在油氣勘探領(lǐng)域是公認(rèn)的事實(shí)[1]。但是，由于煤田許多煤層的單層厚度薄﹑斷點(diǎn)落差很小﹑斷點(diǎn)平面位置要求非常高，所以煤田地質(zhì)勘探對(duì)高精度地震技術(shù)提出了更高的要求[2]。因此，應(yīng)用高精度地震技術(shù)服務(wù)于煤田勘探，應(yīng)該講是地震勘探技術(shù)深入發(fā)展的新課題。

1 孔莊煤礦地表地質(zhì)概況

孔莊煤礦處在華北盆地南端，沉積地層有第四系﹑下白堊統(tǒng)-上侏羅統(tǒng)﹑二迭系上﹑下統(tǒng)﹑石炭系上﹑中統(tǒng)﹑中奧陶系，由于地層剝蝕較多，形成多個(gè)不整合面，最大埋藏深度在1500m～2000m之間。

孔莊煤礦的煤層主要在石炭系上統(tǒng)太原組和二迭系下統(tǒng)山西組。太原組為主要含煤層，共計(jì)13層，其中以21號(hào)煤層比較穩(wěn)定，為可采煤層，平均厚度為1.54m，頂板為灰?guī)r，底板為泥巖﹑細(xì)砂巖。17號(hào)煤層由于受巖漿巖的侵入，大部分變?yōu)樘烊唤够虮粠r漿巖吞蝕，呈局部可采的不穩(wěn)定煤層[3]。

山西組含煤層4套，以7﹑8號(hào)煤層為主采煤層，埋藏深度為650m～1200m。山西組7號(hào)煤層平均厚度為4.3m，較穩(wěn)定結(jié)構(gòu)簡單。煤層頂板為砂質(zhì)泥巖或泥巖，底板為泥巖，埋藏深度為500m～1200m。8號(hào)煤層平均厚度為3.25m，也較穩(wěn)定結(jié)構(gòu)簡單。煤層頂板為砂質(zhì)泥巖或砂泥巖互層，底板為泥巖﹑細(xì)砂巖。

二迭系下石盒子組為一陸相含煤建造，僅有2～3層薄煤層，幾乎無可采價(jià)值。

本區(qū)地質(zhì)構(gòu)造較簡單，斷裂發(fā)育也較簡單，大于5m的斷層較少，主要以正斷層的小斷層為主，斷層走向呈北東向和北東向。地層做傾角一般在250，局部可達(dá)270，呈北東向與北西西向。

2 三維地震勘探地質(zhì)任務(wù)

1）查明探區(qū)內(nèi)7﹑8號(hào)煤層≥5m斷層落差﹑性質(zhì)及產(chǎn)狀，其平面誤差小于20m；

2）解釋落差小于5m的斷層及斷點(diǎn)；

3）查明探區(qū)內(nèi)7﹑8號(hào)煤層的賦存狀況及褶曲構(gòu)造形態(tài)，要求煤層埋深誤差小于1.5%；

4）探查并解釋測區(qū)巖漿巖﹑陷落度等其它地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育情況；

5）解釋17﹑21號(hào)煤層的賦存情況。

3 三維地震勘探野外采集方法

根據(jù)地質(zhì)任務(wù)要求及測區(qū)內(nèi)深層地震地質(zhì)條件，針對(duì)本測區(qū)斷層落差小﹑煤層厚度薄﹑地層傾角較大及地表?xiàng)l件復(fù)雜的特點(diǎn)，通過室內(nèi)反復(fù)認(rèn)證和采用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)，結(jié)合現(xiàn)場的試驗(yàn)結(jié)果，確定本測區(qū)的野外采集方法為：

1）觀測系統(tǒng)：四線六炮；覆蓋次數(shù)：24次；道距：20m；接收線距：80m；

2）CDP網(wǎng)格：10m×10m；

3）采樣間隔：0.5ms；記錄長度：1.5s；

4）陸上采用AG-3高靈敏度檢波器線性組合；運(yùn)河﹑魚塘和河流內(nèi)采用壓電檢波器；

5）采用特種炸藥震源井中激發(fā)。

4 三維地震勘探資料處理

孔莊煤礦深部煤層三維地震勘探資料處理主要還是應(yīng)用了常規(guī)三維處理流程進(jìn)行。為了保證資料處理質(zhì)量，開展了兩項(xiàng)特殊處理手段：

1）三維道內(nèi)插技術(shù)，把CDP面元由10m×10m細(xì)分為5m×5m進(jìn)行偏移處理；

2）在精細(xì)建立偏移速度場的同時(shí)，進(jìn)行了三維一步法偏移。

經(jīng)過反復(fù)進(jìn)行試驗(yàn)參數(shù)對(duì)比，精細(xì)地選擇各項(xiàng)數(shù)據(jù)，使處理質(zhì)量明顯提高，有效波主頻達(dá)到70Hz，目的層反射能量強(qiáng)，連續(xù)性好，大小斷點(diǎn)清楚，構(gòu)造特征明顯，達(dá)到和滿足了地質(zhì)任務(wù)要求。

5 主要地質(zhì)成果

在三維地震資料解釋過程中，采取了“地震地質(zhì)相互結(jié)合，相互校驗(yàn)”的辦法，充分運(yùn)用縱橫剖面聯(lián)合解釋﹑任意切剖面驗(yàn)證解釋﹑水平切片參證解釋的辦法。及充分使用三瞬剖面﹑層拉平解釋和地層傾析分法，綜合應(yīng)用各種資料相互印證的手段，取得了很好效果（圖1）。

圖1 橫向剖面和水平切片聯(lián)合解釋褶曲

1）構(gòu)造形態(tài)

（1）整體構(gòu)造形態(tài)

本區(qū)構(gòu)造形態(tài)相對(duì)簡單，主要表現(xiàn)為一個(gè)走向NE﹑傾向NW的單斜構(gòu)造，地層傾角一般為25°左右，局部達(dá)27°。整體構(gòu)造具有從南向北由陡變緩的趨勢。

（2）局部構(gòu)造

在地層整體北西傾斜的單斜構(gòu)造背景上，本區(qū)沿13和15勘探線附近形成了2個(gè)寬緩的微褶曲構(gòu)造（圖2）。

2）斷層及斷裂特點(diǎn)：本區(qū)斷裂比較發(fā)育，近3km2的范圍內(nèi)共解釋大小斷層75條，主要發(fā)育有NE﹑NW向兩組斷層，以NE向斷層為主（近50條），以發(fā)育傾向斷層為特征。根據(jù)斷層形成規(guī)模﹑斷層級(jí)別以及斷層可靠程度等，該區(qū)落差大于5m的斷層有21條，其中17條斷層落差小于10m。除3條大斷層其延伸長度大于500m外，一般延伸長度在100m～300m之間；其它斷層一般落差小于5m，延伸長度小于100m。

圖2 T7 拉平切片平面圖

3）完成了8號(hào)﹑17號(hào)﹑21號(hào)三層煤的底板構(gòu)造圖，斷層展布圖。

4）總結(jié)了孔莊煤礦深部采區(qū)三維地震勘探野外采集總結(jié)了一套行之有效的復(fù)雜地表?xiàng)l件下的野外施工方法。

5）總結(jié)了資料處理在試驗(yàn)基礎(chǔ)上形成了一套適于煤田勘探的處理流程。

6）充分利用三維地震的特點(diǎn)，提供了多種顯示功能﹑追蹤方式和處理分析手段，使解釋工作靈活多變，豐富多彩，成果更加可靠，構(gòu)造解釋深度誤差小于1.5%，斷層平面擺動(dòng)基本控制在20m之內(nèi)。

6 結(jié)論

通過對(duì)煤田開展地震勘探工作，對(duì)其煤田地質(zhì)特征的認(rèn)識(shí)，結(jié)合實(shí)踐中得出的結(jié)論，初步取得了以下幾點(diǎn)體會(huì)：

1）煤田地質(zhì)勘探工作總體講落后于油氣勘探，其勘探技術(shù)也不及油氣勘探。應(yīng)用地震勘探技術(shù)為煤田地質(zhì)勘探服務(wù)，搞清煤層在地下埋藏的地質(zhì)結(jié)構(gòu)﹑展布規(guī)律﹑斷層的分布特點(diǎn)﹑預(yù)測分布范圍﹑煤層厚度變化等，是指導(dǎo)煤田開采及煤田規(guī)劃等的極其重要的地質(zhì)資料；

2）經(jīng)過實(shí)踐證明，地震勘探技術(shù)有充分的能力解決好煤田開發(fā)過程中的地質(zhì)技術(shù)問題，可以解決好煤田開采過程許多難題，提高煤田開發(fā)的能力，搞高煤田開采的技術(shù)水平。

[1]趙殿棟，呂公河，等.高精度三維地震采集技術(shù)及應(yīng)用效果[J].石油物探，2001(1).

[2]武喜尊.煤礦采區(qū)三維地震勘探技術(shù)[J].物探與化探，2004(1).

[3]劉泰生.孔莊煤礦深部采區(qū)三維地震勘探報(bào)告.內(nèi)部資料，2004.