馮校輝

摘要：本次三維地震勘探設計目的明確，技術(shù)措施得當，針對性強，效果明顯。從野外數(shù)據(jù)采集到后期的資料處理解釋，完成了合同規(guī)定的地質(zhì)任務，取得了豐碩的地質(zhì)成果。查明了勘探區(qū)內(nèi)的主要構(gòu)造、主要煤層的埋深及走向，控制了區(qū)內(nèi)落差大于5m的斷層，全區(qū)共解釋斷層38條。

關(guān)鍵詞：三維地震勘探；斷層；首采區(qū)；靜校正

本次勘探測區(qū)內(nèi)含煤地層為石炭系上統(tǒng)太原組、二疊系下統(tǒng)山西組、下石盒子組和上統(tǒng)上石盒子組。含煤地層總厚628.85m，劃分九個煤組段，含煤13層，煤層總厚度6.35m，含煤系數(shù)1.01%。山西組和太原組為主要含煤地層，山西組下部的二1煤層為可采煤層，其余煤層偶爾可采或不可采，可采煤層總厚5.99m，可采含煤系數(shù)為0.95%。

1.地震地質(zhì)條件

1.1表層地震地質(zhì)條件

勘探區(qū)地勢東、西兩條件側(cè)高，中部低，且南部略高于北部，主要為復雜的山區(qū)，地形極差，溝坎、懸崖遍布，溝嶺相間，縱橫交錯，地形切割嚴重，山脊呈魚脊狀，山麓及溝谷有坡積物，區(qū)內(nèi)村莊較大、數(shù)量較多，道路稀少，這些地表條件給地震施工造成了極大的困難。

1.2淺層地震地質(zhì)條件

勘探區(qū)的淺層地震地質(zhì)條件極為復雜，以基巖出露區(qū)為主。出露巖性為金斗山砂巖、平頂山砂巖等中細粒砂巖及砂質(zhì)泥巖及泥巖，巖石裂隙風化嚴重，成孔困難。

1.3深層地震地質(zhì)條件

二1煤層結(jié)構(gòu)簡單，具有速度低、密度低的特點，與高速度、高密度圍巖相比具有顯著的波阻抗差異，具有形成強反射波的良好條件，在人工波場作用下可產(chǎn)生波形穩(wěn)定、能量強的反射波T2波（即二1煤層反射波）。

2.三維地震野外數(shù)據(jù)采集

2.1試驗工作

綜合勘探區(qū)以往施工參數(shù)及鄰區(qū)施工經(jīng)驗，通過對勘探區(qū)表淺層、深層地震地質(zhì)條件的分析及實地踏勘，針對勘探區(qū)的成孔方法、井深、藥量及接收參數(shù)等制訂了試驗方案。全區(qū)共完成試驗點8個，物理點172個；完成試驗剖面一條，試驗物理點84個。

在選定的8個試驗點和試驗剖面上，根據(jù)不同的地震地質(zhì)條件進行了井深、藥量、接收因素等多項參數(shù)的試驗工作。

2.2試驗內(nèi)容及結(jié)論

2.2.1激發(fā)因素

（1）激發(fā)井深：選擇合適的激發(fā)層位對于獲得目的煤層高頻率、高信號比反射波至關(guān)重要。本次井深試驗采用風鉆成孔，以2kg藥量為基準，井深為2、3、4m的對比試驗，根據(jù)各個試驗點的資料情況分析發(fā)現(xiàn)，只要井深達到3m，則資料面貌正常，目的層反射波比較突出，頻率較高。

（2）激發(fā)藥量：合適的井深下選擇合適的藥量對于提高反射波分辨率和信號比尤其重要。本次藥量試驗采用井深3m，藥量為1、1.5、2、2.5kg的對比試驗，試驗結(jié)果表明藥量在1.5kg～2kg，則能量較強且面波壓制較好。

2.2.2接收因素

儀器采用法國產(chǎn)408UL數(shù)字地震勘探儀，采樣間隔1ms，記錄長度1.5s，全頻帶接收，檢波器主頻60Hz，2串2并4個挖坑埋置，接收排列不少于100道（將會根據(jù)實際施工效果增加排列）。

2.3三維地震觀測系統(tǒng)設計依據(jù)及類型選擇

綜合地質(zhì)任務的要求和試驗結(jié)果，根據(jù)以往鄰區(qū)地震勘探施工經(jīng)驗，選用8線10炮束狀觀測系統(tǒng)（每束接收線8條，激發(fā)線10條）進行施工，這種觀測系統(tǒng)既方便易行，效率又高，且保證了共炮點道集或CDP道集內(nèi)的地震道均勻分布，同時又使同一CDP道集內(nèi)各炮檢點連線的方位均勻分布；CDP網(wǎng)格為10m×10m，疊加次數(shù)采用40次疊加（橫向4次，縱向10次）。

3.三維地震勘探資料處理

本區(qū)原始采集資料初至波清晰，目的層反射波反映清楚，干擾波主要是一些隨機噪聲和一定強度的面波。地表高差500多米，淺層低速帶厚度變化較大，資料存在著較大的靜校正問題。因此，本區(qū)資料的處理過程為以靜校正為重點，提高信噪比為中心，堅持“三高（高信噪比、高保真度、高分辨率）”的原則，在保證信噪比的基礎上，盡量提高分辨率。處理中著重做以下重點工作：

（1）折射波靜校正

勘探區(qū)地處低山區(qū)，地表地形復雜，起伏變化大，最大高差達508.8m，本次利用綠山初至折射靜校正軟件進行靜校正處理。

（2）反褶積

地震勘探過程中所記錄下來的地震波是由一個地震子波和反射系數(shù)序列褶積，再加上一些隨機噪聲，并經(jīng)過大地濾波和衰減作用而形成的復合波。對地震數(shù)據(jù)作反褶積處理就是消除地震子波的影響，展寬有效頻帶，獲得反射系數(shù)序列，提高數(shù)據(jù)的分辨率。本次選用譜白化反褶積，有效地展寬了有效頻帶，提高了縱向分辨率。

（3）速度分析

速度是地震資料處理的重要參數(shù)之一，其精度直接影響著疊加處理的效果。為了提高速度譜解釋的精度，首先進行速度掃描，得到勘探區(qū)由淺至深的速度規(guī)律，然后以此為參考速度計算速度譜，速度譜的密度為100m×100m，并且和剩余靜較正進行二次迭代。

（4）自動剩余靜校正

由于地形影響反射波傳播路徑的不同使得地震反射波在做完一次靜校正、動校正后CDP點道集的道之間還有不同的剩余時差，從而降低多次疊加的效果，直接影響疊加剖面的連續(xù)性和分辨率，因此，必須進行剩余靜校正，以消除剩余校正量的影響。自動剩余靜校正后有效波同相軸連續(xù)性明顯提高，剖面質(zhì)量得到了明顯改善。

（5）偏移

偏移采用三維一步法有限差分偏移，是目前國際上通用的先進偏移技術(shù)方法。偏移所采用的速度是對DMO速度進行平滑并適當降低不同百分比，通過觀察斷點，地質(zhì)構(gòu)造特征是否合理得當進行調(diào)整，本次速度采用100%效果較好。

4.三維地震勘探資料解釋

三維資料解釋是在三維立體數(shù)據(jù)體的基礎上進行的，解釋過程是在解釋工作站進行的。本著從整體到局部、由粗到細、由簡單到復雜的解釋原則，先進行80m×80m粗網(wǎng)格控制解釋，建立起大的構(gòu)造輪廓，然后加密到40m×40m，最后加密到20m×20m，形成全區(qū)構(gòu)造骨架，確定較大斷層。最后利用解釋軟件自動追蹤功能對層位和構(gòu)造加密到5m×5m的細網(wǎng)格，解釋小斷層，確定最終解釋方案。

解釋過程中，縱向、橫向和任意時間剖面相結(jié)合，時間剖面和水平切片、順層切片相結(jié)合，全方位的反復對比、反復檢查、反復修改確認，確保解釋結(jié)果的正確可靠。

5.地質(zhì)成果

（1）主要煤層底板形態(tài)

勘探區(qū)內(nèi)煤層埋深為南淺北深，主要煤層為二1煤，其底板形態(tài)總體為一走向NEE，傾向NNW的單斜構(gòu)造，傾角18°～20°。傾角全區(qū)相對較穩(wěn)定，僅在斷層附近有增大的現(xiàn)象。區(qū)內(nèi)褶曲不發(fā)育，僅在中部個別斷層兩側(cè)受斷層的牽引影響使煤層底板等高線發(fā)生彎曲變化。

（2）構(gòu)造

勘探區(qū)構(gòu)造以斷裂為主，全區(qū)共解釋斷層38條，均為正斷層。其中斷層DF22、DF24、DF5、DF13為本次勘探新發(fā)現(xiàn)斷層，綜合評定為控制較可靠斷層（圖3、4、5、6）。

6.結(jié)論

本項目從勘探設計到野外采集、數(shù)據(jù)處理、資料解釋直至最終的報告編制等工作，均嚴格執(zhí)行原煤炭部頒發(fā)的《煤炭煤層氣地震勘探規(guī)范》，保質(zhì)保量完成設計規(guī)定的地質(zhì)任務。為礦方下一步采掘生產(chǎn)提供了可靠的技術(shù)支持。

參考文獻：

[1]張愛敏.采區(qū)高分辨三維地震勘探[M].徐州：中國礦業(yè)大學出版社， 1997.

[2]陸基孟，王永剛.地震勘探原理（第三版）[M].東營：中國石油大學出版社， 2009.

[3]張明學.地震勘探原理與解釋[M].北京：石油工業(yè)出版社， 2010.

[4]劉衛(wèi)，高召奎.三維地震勘探在滑動構(gòu)造解釋中的應用[J].煤田地質(zhì)與勘探. 2016，44（1）：112-115.

[5]趙立明，崔若飛.全數(shù)字高密度三維地震勘探在煤田精細構(gòu)造解釋中的應用[J].地球物理學進展， 2014， 29（5）：2332-2336.