地表复杂地区的三维地震勘探方法与效果

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第20卷第1期妥徽地质Vol.20No.12010年3月GeologyofAnhuiMarch2010文章编号：1005一6157（2010）01一053一4地表复杂地区的三维地震勘探方法与效果郝召敏（安徽省煤田地质局物测队，安徽宿州234000）摘要：勘探区位于鄂尔多斯高原西部，属于高原侵蚀性丘陵地貌，地表复杂，地层倾角较陡，激发条件差，野外施工困难，采用野外静校正、地表一致性反祸积、自动剩余静校正等处理手段，查明了主采煤层的赋存状态，预测了煤厚变化情况，查明了区内落差5m以上的断层，解释了落差3~5m的断点。关键词：地表复杂;三维地震勘探;数据采集;资料处理与解释中图分类号：P631.4文献标志码：A地震勘探的施工参数。1勘探区概况2．1观测系统勘探区位于内蒙古自治区鄂尔多斯市鄂托克旗区内目的层较浅（150~450m），地层倾角大西北部，属高原侵蚀性丘陵地貌，一般海拔标高（25“~45“）。为了避免倾角过大造成倾向方向1520~1600m，相对高差一般为80m左右，第四系反射波的散射，缩短倾向方向上的观测宽度，以保广泛分布，只在其西部有呈条带状出露的基岩和煤证深部采集资料的信噪比、分辨率和浅部的叠加次层。数，故本次三维地震勘探采用规则8线8炮中间激发1．1浅表层地震地质情况束状观测系统，20次叠加；1~2束480道接收，3~4本区出露的第四系由砂土、砂砾等组成的风积束240道接收，5~8束320道接收；在有障碍物无法放砂、残坡积物及冲洪积层、以及二叠系上统上石盒炮的地段，采用恢复性放炮，确保采集参数的完整于组杂色砂质泥岩、粘土岩、和灰白中粗粒砂岩组性。成，对地震成孔激发及检波器埋植影响较大，浅表2．2微测井层地震地质条件较差。由于本区地表为山地，浅表层降速带在横向和1．2深层地震地质条件纵向上变化剧烈，静校正难度大，因此需做好低速本区目的层赋存于石炭一二叠系，与顶底板的带调查工作。调查方法采用小折射，即采用相遇时波阻抗差异明显，是较理想的地震弹性波反射界距曲线加追逐的观测系统，排列长度为低速带厚度面，能获得动力学特征明显的同相轴，可连续追踪的8~10借。选择偏移距和检波点时考虑直达波和各对比。深层地震地质条件较好，但地层产状较陡，层折射波，用四个点来控制每层同相轴，确保初至清倾角一般25“~40“，对地震勘探不利，造成偏移量晰，实测排列点距。由于测区地形地表复杂，现场确过大。定小折射点的具体点位，全区实测10个小折射点。2资料采集3资料处理由于勘探区内地表复杂，深层地层产状较陡，该区地处山区，地表复杂多变，崎岖不平，加故在区内选择3个典型点位，即浅部、中深部基岩上山区施工困难，所获记录一般信噪比不高，因区、砂土较厚区进行药量、井深试验。通过对3个点此，本次处理的主要技术对策是：全力压制各种噪音试验和一个段试验记录的对比、分析，确定了本次干扰，得到有利于主要目的层反射波识别与追踪的高收稿日期：2009一06一20作者简介：郝召敏（1965一），女，安徽宿州人，物探工程师，现从事煤田地质勘探技术工作。 54妥徽地质2010年信噪比三维叠加和三维偏移数据体。叠加质量。DMO叠加更加接近于真正的零炮检距叠3．1野外静校正加，使大倾角反射准确成像，加强绕射波。本区地由于地表高程及低速带厚度、速度存在横向变层单斜特征明显，地层有一定倾角，DMO叠加明显化，产生的地震波旅行时差会对信号的叠加效果产改善陡倾角地层叠加质量。生一定的不利影响。针对检波点高程激发井深的变化，我们选定静校正基准面高程为1560m，替换速度4资料解释与成果为3500m/s，确保了叠加剖面的质量（图1）。资料解释是用三维地震数据体（网格为5mX5mX1s）切出的各种剖面和切片作为解释的基础资料，采用人机联作解释系统进行精细解释，通过三维高密度数据体反映各种地质现象的变化。4．1速度解释地震波在地下的传播速度是地震资料解释的重要参数，速度标定正确与否，将直接影响时深转换后煤层底板标高的精度。本区各煤层时深转换速度的求取，是在充分利用钻孔资料的基础上完成的，方法是：首先根据全区钻孔见煤点的深度及相应点目的层反射波的时间来分别计算出各点的速度，然后图1野外静校前（上）后（下）单炮对比图Fig．1Comparisonofsingieshotbefore（above）andafter（beiow）fieid利用CPS-3做图系统进行线形内插，从而得出全区相staticcorrection应的煤层速度图。3．2自动剩余静校正4．2断层的控制自动剩余静校正可以消除记录中存在的高频剩小断层的解释是地震解释的难点，水平切片对余静校正量，是保证有效波达到最佳叠加效果的一小断层有较高的分辨力，在水平切片上，同相轴水个重要手段之一，在此基础上进行叠加速度分析，平错开是断层的反映，其错开的大小反映了断距的就可以为后面的叠加处理提供更为准确的叠加速度大小。一个在垂直剖面上较难识别的微小断层，在信息。经过自动剩余静校正处理后的有效波同相轴水平切片上的错开量有时可放大几借，因此，充分连续性明显提高，剖面质量得到明显改善（图2）。利用水平切片识别断层，有利于查明断层面延伸方向，合理组合断层，划分断块。本区利用342个断点组合断层28条，逆断层为主（图3），大多为北北东，倾向北西西主走向，并伴图2剩余静校正前（上）后（下）叠加对比Fig．2Comparisonofoveriappingbefore（above）andafter（beiow）residuaistaticcorrection图3断层在时间剖面上的显示Fig．3Fauitasshownintimesection3．3DMO叠加DMO倾角校正能部分消除陡倾角地层对叠加有走向北北西的断层存在，近南北、北北东向的断的影响，实现真正的共反射点叠加，提高倾斜地层层延伸较长，落差较大。 第20卷第1期郝召敏：地表复杂地区的三维地震勘探方法与效果554．3煤层厚度变化趋势分析和解释，未发现明显异常，因此没有发现直径大于20m的陷落柱。本区主要可采煤层为9号、14号煤，其中9号煤全区较厚且不稳定，煤层结构较复杂，煤层最厚处达6.17m，最薄处仅0.5m。14煤全区较厚且厚度变化较有规律，即从勘探区四周向中部靠拢，煤厚逐渐变厚，据该处钻孔揭露该处煤厚达6.92m。（见图4）4．4陷落往的解释陷落柱是一种特殊的古构造，空间上为一柱状1220283645260687684921010816124132140148156164172180181962042122028236242522602682762842923030831632432340348356364372380383964044124204284364192IVV619225．14－555．662016200V125．282080．8．692082161补8421696125．20补922410．6625．07G12412．19232232963966图5陷落柱在时间剖面上的显示25．6025．2018．7412．54240薄868240248变248Fig．5Coiiapsepostasshownintimesection256带256补82961410．6626410．0V226413．10变27227296425．40IV628012．22薄280IVV724．982818．24带282962965结论967304IV130431254312320320IV30225．1011．40328328369653625．7010．95本次三维地震勘探的野外数据采集是在地表复3434352352360360368368968杂、施工困难的情况下完成的，资料处理的重点是25．2037613．26376384233843923924040做好计算折射静校正，最终处理剖面归位准确，目IVV525．154084081220283645260687684921010816124132140148156164172180181962042122028236242522602682762842923030831632432340348356364372380383964044124204284364的层连续性较好，最大限度地提高了资料的分辨图414煤层厚度变化趋势示意图Fig．4Coaiseam14changeinthichness率，达到了“三高”的处理效果。资料解释采用人机联作的方式，对断层、煤系地层赋存状态及陷落塌陷体，平面上为一封闭的圈状且与周围介质截然柱等地质异常体进行精细解释，为煤矿生产提供较分开。其主要危害是可能成为导水通道，诱发矿井可靠的地质依据。透水事故。陷落柱在时间剖面上表现为：在追踪反参考文献：射波时，几组反射波同时中断或下陷或消失，继而[1]陈民振.扣国煤矿物探研究[M].北京：地质出版社，2006.出现混乱；陷落柱在水平时间切片和方差体切片[2]唐建益，方正.煤矿采区实用地震技术[M].北京：煤炭工业上，也有不同形式的异常表现。（见图5）出版社，1998.经过对本区资料进行精卜细致的追踪对比，主[3]张子光，唐建益.复杂地形地区的三维地震采集技术[J].煤要是对主要煤层T8和T10波及灰岩界面的反射波进行炭资源勘探新技术，2003(6).THREE-DIMENSIONALSEISMICSURVEYINGMETHODAPPLIEDINCOMPLEXGROUNDAREAANDTHERESULTHAOZhao-min（TopographicalPlanimetryTeamofAnhuiBureauofCoalGeology,Suzhou,Anhui234000,China）Abstract:TheexplorationarealiesinwesternOrdoshighland,isshownashighlanderosionhillylandformwithcomplexgroundconditions.Thestratadipabruptlyandinductionconditionsarepoor.Fieldstaticcorrection,surfaceconsistentdeconvolutionandautomaticresidualstaticcorrectionwereusedtohavefoundtheoccurrencesofmajorminedcoalseam,foreseencoalseamthicknesschangeconditions,discoveredfaultswithdropheightover5mintheareaandinterpretedbrokenpointswithdropheightof3-5m.Keywords:groundcomplexity;3-Dseismicsurveying;dataacquisition;datatreatmentandinterpretation