地震勘探的应用范文

关键词:三维地震勘探;矿区地质;观测系统;采区

中图分类号:P631文献标识码:A文章编号:1009-2374(2013)09-0112-03

刘东煤矿在不同时期、不同采区进行了多次三维地震勘探,已在煤矿采区勘探中取得了显著的地质效果,其解决煤矿地质构造问题是一种行之有效的勘探手段。在指导矿井生产建设中,尤其是在该矿西北部徐双楼采区进行的三维地震勘探应用,取得了丰富的地质成果,显示了较好的经济效益和社会效益。

1矿区地质概况

1.1地层

刘东煤矿位于淮北煤田中西部,在地层区划分上属于华北地层区鲁西地层分区徐宿小区。本区基岩地层被第四系覆盖。地层由老到新依次为:奥陶系(O1+2),石炭系(C2+3)、二叠系(P)、第三系(N)和第四系(Q)。

主要可采煤层赋存于二叠系的下统山西组和下石盒

子组。

1.2构造

本区主要为大中型NNE向褶皱和张性断层,该矿处于陈集向斜东翼仰起端,总体上为一走向北北东向,倾向北西的单斜。地层倾角一般在10°~20°之间,该采区浅部倾角较陡,一般在25°左右,西北方向的深部倾角较缓,在7°~13°之间,倾角变化较大。

1.3煤层

本区三维地震勘探的主要目的煤层为7煤和10煤。

1.3.17煤层。位于下石盒子组下部,分71和72两组煤层,间距0~12.30m,平均5.50m,在地震勘探中通常复合成一组反射波。下距分界铝质泥岩24~60.50m,平均37.50m。煤层结构简单,局部含一层泥岩夹矸,偶见两层夹矸。煤层厚0~4.39m,平均2.09m,属中厚较稳定煤层。煤层顶板以泥岩为主,粉砂岩次之,中部为少量砂岩;底板以泥岩为主,次为粉砂岩。

1.3.210煤层。位于山西组中部,上距铝质泥岩39~70m,平均55.5m;下距太原组第一层灰岩40.5~65m,平均53.4m。煤层结构简单,以单一煤层为主,局部含一层泥岩夹矸,以中厚-厚为主,煤层厚度1.50~5.93m,平均2.95m,属稳定煤层。煤层顶板以泥岩为主,粉砂岩次之,少量砂岩;底板多为泥岩和粉砂岩。

2野外工作方法

野外工作方法综合考虑地质任务、地形及诸多地下因素,充分利用高密度采集的面积接收技术和炮、检点网格的灵活组合,获得分布均匀的地下数据点网格及所要求的覆盖次数,以保证较高的信噪比和分辨率,采用八线十四炮制中间激发束状观测系统。主要观测系统参数如下:

3资料处理

资料处理从原始数据解编到输出标准数据体,中间要经过真振幅恢复、速度分析、时间偏移等过程,最终可显示为较理想的时间剖面图。

3.1真振幅恢复

由于大地滤波的作用,地震波在传播过程中能量衰减很多,尤其高频成份损失严重,另外,震源能量差异、检波器耦合差异也会对有效波振幅产生不利影响,导致接收到的振幅不能真实地反映地下介质的动力学特征及相互差异,我们采用地表一致性振幅补偿对地震波能量加以恢复,使得浅、中、深空间能量得到了较好恢复,如图1所示:

图1振幅恢复前(上)、后(下)单炮

3.2速度分析

速度是地震资料处理的重要参数之一,其精度直接影响着叠加处理的效果。为了提高速度谱解释的精度,首先进行速度扫描,得到本区由浅至深的速度规律,然后以此为参考速度计算速度谱,速度谱的密度为100×100m,并且和剩余静校正进行二次迭代。

图2叠加速度谱图

3.3时间偏移

时间偏移采用三维一步法,步长16ms。通过对常规叠后偏移和叠前时间偏移对比发现,在正常施工地段叠前时间偏移效果较好,在复杂地带构造合理,断层清晰,波组特征鲜明,便于目的层的识别和追踪,从而提高了分辨率,但村庄变观地带和信噪比较低的地方变差,这些地方激发能量低是其一不利因素,地下层位的反射波较弱是主因。

本次处理采用了常规叠后偏移和叠前时间偏移相结合的方法,提供了两种偏移成果,这两种结果各有优缺点,在信噪比高的地方叠前偏移成相较好,断层更加清晰,波组特征好,这对各种复杂地质构造认识有利,在低信噪比地方和村庄附近叠后偏移好些,综合应用可能会取得较好效果。

3.4时间剖面处理解释效果显示

经反复测试、优化处理参数,综合处理后的成果时间剖面保真度高、信噪比和分辨率较高,地质层位、构造关系显示清晰。如图4到图6所示。

图3叠后偏移(上)与叠前偏移(下)

图47、10煤层反射波及断层在时间剖面上的显示

图5小断点在时间剖面上的显示

图6逆断层在时间剖面上的显示

4地质应用效果

4.1勘探前后构造对比

通过三维地震勘探共解释断层90条,断层走向北东向为主,其中:修改断层5条,新发现断层85条;基本查明了7煤和10煤层赋存形态及断裂构造发育情况,取得了丰富的地质成果,为煤矿井巷开拓和开采提供了较可靠的地质依据。如图7为10煤层三维地震勘探前后对比图。

图710煤层三维勘探前后构造对比图

4.2利用振幅层拉平图预测煤厚

三维地震勘探的另外一大优势和亮点,是可利用振幅层拉平图对煤厚进行预测。在地震地质条件较好的区块,利用振幅层拉平图结合钻孔标定煤厚,成功预测了煤层厚度变化趋势。在振幅层拉平图上,颜色愈深振幅愈强,指示煤层较厚;相反,颜色愈浅振幅愈弱,指示煤层较薄。在煤矿三维地震勘探后期新施工的3个钻孔中,4-8、5-8两孔在层拉平图上所在位置颜色显示较浅,为浅黄色或灰白色,指示煤层较薄,钻孔实际揭露的10煤层厚度分别为0.79m、0.53m;而6-8孔所处颜色为深红色,颜色相对较深,指示为厚煤层,实际揭露的10煤层厚度为3.24m,均与振幅层拉平图吻合相当好。

5结语

三维地震勘探能够较好地解决煤矿地质构造问题,在地震地质条件较好时,可利用地震反射波振幅的动力学特征对煤层厚度进行预测,具有一定的参考价值。三维地震勘探虽在定性解决地质构造方面有很好的优势,但在定量解释一些精细问题时,需要综合利用多种勘探手段才能提高解释精度,例如利用钻探进行层位标定、利用电法进行水文地质勘探判断断层位置及导水性等。总之,三维地震只有同其他勘探手段相配合进行综合勘探,才会取得更加丰富、更加准确、更加可靠的地质成果。

图810煤层振幅层拉平图

参考文献

[1]魏振岱.安徽省煤炭资源赋存规律与找煤预测[M].北

京:地质出版社,2012.

[2]陈民振.中国煤矿物探研究[M].北京:地质出版社,

2006.

[3]徐怀大,王世凤,陈开远.地震地层学解释基础[M].

地震勘探的应用范文篇2

1.1研究区域地震勘探地质条件针对研究区域地震勘探地质条件可将研究区域地质条件分为浅表层地震地质条件及深层地震地质条件,通过这两方面进行实际研究。a)针对浅表层地质条件,由于地区地势起伏较大,附近有较多矿山,存在运输车辆实际干扰,同时人文活动及电缆电线等电磁干扰都是影响地震波浅层测量准确性的原因。由于地质疏松,地震波进行实际接收过程中,地表具有吸收地震波作用,致使地震波强度受到影响[1];b)深层地震地质条件主要表现在第四系松散砂层中,具有一定抗阻波差异,导致测量阻波效果受到影响。同时,针对该区域内开挖之前煤层进行分析可知,这是一个良好的波阻抗界面,能产生较强反射波,实现地震波长的精确检测。煤炭开采后,存在一定采空区,伴随着缝隙带及采空带出现,反射波也会随着波长中信号传输混乱出现紊乱状况,存在差异性特征,由此可见,深层地质条件较好。

1.2地震勘探方法选择浅层地震勘探主要包括:折射波法、反射波法及瑞雷波法。a)折射波法在实际地区测量过程中,不同地层中存在明显弹性波速度差异,且针对松散煤层及采空区域层波速实际分布呈现倒序状态,不能满足方法限定性要求,且该方法在实际检测中需大面积采集空地;b)瑞雷波法应用原理为,底层之间介质不同会导致实际波速不同,利用瑞雷面波传播的频散性进行实际测量工作开展的方法。实际探测深度受到限制,且横向波长传输辐射范围较小,不利于对采空区域检测,导致实际检测结果出现差异;c)反射波法可实现定向发射,能量向下传递过程较为顺畅,高频成分多元化,可实现高分辨率勘探。通过对各种方法实际优势与劣势进行分析,需准确地对采空区域进行地质测量,采用浅层地震反射波方法具有明显优势[2]。

2方法设计

浅层地震反射波法可以利用人工激发形式产生弹性波,并发现弹性波在地下岩层中的传播规律,根据波动频率来判断岩石性质及岩层分布结构。如果地层发生碎裂,弹性波便能敏感捕捉到地层变化情况,针对断裂层产生相应反射波,能明确采空区域岩层状况。因此,浅层地震勘探技术在煤炭采空区域的应用具有重要意义,且能取得良好效果。

由于煤系地层中,其煤层反射系数与顶底板之间差异较大,在波长检测过程中会出现明显反射效果。煤层被开采,煤层区与顶板之间就会形成采空区域,采空区域会造成反射中断。由于采空区围岩结构遭到破坏,导致反射波在检测该区域时产生紊乱及变形状况,但采空区域下方岩层较为稳定,对反射波长没有影响,由于岩层完整性较好,所以采空区没有较大变化。

由于地震勘探区域的特殊性及地势高低起伏,为提升地震勘探反射波可信度,进行野外资料采集和室内数据处理过程中应重视以下处理方法与措施。a)测线主要垂直于倾斜地层走向布置;b)合理选择地震波激发点,应从地层下倾方向激发上倾方向接收;c)合理选用激发夯锤,选取70kg夯锤进行激发,实现强有力的地震波能量,实现精确数据检测;d)合理选择检波器,有利于对有效波接收。同时应选取多个检波器进行波长接收,提升抗干扰能力,保障稳定地接受有效波;e)增加地震采集覆盖频次,提升地震勘探精度;f)运用合理的精度速度分析方法,实现速度分析,保证获得参数的精确计算,为勘探提供良好理论保障[3]。野外技术采用美国CEOMETRICE公司生产的NZXP高分辨率地震仪进行地震勘探技术具体应用,并确定实际激发震源为70kg夯锤,接受波长主要采用CDJ-60型号60Hz的垂直检波器。数据实际采集参数为:采样间隔0.25ms,记录长度为750ms,70道接受,60Hz检波器,20Hz低切滤波,500Hz高切滤波,观测系统的道间距为3m,炮间距为6m,最小偏移距离为12m。同时对于地震波的处理采用加拿大的地震波处理软件Vista7.0处理软件来完成地震波计算工作,保证数据及参数的准确性。

在进行实际检测实施过程中,浅层地震勘探技术相关设备已准备好,对于研究区域采空区进行实际勘探过程中,地震勘探通过70kg夯锤激发地震波,通过60Hz检波器进行组合接收,并实现数据软件具体分析。经过浅层地震波对研究区域进行采空区勘探,测量结果相对准确,符合该地区煤矿采空区实际条件[4]。

3结语

地震勘探的应用范文篇3

关键词:三维地震;勘查;高产高效;经济分析

1概况

1.1矿井概况

是***矿业集团的主力矿井之一的某某三矿,设计生产能力150万t/a。某某三矿井田内有F10,F41,F41-1,F48,F53和F566断层。受这这几条大断层的影响,井田内小断层密集,且相互切割并伴有岩浆岩侵入,对煤层破坏比较严重,属构造复杂矿井。并且该矿己经开采20多年,随着矿井逐渐延伸,矿井深部地质构造越来越复杂,而综采对地质条件的适应性比较差,迫切需要应用三维地震勘探技术,加强对煤层赋存状况、地质构造的精细控制,以满足合机械化采煤的要求。

1.2勘探区概况

-600m水平由沈阳煤矿设计院依据1985年《***矿务局某某三矿精查地质报告》设计了两条综采生产线,确定为150万t/a的综合机械化采区。随着近年来的地质补充勘探和开拓工程及采煤过程中实见,发现该区构造情况比原精查报告更为复杂。为了查清该区地质构造的发育情况并优化采掘设计,为采掘工作提供可靠的地质依据,***矿业集团委托我队对该区进行了三维地震勘探。

2、勘探区基本地质条件及需解决的问题

2.1、地质条件

某某三矿井田位于**煤田东南,区内地层系统简单,侏罗系上统不整合于古生界泥盆系与元古界麻山群及其侵入花岗岩组成的拼合基底上。区内地层层序为钻孔连续控制。城子河组地层为主要含煤岩系,含煤层段地层总厚616-1376m。地面被第四系地层覆盖,与下覆第三系地层旱角度不整合接触,第四系地层厚度介于52-240m之间。其下的第三系地层与下伏的城子河组煤系地层旱不整合接触,第三系地层厚度介于0-240m之间。勘探区内发育的可采煤层不多,24#煤层只是在测区西部分布一小块,面积不大,该煤层结构较简单,有1-2层夹研,为较稳定煤层,厚0.05-1.64m。顶板为粉砂岩,底板为粉、细砂岩。30#煤层:为全区发育主要可采煤层,结构较复杂,有1-4层夹石,为较稳定煤层。顶板以粉砂岩为主,底板以细砂岩和粉砂岩与细砂岩互层为主。勘探区内30#煤层的厚度为0.75--6.31m,浅部地段的煤厚均在5m以上。24#煤层与30#煤层之间的距离,一般在285m-305m之间。

2.2、构造条件

三维地震勘探区总体形态上为一单斜构造,倾向西,走向近似南北。其煤层倾角一般在120-170。之间,测区东南部地层倾角能达到350以上。测区内断层较多,构造相对比较复杂,精查报告查明的断层有F10,F41,F41-1,F48,F53和F56断层.

2.3、需解决的地质问题

(1)勘探区内24,30煤层底板起伏形态,深度误差不超过±1.5%;

(2)勘探区内落差在5m以上的断层和3-5m的断点,其平面摆动不超过±30m

(3)研究火成岩对24,30煤层的破坏情况;

(4)研究24,30煤层的厚度变化趋势

3主要技术措施

3.1数据采集措施

(1)合理的观测系统选择是高精度的资料采集与处理的基础。

(2)选用了适合该区域的钻孔方式,针对不同的地形选择不同的钻孔方式。

(3)为提高地震资料的分辨率,数据录制参数上采用宽频带接收,最大限度的保留反射信号中的高频成分。检波器全部挖坑埋置,通过现场资料可以看出这种方式可以有效的压制风的干扰。

3.2资料处理措施

(1)复杂地形下的静校正问题一直是地震资料处理的难点,该区域地表起伏较大、沟壑交错,通过绿山初至折射静校正方法有效的解决该区资料的静校正问题,取得了很好的效果。

(2)在叠前采用地表一至性反褶技术,叠后又进行反Q滤波频率补偿,使高频信号得到补偿,频带得到展宽。

(3)针对小断层发育的特点,采用具有吸收边界的差分法波动方程三维一步法偏移,偏移结果是否正确以断点是否清晰、绕射波是否完全收敛为准。

(4)针对多煤层不易分辨的特点,采用地表一致性预测反褶积,反复测试参数最终达到的最佳效果,压制了目的层附近的多次波干扰,地震数据的高频成分得到了加强,同时频带也变宽了,多个目的层反射波都得到了改善,相位特征变得较为明显。

3.3资料解释措施

(1)地震资料解释利用美国斯贝伦谢GeoFrame地震解释软件,使用人机交互解释系统。利用已知钻孔声波测井资料制作人工合成地震记录与井旁实际地震资料进行对比,将地震波与地下地质目的层联系起来,在整个三维数据体中进行追踪解释。解释中坚持叠加数据体和偏移数据体相结合为主,配以动态显示和相干体技术,对地质构造进行了细致的综合解释。

(2)采用地震属性分析技术,更直观地解释小断层。

(3)以垂直剖面与水平切片解释相结合为主,与相干体技术相结合对地质构造进行细致的解释。

(4)在资料解释过程中物探解释人员与矿方地质人员密切配合、相互沟通,使地质成果符合矿井构造规律。

4、勘探成果验证与分析

4.1、煤层赋存形态的控制

在勘探区内己有地面补充勘探钻孔6个,井下探巷10个,采区的开拓工程己经完成,并对部分采面进行了采煤工作。对煤层赋存形态的控制点数较多,但由于勘探区内断裂构造发育,煤层赋存形态在局部有较大变化,本次三维地震勘探的重点为24,30煤层24煤层验证点的平均误差为5.73m,精度误差为0.93%;30煤层验证点的平均误差为4.62m,精度误差为0.72%,完全符合三维地震合同误差1.5%的要求。

4.2、构造情况的控制

本次三维地震勘探对24,30煤层的底板起伏形态的控制,与原精查报告一致,但三维地震勘探在原精查报告单斜的基础上,局部发育有小的背、向斜。原来的精查报告解释断层只有6条,本次三维地震勘探共解释断层211条,其中正断层197条,逆断层14条,24,30煤层均被切割的断层有151条,只切割24煤层的断层有28条,只切割30煤层的断层有32条其中落差大于1Om的断层74条.本次三维地震勘探新发现断层205条,其中落差大于1Om的断层68条,落差5-1Om的断层69条,落差小于5m的断层68条。可靠断层164条,占77.73%;较可靠断层46条,占21.80%;控制程度较差断层1条,占0.47%。从矿井工程的实际揭露来看,三维地震勘探对一些断距比较大的断层的控制是比较准确的,对采矿生产有较好的指导作用。面对一些落差比较小,特别是落差较小的逆断层解释不太理想,断距与实际揭露的出入较大,但平面位置比较准确。这与本次选择勘探所采用的三维地震观测系统有一定的关系。

5、经济效益分析

(1)在补充钻探及采掘工程资料的基础上,本次三维地震勘探进一步查明了该矿的构造情况,尤其是较大落差断层的确定,为优化采掘设计、采煤施工提供了更加可靠的地质资料。根据三维地震勘探资料对24煤层、30煤层的采掘设计进行了修改,大大减少了工程量,可节省资金800余万元。

(2)三维地震的立体勘探,比钻探投入少,获得的地质信息比钻探多,利用钻探极限布孔1km2布孔9个,每孔资金70万元,需要资金600多万元,面三维地震勘探Ikm2只需要有2-3个钻孔,最多需要资金300余万元,每平力一千米节约资金300多万元,对煤层的赋存情况、断层的控制程度比钻探高得多,同时勘探周期也比钻探缩短很多。

结束语

三维地震勘探经过在某某三矿进行三维地震勘探取得了令人满意的效果,地震解释与实际揭露对应关系大部分吻合,为类似地区及条件下的三维地震勘探技术积累了一定的经验。但是通过与实际资料的对比过程中仍然发现有与解释不吻合的地方,主要体现在该区域煤层分岔严重,在地震剖面上的显示与断层的显示特称相似,从面当做断层解释,降低了解释精度,应该在以后的实践中多多总结三者不同之处,提高解释精度。

参考文献:

[1]丁在宇,罗振丽高分辫三维地震技术在谋矿开采中的应用和发展田能源技术与管理,2004(04)

[2]陈民振.中国煤矿物探研究[M].北京:地质出版社.2006.

地震勘探的应用范文篇4

随着我国科学技术快速发展,煤田地震勘探方法也日益趋于完善,出现了更为显著的效果。煤田地震勘探能够满足地表复杂区与构造复杂区的需求,利用多种应用提高地震勘探的分辨率,为煤田勘探生产企业的蓬勃发展做铺垫。

关键词:

煤田;地震勘探;应用;效果分析

在煤田勘探中采用单点数字检波器来开展高密度地震勘探,不仅能够完成高保真度与分辨率的地震资料,同时也能够更好的进行煤田小断层、陷落柱和微幅构造的成像,进而把煤田开采中所潜在风险降低或消除,有效保障煤田的安全生产安。

1、煤田地震勘探的应用

1.1三维地震勘探技术特点三维地震勘探技术是地球物理勘探的重要手段与方法,具有如下几个方面的特点:第一,具有科学、准确、婉转的勘探数据;第二,能够勘探构造较为复杂的地质,且能够查明地震波的分辨率;第三,三维地震勘探可勘探出地震波的信息,有利于研究正反演技术,为研究岩性做铺垫;第四,三维地震降低了外界因素对勘探效果的影响,加快了人机合作的发展速度;第五,三维地震勘探利用了现代先进仪器的优越性,尽管投入了较大的单位面积,却能得到很高的收益。

1.2地震勘探应用的广泛性1-2ms采样、96道接收是我国初期三维项目的主要勘探手段,覆盖次数手到仪器因素的直接影响,同时也限制了采样率与动态范围,尽管勘探效果得到了一致好评,却因其具有较高的成本而发展缓慢。我国第一次在地震项目中应用煤田三维勘探技术是姚桥煤矿中央采区。随后,应用三维地震勘探技术的地区越来越多。2001年12月,“煤矿采区三维地震经验交流会”召开于上海,我国设定了利用煤田三维勘探手段的煤炭生产企业日渐增多。自此,在我国煤田勘探单位中三维地震占据十分重要的地位。

1.3数字检波器应用过去传统勘探中应用的模拟检波器,模拟检波器在工作的时候会处于10Hz的自然频段,但是在这个过程中有着-6dB的衰减,因此稳定性不好,畸变大。数字检波器弥补了模拟检波器的不足,通过单点的高密度接收,能够消除过去模拟检波器出现的组合效应,实现高保真度的对地震波场数据获取,完成信号的无衰竭。在单点接收的情况下,原始单炮资料的信噪比会较模拟得到的数据低,没有视速度干扰波的影响。应用室内数字组合技术进行单点记录,首先要校正,把组合基距引起的正常时差问题进行处理,之后把结果传递到独立的每个检波点,进而垂直叠加滤波作用降到最低。

2、煤田地震勘探技术应用效果

2.1适应不同环境条件煤田勘探第一,构造复杂区。我国地理条件广阔,地形复杂,煤田通常在断层之间或断裂的交汇部位。在区域性断裂的影响下,发育有较为密集的断层。此外,还受旋转构造体的影响而发育的正断层的倾角变化通常较大,同时会出现一级褶曲。第二,地表复杂区。为确保原始资料的收集质量,在勘探过程中通常结合特殊观测系统与炮检距较小的观测系统,同时方位角较宽、覆盖次数较高。勘探技术人员科学有效的处理收集到的资料,大大降低了地表对子波形的影响程度,避免了因岩浆岩因素而出现多次波,使其横向变化地层运动速度而回到原来的位置,进而取得了理想的勘探结果。第三,地震地质条件较好的地区。地震地质条件较好的地区有很多,如:姚桥煤矿中央采区,在该煤矿采区中运用三维地震手段得到了更好的效果,采用小断层模式识别、水平切片、层位分析等方法,科学有效的解释了小断层的形成,提高了煤田地震勘探技术的精度,如:利用巷道方法可知该断层落差为2.8m,而采用解释方法可知其落差为3m。该勘探手段既开展了构造解释,又将煤层的厚度利用谱距法进行了科学合理的预测,科学的处理了地震资料,密度、孔隙度、速度、吸收度、渗透率等参数都能够有效的提取出来,还能准确的预测灰岩的赋水性。

2.2勘探成本及投入产出比由于我国最初的三维项目受到仪器因素的影响,导致其覆盖次数较低或接收道数较少,却需要付高额的单位面积费用。随着我国科学技术的不断发展,仪器也逐渐更新换代,提高了仪器的覆盖次数,也增加了野外的接收道数,同时降低了单位面积的费用。在煤田地震勘探中有效利用工作站,能够使处理周期缩短,最大程度减少资料处理成本进而大大降低了生产的成本;再加上我国市场竞争越来越激烈,也降低了煤田地震勘探的费用。

另外,投入成本比也是众多企业需要考虑的重点内容。在我国地震勘探中运用地震勘探技术,除了能够查清复杂的地质构造,还能够推动我国的经济发展。对于三维地震勘探来说,具有很高的价值,相同的施工项目,利用二维勘探手段最多能够获得1/3的经济效益,还不能达到三维地震勘探的精准度。为加快三维地震勘探的发展,在未来的工作中,我们应当做到如下几点:第一,高分辨率不能只单单用于接收与激发,要将其当作一个系统工程来看待,探索与研究如何提高三维地震勘探的分辨率,如使用属性分析、正反演技术等,使其能够查明更小的地质构造。第二,寻找途径使探索地质问题的范围得以扩大,不断发现新的问题、解决新的问题,结合动力学信息分析解决三维地震的问题,逐渐定量预测煤层的厚度、地层的岩性等。第三,加大力度研究三维多波勘探,如:三维三分量等问题,大力推广研究结果,使其能够真正拥有煤田勘探之中。第四,切实掌握煤田的特色,研究符合根据其特色的软件,并将该软件融入煤田勘探工作之中,使得三维勘探的处理水平得以提高。第五,有效结合计算机技术,将煤田三维地震资料输入到计算机之中,利用计算机进行统计,有效利用三维地震资料的优越性,进而确保煤田能够有效的进行生产。

综上,煤田勘探工作中需要结合地形地势条件,合理应用地震勘探技术。在数字高密度地震勘探过程中,应当在观测系统设计开始的阶段就充分考虑到并明确分析单点接收的特点,其次开展高密度观测系统设计,并且在处理阶段能够针对性地应用叠前压噪处理方法,这样才能保持数字检波器的优点,将煤田中断距更小的断层准确地发现,进而保障煤田开采的安全进行。

参考文献:

[1]唐建益.煤矿采区实用地震勘探技术[M].北京:煤炭工业出版社,2012,3.

地震勘探的应用范文1篇5

关键词:煤矿开采地质勘探工作面

矿井由于受地质条件差、断层发育、煤厚变化大等地质因素的影响,造成生产接续紧张,采用综合勘探方法,多种勘探手段结合并用,地面采用三维物探手段,井下先期施工多用途探巷,配合钻探及井下物探等手段,针对影响生产的地质因素开展各项专题研究,不断进行资料的动态综合分析,取得了较好的地质效果,为矿井的安全高效生产提供了有利的地质勘探预报保障。

1煤矿开采中的地质问题

1.1地质构造问题。在现代化高产高效矿井的建设和生产过程中,综采工作面的合理布置、综采机组高产高效的发挥、矿工以至整个矿井的安全,依赖于矿井地质条件的查明程度。

1.2煤层底板突水问题。长期以来,影响我国煤矿安全生产的两个灾害性问题是煤层底板突水和瓦斯突出。煤层底板突水是一种受许多因素控制的动态现象,主要因素有底板承压含水层、隔水层厚度与隔水能力、地质构造、采矿活动等。

2采区地面地震勘探

矿井采区设计前,通过采用地面地震勘探手段,查明采区构造形态和断层发育规律,查明煤层赋存状况及底板起伏形态,对影响开采的含水层富水性进行评价,并提出水害防治措施,为采区设计提供可靠的地质资料。

同时本阶段的主要工作也是进一步查明采区范围内的小构造,包括落差5m左右的断层、陷落柱和采空区的空间分布形态,根据采区衔接的要求,应提前布置实施。现已成熟的探测技术包括三维地震勘探、瞬变电磁法、矿井直流电法和钻探。地面物探方法较矿井物探方法施工简单,探测效率也高,但受到地表条件的限制。因此,在地表条件允许的前提下,三维高分辨率地震勘探技术是首选方法。

3矿井地震勘探

由于煤矿井下环境的特殊性,井下开展地震波勘探的理论方法与装备技术等与地面三维地震勘探区别较大,只能利用井巷有限空间,并根据全空间下波场分布特点,开展矿井地震勘探。

3.1井巷二维地震勘探。目前地震反射波法中使用最广泛的,就是在巷道走向方向布设的多次覆盖观测系统,进行观测,但在井下煤系地层中进行近源全空间多分量勘探时,需要根据煤岩层分布与震波传播规律合理设计其观测系统参数,以使不同波类与空间旅行途径的地震波在不同分量上得到突显,并要避免波场混响。沿测线布置炮点和检波点排列,按照观测系统设计进行地震数据采集。

3.2震波超前探测。现在,煤矿地震超前预报技术主要以反射地震方法为主。由于受煤矿井下条件的限制,可供观测的空间也十分有限。必须充分利用有限的空间条件,在巷道空间内尽可能多布置激发与接收点,采集尽可能多的地震数据供来处理分析,这样,才能提出高探测效果,更好地为矿井生产服务。

3.3瑞利波勘探方法。瑞利波是在激发界面附近传播的面波,其工作方法主要包括:一是激发和采集瑞利面波的信号,另一方面是从已采集的资料中,经过处理得出各种频率面波相对应的速度VR和波长R.并绘制其离散分布曲线,进而通过反演得出有关表层岩土分层的地质解释,为了完成上述两个方面的工作,可采用不同激发采集方式。

3.4槽波勘探法。槽波地震勘探是利用在煤层(作为低速波导)中激发和传播的导波,以探查煤层不连续性的一种地球物理方法。槽波地震勘探具有探测距离大、精度高、抗电干扰能力强、波形特征较易识别,以及最终成果直观的优点。

4地质雷达勘探方法

这种方法能十分清楚地显现探测面前方一定范围内的岩石、空洞、水体等不均匀体的分布情况和岩性变化情况。矿井地质雷达自90年代以来.先后在河南、山东、安徽淮北煤田等应用过,对于近距离探测岩体结构性态和大比例尺构造效果通过反复使用、验证效果很好。

5高密度电阻率法

电阻率法是以岩土介质的导电性为基础,通过观测可研究人工建立的地中稳定电流场的分布规律从而达到找矿或解决某些地质问题的目的。电阻率法现场工作方法较多,其中高密度电阻率法是新近发展并推广到矿井中的新技术。

6井下直流电法透视

井下直流电法透视从大的范畴来说,井下直流电法透视仍属于矿井直流电法。其目的是探测采煤工作面内部的导水构造、底板含水层的集中富水带。许多矿区的研究和试验证明,井下直流电法透视是探测水文地质异常区最为有效的物探方法之一。

7坑透法

坑透法(也称为无线电波透视法)是向地下地质体发射高频无线电波,通过观测电磁波在传播过程中场强的衰减情况,以确定地质异常体的位置和形态的一种勘探方法。

坑透法一般在两条巷道(回风巷和运输巷)之间进行,接收透过被探测地质体的电磁渡信号,当电磁波在穿过煤层途中遇到地质异常区(特别是含水构造)时,在相应的接收点处能观测到尤线电波场强的明显衰减,通过改变发射点或接收点位置多次观测,即可确定地质异常体的位置和形态。坑透法在我们煤矿矿井中使用较普遍,对观察工作面内断层、陷落柱含水裂隙、煤层变薄区或其它构造等能够发挥出很好的作用。通过坑透、槽波、脉冲干扰试验等手段,也可以探测地质及水文地质异常区。综上所述,对于受底板岩溶水害威胁的矿区,对水文地质条件的探查,应以各种规模的放水试验为主要探查手段,以此为基础,采用多种物探及钻探手段,对局部的水文地质异常区进一步查明,达到相互补充、相互验证,充分体现多种勘探方法的综合效应,可取得十分显著的技术效果。

8结论

煤矿开采地质勘探技术的发展方向是将地球物理方法、基础地质勘探手段与地理信息系统技术进行有机结合。利用三维地震、瞬变电磁、矿井物探、地面钻探和井巷工程等多元数据,查明采区内断层分布、煤层埋藏深度与厚度、岩溶裂隙发育带的分布和隔水层厚度等。利用地理信息系统作为平台建立矿井多元信息集成系统,把三维地震、瞬变电磁、矿井物探、构造地质、水文地质等多元信息进行复合、综合分析后建立预测与评价模型,实现地质资料的信息化、数字化和可视化,为开采地质条件的快速评价、生产地质工作的动态管理、突发性地质灾害应变对策的制定提供技术支撑。

参考文献

地震勘探的应用范文篇6

关键词:物理勘探技术;技术发展;技术应用

引言

地球物理勘探技术主要是利用地球地壳石的物理差异与地球地质构造进行对比研究,也是地球地下矿物金属勘探的专业技术科学。地球物理勘探技术采用的仪器属于物探仪,其作用是对地球地壳石中的物理参数进行检测,分析其规律和变化状态,地球物理勘探技术结合了计算机技术、电子信息技术、无线通信技术,以及系统学、材料学等多个学科。目前,物探仪已经在各个领域得到了广泛应用,包括建筑工程领域、道路交通领域、石油开采领域和矿物金属领域等,尤其是在资源探测、地质灾害预测、环境污染检测等方面发挥着不可替代的关键作用。因此,地球物理勘探技术是我国环境保护、资源开发、工程建造等方面主要采用的技术手段,随着国家市场经济的飞速发展,地球物理勘探技术的影响程度也日益广泛,为现代社会建设、国民经济发展做出了巨大贡献。

1地球物理勘探技术的发展现状

随着现代科学技术的飞速发展,地球物理勘探技术也得到了空前的进步。地球物理勘探技术已经成为了国家石油开采、矿产开发、环境勘察工作中不可或缺的技术手段。改革开放三十年以来,地球物理勘探技术在各个领域得到了广泛应用,目前,地球物理勘探技术主要划分为勘探技术和油藏技术两种,最近几年来,油藏地球物理勘探技术进步飞速,是各大石油化工企业运营的有力支撑。

勘探技术的主要研究对象是地球物理勘探的宏观内容,包括物理构造、地层分布、矿物沉积和储层岩性等;油藏技术的主要研究对象则偏重于地球物理勘探的微观内容,包括地质模型、储层流体、油量分布等。

地震勘探技术主要包括三种:一是反射地震技术;二是数字地震技术;三是三维地震技术,这三种地震勘探技术在不同时期均发挥了重要作用,在进一步提高了油气资源发现数量的同时,也构建了地震勘探技术发展史的里程碑。随着计算机技术、通信技术和智能技术的发展,油藏描述技术、三维叠前偏移技术、地震监测技术和高分辨率地震技术应运而生,不但进一步提高了地区资源勘探的成功率,还促进了相关技术的发展。例如,三维叠前偏移技术的应用解决了传统盐下勘探存在的问题,带动了墨西哥湾地区勘探工程的蓬勃发展;四维地震监测技术的应用有效提高了北海地区石油燃气开发生产的寿命,帮助石油化工企业扩大了石油燃气的存储量,降低了企业运营成本。近几年来,随着三维叠前偏移技术、四维地震监测技术、山地物理勘探技术在我国的广泛应用,促进了新疆地区、吉林地区、大港地区和华北地区油田开采经营的创新发展,新发现了多个近亿吨的油田地区。而且,地球物理勘探技术在石油化工企业的油田开发过程中也发挥了至关重要的作用,使油田开发量和存储量迅速提升。随着高分辨率地震技术、多波分量技术的产生和应用,地球物理勘探技术在我国石油勘探工程中的作用日益重要。

2地球物理勘探技术的实际应用

2.1地球物理勘探技术的传统应用

(1)石油能源的物理勘探:石油能源物理勘探技术的主要应用是针对于石油和天然气地区进行勘探。当对盆地地区进行综合勘探,对石油能源进行替补地震勘探,以及实施勘探前期普查和准备工作时,利用了电磁、重力和高精测探技术,对石油和天然气所在地区的构造实施探测,直接发现石油和天然气的储藏位置,以此解决石油和天然气开采困难的问题。(2)金属矿物的物理勘探:利用地球物理勘探技术对矿产金属进行探测时,主要采用电法和磁法两种。在利用电法对矿产金属进行勘探时,根据土体和岩的导电性差异进行测评,其主要研究内容是基于稳定电流电磁场的环境下,电流在传导过程中的具体规律。

2.2地球物理勘探技术的创新应用

地球物理勘探技术应用于地质工程中的需求量日已激增,并且以水利工程、管道工程、铁路工程、地质灾害等相关建筑工程检测中较为多见,主要探测方法包括电法、雷达探测法、浅层地震探测法等。3结束语

综上所述,地球物理勘探技术的发展已经逐渐趋于智能化、数字化和功能化,其探测精度也随着科技进步而越来越高。因此,地球物理探测技术的未来发展将与自动化技术、互联网技术、计算机技术和通信技术进行有机结合,成为一门重要学科,并且广泛应用于各类勘探领域。

参考文献

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[2]魏银同.地球物理勘探技术在油气勘探开发中的应用[J].产业与科技论坛,2011,19:77-78.

地震勘探的应用范文篇7

[关键词]地震采集方法;观测系统;采集装备;波动理论;多波多分量;

中图分类号:TE21文献标识码:A文章编号:1009-914X(2016)29-0271-02

地震采集方法是@得地下油气藏地震属性信息的手段,是识别油气藏有效的、经济和重要的一项技术。为适应国内外勘探形势的需要,地震采集技术伴随着油气开发技术的发展而不断完善和提高。尤其是近几年其它领域新的硬件和软件技术的引入,地震采集方法进步的步伐有所加快,带来了采集理念、观测方式、地震资料数量和质量上的深刻变化,从而获得更多、更精确、更可靠的关于地下介质和油藏的信息,进一步发挥地震采集方法在油气勘探开发中的重要作用。

1地震采集方法的进展

1.1地震勘探方法更加精细化

随着勘探理念的不断加深,研究手段的不断更新,有力的推进了隐蔽油藏勘探不断向纵深发展,进而形成了高精度地震勘探方法。无论是高精度勘探还是山地勘探,新技术(如基于地质目标的设计技术、基于CRP的优化采集设计技术、新型震源技术、GPS卫星定位技术以及近地表结构精细调查技术)广泛应用。信息技术也开始在地震生产中广泛应用,如基于数字卫星照片的观测系统设计技术。在观测系统设计方面,胜利物探也形成了一套自己的技术系列。

(1)地震勘探资料采集设计技术。主要包括滩浅海过渡带无缝拼接观测系统设计技术、基于双复杂条件的观测系统优化设计技术、基于叠前成像的观测系统综合评价技术。

(2)可控震源高效采集观测系统设计技术。主要包括可控震源低频信号设计技术、滑动扫描谐波压制技术、同步滑动扫描邻炮干扰去除技术。

海上气枪激发朝多枪组合方向发展,枪阵越来越大。并且为了消除气泡效应,提高激发质量,使用不同的长度、宽度和不同组合形状的组合。同时为了改进记录品质和抑制虚反射,用于衰减检波点处产生的虚反射和混响波的方法。胜利物探经过一系列的科技攻关和实践,发展和形成了成熟的滩浅海地震采集技术系列,整体上达到国际先进水平。通过这些技术的配套应用,实现了陆-滩-海资料的无缝连接。其中一项创新技术―双检OBC“鸣震”压制技术,利用双检电缆中的速度、压电检波器的方向性差异,可以补偿压电检波器的频率缺失。由于受到陆地观测系统独立同步源(ISS)采集成功的启发,BP在墨西哥湾亚特兰蒂斯现场进行了第一次海洋独立同步源(ISS)采集试验。

1.2采集装备发展迅速

在勘探地震采集方面,采集装备的发展极大地促进了地震采集技术的进步。以超万道地震仪、数字检波器为代表的单点接收、单点震源成为一种新的采集概念并推动了物探技术的革命性发展;以3DVSP、井下采集震源与接收装备为代表的开发地震采集装备推动了油藏地球物理技术的发展。

在陆上,大吨位(30T)可控震源广泛使用,实现在有利与环保的条件下,产生更大的能量和更高精度的震源子波,有利于深层目标勘探和高分辨率勘探。出现的滑动扫描技术,改变了可控震源施工效率低下的不足,极大地提高了施工效率。检波器的畸变水平降至0.02%,数字检波器以及数字三分量检波器开始投入使用,光纤检波器也取得较大进展,检波器性能的提高使动态范围由传统的60dB左右,提高到90dB左右,甚至达到100dB,与地震仪器的动态范围相近,使整个地震采集系统的实际动态提高了一个数量级。地震采集仪器也出现很大进展,24位仪器全部应用,超多道仪器(海上达到8万道、陆上达到5万道)出现并开始使用,不仅大规模使用Sercel408UL采集系统,也出现了SSC固体电缆采集系统;胜利油田自己研制的陆用压电检波器、新型特殊震源也达到世界领先水平。

无缆地震采集系统是地球物理服务公司满足高密度采集、高道数采集需求的理想设备。目前,无缆采集系统已经受到很多地球物理服务公司的关注,CGG-Veritas、ION、Fairfield等公司一直致力于陆上无缆地震采集设备和技术研究。在近几年的SEG年会上,各大物探装备制造商也相继推出了陆上无缆地震仪系统。英国VIBTECH公司自从2006年被SERCEL收购后,原来的无线仪器IT系统被改名为Unite,目前SERCEl将其与428系统整合,推出了一个强大的无线地震仪系统;美国的I-Seis和OYOGeospace公司也已推出无缆地震仪,其原理与SercelUnit和IONFireFly系统非常相似。陆上地震采集将迎来一场革命,无缆采集将引领新一代陆上地震勘探技术发展的潮流。

1.3应用软件作用和范围越来越大

数据采集设计和质量管理水平大幅提高,基于正演模拟的设计系统广泛应用。克浪公司开发的地震采集工程软件系统KLseis7.0版本,较以前相比有两个方面进展明显:一是增加了转换波三维折射静校正功能,更适应目前三维地震勘探的使用;二是通过三维可视化技术的开发,提升了三维设计的技术水平,即三维观测系统立体设计。目前,绿山现在正式了64位版本的MESA设计软件Mesa12.01,可以用树状视图来控制数据的显示,在模型构建(ModelBuilder)加入了根据测井数据计算速度和密度的工具,并能自动连接构造顶部来协助定义模型层位(modelhorizons)。

数据采集质量控制(QC)日益重视,记录期间的前期计划、现场处理和实时QC管理等步骤组成的综合性现场自动化措施,有效地减少了作业时间。目前QC管理正在朝着实时量化地震测量结果和属性分析方向发展。2014年地球物理公司研制的瑞朗软件能做到实时评价野外资料,此外,卫星通讯技术的进步,明显加强了通过作业队远程监控对陆上作业的有效控制能力。

1.4基于波动理论涉足地震设计

在基础理论研究方面,开始利用计算机正演模拟技术、物理模拟技术研究复杂介质中波动理论。采用基于射线理论的射线追踪法的正演模拟,这不能很好地适应指导数据采集、分析的要求,应用波动方程数值解,例如:Kirchhoff积分法、有限差分法、有限单元法、边界单元法、虚谱法等,能够保证正演模拟的作用得到充分的发挥。

1.5多分量地震勘探广泛开展

多分量资料的矢量地震波的理论研究成为多波多分量地震发展的必然趋势,对简单各向异性介质的研究也将深入到对复杂各向异性介质的研究。海上多分量地震勘探的快速l展,使多分量的采集、处理实现了商业化,也促进陆上多分量地震勘探技术的发展。

SeaBedGeophysical公司推出独特的CASE(Cable-lessSeismic)系统。其最大特色是便于操作和后续数据处理。CASE系统基于自动节点管理的概念,具有成本效益比合理、灵活性高、能提高现有系统资料质量的特点。卡尔加里大学弹性波勘探地震研究组(CREWES)提出一种“4C-3DOBC勘探设计中的DSCP面元划分法”,能确定相同炮检距转换点的深度变化位置。它不仅适用于海上3D×4C地震的测量设计,也为陆上3D×3C测量指明了方向。他们还在集中力量开发利用P-S射线路径的固有不对称性,以优化3D×3C测量的设计。

1.6处理技术趋于多元化

处理方面,在复杂地质结构地区,迭后时间偏移已远远不能满足实际勘探的要求。反褶积、水平迭加和迭后偏移构成的常规时间域处理技术只能解决构造相对简单的地质体成像。而解决复杂构造成像的最有效手段之一,是基于真实反应地球介质速度分布的速度―深度模型的迭前深度偏移成像,以与采集的大量高精度地震数据体相适应。近年来,迭前时间偏移、迭前深度偏移已成为地震资料处理的常规项目。

在迭前深度偏移技术不断发展,在国内外出现了波动方程为基础的迭前深度偏移软件和技术。美国的VERITAS公司和GDC公司都推出了波动方程迭前深度偏移的技术和软件。

2地震勘探行业发展趋势

国际各大物探公司为保持在国际市场上的领先地位,纷纷通过并购、重组进行市场、资源的争夺和划分,以取得更大的竞争能力,避免行业内的恶性竞争,实行行业利润保护。形成了物探行业如下发展趋势:

(1)深海勘探将成为今后十年世界物探市场的主要业务增长点。1998-2003年,世界海洋物探支出年增长13%,是增长最快的物探领域。由于陆上勘探已趋成熟,世界各大物探公司对海上物探的前景普遍看好。

(2)非洲、拉美、中东继续成为国际物探市场的热点地区。随着实施石油工业对外开放政策的国家日益增多,世界油气勘探活动更大规模地向未成熟的非洲、拉丁美洲等地区转移。

(3)对技术创新的要求越来越高。由于世界油气新探区的施工难度越来越大(如深海区域),对技术的要求越来越高。世界大物探公司为了占领市场、提高竞争能力、降低成本和提高盈利能力,对技术创新越来越重视。技术创新已成为确保竞争优势的重要条件。

(4)物探作业能力将继续向少数大物探公司集中。1993年以来,世界地球物理公司之间的联合与兼并,使物探公司数量减少了21%,从80个减少到了63个。这种集中趋势在海上物探领域尤为明显,最大的两家公司(西方地球物理-GECO、法国地球物理公司)拥有大约80%的海上作业能力和40%的陆上作业能力。而且,世界各大地球物理公司都在致力于发展自身的综合服务能力或一体化服务能力,以适应未来市场的需求。而一体化的服务能力要求企业有更多的资金投入和具有一定的规模,这会有助于巩固大物探公司的竞争地位,同时增加其他物探公司进入市场的难度。

(5)多用户勘探形式逐渐发展。勘探服务公司根据自己的发展战略,首先确定有潜力油气资源地区,并设计相应的勘探计划,吸引有意向的油公司转买作业成果,从而获取工作资金。斯伦贝谢、CGG、VERITAS等国际服务公司此项作业区域和作业金额正在逐年增加。

参考文献

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地震勘探的应用范文篇8

【关键词】反射波法;工程勘查;基本原理

1、浅层地质反射波法的基本原理

地震反射波法是基于反射波法中的最佳偏移距技术发展起来的一种常用浅地层勘探方法。这种方法可以利用多种波作为有效波来进行探测,也可以根据探测目的要求仅采用一种特定的波作为有效波。在这种方法中,每一测点的波形记录都采用相同的偏移距激发和接收。在该偏移距处接收到的有效波具有较好的性噪比和分辨率,能够反映出地质体沿垂直方向和水平方向的变化。

浅层地震反射波法是地震勘探方法中的一种。在地表向下激发地震波,当地震波向下传播遇到弹性不同的分界面时,就会发生反射,地震勘探仪器记录这些反射地震波。由于反射波在介质中传播时,其传播路径、振动强度和波形将随通过介质的结构和弹性性质的不同而变化,根据接收到的反射波旅行时间和速度资料,就能推断解释地层结构和地质构造的形态,而根据反射波的振幅、频率、速度等参数,则可以推断地层或岩石的性质,从而达到地震勘探的目的。

2、参数选择的基本原则

2.1数据采集

浅层地震勘探根据不同的地质环境和勘探要求,使用时采用的方法不同,应用的效果取决于野外工作参数(采样率、道间距、偏移距)的选择,震源能量等。这些参数由野外试验工作来选定。

1震源。在激发时,对震源一般有两个要求:一是激发力要竖直向下;二是激发装置或药包与大地耦合要好。

2检波器。接收设备(主要是检波器)除接触条件外,它的埋置尽量达到最佳的耦合,如果由于条件限制不能埋置在原设计点位时,沿测线方向位移1∕10道间距内或垂直于测线方向的1∕5道间距内。

3分辨率。为保证记录有效信号不畸变,每个最短周期内至少要采集4个样值,而且还要考虑记录长度问题,因为不能选择过高的采样率,以免点数太多,出现仪器存储容量不够或增加不必要的勘探成本。

4滤波器。工程数字地震仪一般均设有低通、高通、带通、全通等模拟滤波器。为提高地震记录的信噪比,改善记录频谱中高、低频能量的不平衡状况,可根据实际干扰波调查的结果,选择合适的滤波器,以压制干扰。

5最佳接收段。为了有效地避开面波、声波、直达波和折射波对反射波的干扰,可把接收地段选择在尽可能不受或少受各种干扰波影响的地段,这种最佳接收地段又称为"最佳时窗"。反射波振幅随炮检距的增大而减小,相位随炮检距的增大而基本保持不变。可见,最佳时窗的选取关键在于选取接收排列的两个端点,即选择偏移距和最大炮检距。根据经验确定,即最大炮检距不应大于主要目的层埋深的1~1.5倍。

6道间距。道间距的选取总原则是经过处理后能在地震剖面的相邻道上可靠地追踪波的同一相位并且不出现空间假频,根据采样有:

式中,K*min为最短视波长;V*为波传播的视速度;f*max为波的最高视主频。

7偏移距。偏移距选择由实验决定。下面是试验效果图,分别记录了0m、5m、10m偏移距的单炮记录。从图1中清晰发现0m偏移距的反射波的振幅和相位相比10m偏移距的效果差,受震源干扰大。综合比较,10m偏移距的单炮记录图受干扰波影响较小,反射波同相轴清晰连续,因此,选用10m偏移距会有更好的探测效果。

图1偏移距单炮记录

8覆盖次数。提高覆盖次数能够有效地提高记录的信噪比,高对多次波的压制能力,且对地震波的高频成分影响不大,因此数据采集中,要全面考虑记录的信噪比和勘探费用,在满足具有较高记录信噪比的条件下,应尽可能采用较低的覆盖次数。

2.2数据处理

地震资料数字处理是指用计算机对采集的原始资料进行以压制干扰、提高信噪比和分辨率、提取地震参数为目的的一整套处理方法和技术。它可为资料解释提供反映地下结构和岩性等的地震剖面和参数,它主要包括数字滤波、速度分析、校正、叠加和偏移处理。

3、工程实例

3.1场区物理条件

某工程勘查的地质目的,是查明场区的第四系厚度及分层、场区的基岩起伏形态及风化程度、隐伏断层走向及发育规模、不良工程地质现象等。

表1是各地层纵波的速度参数。由表1可见,各地层之间存在明显的波阻抗差异和波速差异,可形成反射界面,具备了浅层地震反射的地球物理条件。

3.2野外数据采集及数据处理

本次施工采用48道工程地震仪,用固有频率为40Hz的纵波检波器。根据勘探任务和地形条件,依据参数选择的基本原则,经过工区典型性试验,本次浅层反射波法采用共深度点6次覆盖观测系统,单边放炮方式。选择的工作参数为:偏移距10m,道间距5m,以模拟滤波全通方式进行记录,采样率0.1ms,记录长度204.8ms。采用锤击震源多次叠加的激发方式。工区测线布置,横线六条,纵线六条,测线均匀布置在厂址区,并穿越重点工程部位。

3.3资料解释

图2是场区某测线的时间剖面,纵轴表示时间,横轴表示CDP号。从剖面图我们可以看出,反射层次齐全,同相轴连续,资料信噪比高,地层起伏变化清晰,剖面反映的地质现象是可信的。图3是厂址某测线的成果剖面图,纵轴表示高程,横轴表示测线长度。结合物探资料可作如下推断:1浅层覆盖物:波速在400~700m∕s之间,主要为粘土层,厚度在10m左右;2波速在800~1500∕s之间,主要为卵石层,厚度在5m左右;3强风化层:波速在1600~2300m∕s之间,主要是泥岩,厚度2~4m左右;4中风化层:波速在2400~3200m∕s之间,主要是砂泥岩互层,厚度20m左右;5微风化层:波速3300~3800m∕s,属于砂泥岩互层。

图2厂址某测线的时间剖面

图3厂址某测线的成果剖面

综合其他测线结果,可以看出:1基岩埋深约在15m左右;2纵向上分层较为清楚;3泥岩层中央有薄层砂岩,薄砂岩与泥岩层呈指状交叉,有小透镜状的尖灭存在;4该场区不存在断层以及其他不良地质现象。

4、结束语

通过该工程实例,选择合理的工作参数,较准确地查明了第四系覆盖物厚度、强风化层厚度以及是否存在隐伏断层、不良工程地质等现象。

对于高分辨率勘探,一般精度要求较高,应尽量采用小道间距,小偏移距多次覆盖次数观测。在实际工作时,一定要根据当地的地质情况,通过典型性试验来选择参数;考虑到有些复杂的地质条件,比如地层起伏较大,上覆地层复杂时,则需要对多个地段做试验分析。

参考文献:

地震勘探的应用范文

[关键词]地质构造三维地震勘探效果

[中图分类号]F416.1[文献码]B[文章编号]1000-405X(2013)-11-135-1

1概况

1.1地质条件

工作区位于内蒙古自治区鄂尔多斯市境内,矿区大地构造为华北地台鄂尔多斯台向斜、东胜隆起的东南部,构造较简单,为一单斜构造,倾向W-SWW。倾角1~20。构造较简单。区内为全隐蔽含煤地层,含煤地层为中生界侏罗系,主要含煤段为侏罗系的中下统延安组。

1.2地震地质条件

工作区地形起伏较小,海拔标高为+1195~1314m,地表多被风积沙、沙土覆盖,人烟稀少,干扰因素少。区内表层被第四系风积沙和沙土覆盖,无基岩出露,无潜水面。根据实地踏勘全区覆盖层均为沙土,速度横向变化小,激发条件一般。区内含煤地层稳定,煤层厚度大,煤层与围岩间物性差异较大,具备形成地震反射波的良好条件。因此工作区地震地质条件良好,各煤层反射波波形突出,能量强,信噪比高,煤层之间的波组关系稳定、清晰,分辨率高。

2三维地震勘探方法及效果

2.1三维地震野外采集仪器

工作区使用目前世界最先进的仪器设备,法国产428xl多道遥测数字地震仪,该仪器具有灵活、机动的特点。24位模数转换,动态范围大,频带宽,抗干扰能力强,稳定性好,信号采集不失真等优点。

2.2野外数据采集方法

采用规则束状观测系统12线4炮(中点激发)接收线垂直地层走向布置,全区采用48道点的反应为同相轴错断、分叉、强相位转移、振幅变弱等。落差小的断层多为扭曲。

利用水平时间切片解释褶曲的起伏。形态及走向、倾向。通过两个主干方向(一般取垂直断层走向)时间剖面,准确地确定断层的平面组合、小断裂等地质现象。落差较大的断点表现为反射波同相轴的明显错断、扭曲、分叉合并等现象。进而确定断点的存在及落差的大小。

2.3地震资料的解释方法

三维地震时间剖面的对比和二维一样即利用时间剖面的同相轴、波形、振幅强度、波组特征等进行综合对比在解释时,充分利用解释系统的局部放大及多种显示功能对资料进行多次反复对比,来控制煤层的构造发育。

由钻孔资料确定标准反射波与地质层位的对应关系

T2波的对比:T2波是分别来自2煤层组的复合反射波。该波组能量强,连续性好,能全区连续追踪。T2波是控制煤系构造形态的主要反射波。

T3波的对比:T3波是来自3煤层组的复合接收24次覆盖(横向4次、纵向6次)、CDP网格5m×10m,炮点网格20m×40m,检波点网格10m×20m,采样率0.5ms,采样长度1.5s。

野外测量工作采用GPS全球卫星定位系统进行,经有关部门验收,认为本次测量工作方法正确,施工精度高,成果可靠,完全满足三维地震勘探要求。

2.4地震资料解释原则

资料解释是一个由地震资料转化为地质成果的研究过程,是物探知识、地质规律解释经验等各种技术的综合体现。

人机联作解释系统对三维地震资料解释具有特殊的优势,解释人员能充分利用三维高密度数据体包含的各种信息,发挥系统的自动跟踪、图形缩放、变颜色、任意垂直剖面及时间切片参照解释等功能的优势。进行高精细解释,提高解释精度。

地震资料解释流程见图1:

(1)利用区内钻孔资料与过孔的时间剖面对比来确定反射波的所表示的地质意义。

(2)煤系地层的起伏和次级褶曲的控制。追踪煤层反射波同相轴,勾绘出各煤层的形态。

(3)以选定的标准反射波为主要对象,根据反射波同相振幅、波形、波组特征和时差进行综合对比追踪。在垂直剖面上构造变化和断(1)利用区内钻孔资料与过孔的时间剖面对比来确定反射波的所表示的地质意义。

(4)煤系地层的起伏和次级褶曲的控制。追踪煤层反射波同相轴,勾绘出各煤层的形态。

(5)以选定的标准反射波为主要对象,根据反射波同相振幅、波形、波组特征和时差进行综合对比追踪。

T4波的对比:T4波是来自4煤层组的复合反射波。

T5波的对比:T5波是来自5煤层组的复合反射波。

构造解释

①断点解释:时间剖面上,煤层反射波能量强波形特征明显,连续性好,在有效波的追踪对比解释中,同相轴的中断等异常显示是断点解释的依据。

②新老构造对比:三维地震勘探后对本区小构造进行了严密的控制,对原勘探发现的断层进行了修改,地震勘探前后,总体构造形态变化不大。

依据《煤碳煤层气地震勘探规范》,工作区共解释断点138个,组合断层7条。在参与评价的6条断层中:可靠断层4条,较可靠断层2条:按性质分类:7条断层全部为正断层。按落差分类:落差大于10m的断层2条,落差在5~10m的断层2条。

工作区整体构造相对简单,以小构造为主,区内东南部边界构造比较复杂,三维地震勘探后基本上控制了区内断裂构造发育情况。为矿井开拓提供了地质依据。矿井设计部门及时修改了采区设计,调整了采区采面的布置。

3小结

运用高分辨三维地震勘探技术解决地质构造问题为矿井设计获得了很好的效果,其勘探成果为采区设计及工作面的布置提供了主要的决策依据,同时缩短了建设周期,取得了良好的技术效果和可观的经济效益。

参考文献

[1]陈基孟.地震勘探原理[M].北京:石油工业出版社,1982.

地震勘探的应用范文1篇10

关键词:地球物理;勘查技术;应用;问题;发展趋势

0引言

随着我国经济的发展,科学技术的进步,使得我国的地球物理勘查技术变得越来越重要了。所谓的地球物理勘查是以勘查对象的物理性质和数理理论为基础,以发现地球物理差异为手段,解释和推断工程地质勘察、区域地质调查和工程结构病害检测问题为主要任务的前沿地质学科。在矿产勘查中,特别是在寻找深部隐伏矿产方面,物探不可替代的作用日益突显;在工程地质勘察中,特别是在高速公路、铁路等线性工程勘察中,物探扮演的角色越来越重要;在区域地质调查中,特别是深部地质构造调查中,物探已成为主要调查手段;在工程病害检测中,物探也已成为独特的快速、无损工程结构检测方法。随着经济发展和社会进步,物探的服务领域将越来越广泛,物探方法技术也将随之得到发展,物探将进一步超越地学学科,为解决社会进步和经济发展所面临的新课题发挥重要的作用。

1地球物理的基本任务

(1)资源勘探。例如对石油、天然气、煤炭以及煤层甲烷和水合物等能源勘探;对金、银、铜、铀等金属矿床的勘探。矿产资源是我国社会、经济可持续发展的物质基础,关系到我国的综合国力,必须要大力地寻找,努力地去开发,以满足国民经济的发展需求。

(2)环境保护。地球物理应该能够从光、热、电、磁等物理场的变化,来认识环境变化过程,并进行监测,或对放射性、二氧化碳等有害物质进行快速测量,为环境保护提供背景场资料。

(3)灾害防治。自然灾害往往使环境发生突然的变异极大地威胁着人类的生命安全,造成严重的经济损失。地球物理应积极地为森林火灾、山火喷发、旱涝灾害以及滑坡和泥石流的发生提供预测和防治,至少也应对它们的监测提供手段。

2物探技术的主要分类和方法

(1)地震勘探

地震勘探是近展最快的地球物理方法之一。它的原理是利用人工激发的地震波在弹性不同的地层内传播规律来勘探地下的地质情况。在地面某处激发的地震波向地下传播时,遇到不同弹性的地层分界面就会产生反射波或折射波返回地面,用专门的仪器可记录这些波,分析所得记录的特点,如波的传播时间、振动形状等,通过专门的计算或仪器处理,能较准确地测定这些界面的深度和形态,判断地层的岩性。近年来,应用天然震源的各种地震勘探方法也得到不断发展。地震学主要是根据天然地震或人工地震资料,运用物理学、数学及地质学的知识来研究地震的发生、地震波传播的规律、地壳和地球内部的分层构造、物质组成及介质物理特性,以达到预测地震、减少灾害及勘探和透析地球内部构造的目的。地震方法的基础是地震波在岩石中的传播规律,而岩石的弹性性质决定了地震波的传播规律。根据面波、自由振荡的本征谱特征,运用地震波传播理论,可得到从地壳直到地核的地球内部构造及表征地球介质的参数。

(2)重力勘探

重力勘探是利用组成地壳的各种岩体、矿体间的密度差异所引起的地表重力加速度值的变化而进行地质勘查的一种方法。只要被勘查的地质体与其周围岩体有一定的密度差异,就可以用精密的重力测量仪器观测出重力异常。然后,结合工作地区的地质和其他物探资料,推断覆盖层以下密度不同的地质体的埋藏情况和地质构造情况。而其测量值也会受到两种因数的影响:其一观测点至大地水准面的距离;其二地形质量。真实地球的密度与正常场地球模型的密度差称为地球的剩余密度,地球的剩余密度是地球重力异常场产生的原因。研究地球的剩余密度分布是重力测量的重要目的之一。

(3)地磁

在地磁场的研究中,有两个重要的问题:1)能否有一个适当的数学表达式把地磁要素的地面分布表示成地球坐标的函数;2)地磁场是起源于地球内部还是地球外部,或者二者兼有之。磁法勘探就是利用磁力仪测得的数据判定这种磁异常,掌握它的分布规律,对磁异常作出解释,从而达到找矿和解决各类地质问题的目的。

(4)地电学

地电学是研究大气、海洋相固体地球电性及电场分布的一门科学。它利用电法探测中的某些方法来研究固体地球内部介质及其周围的电性和电场分布规律,而电法勘探主要是用于研究地质构造和寻找能源、矿产。电法探测是以各种岩石和矿物的电、磁学性质差异为物理依据,利用人工或天然的电场、电磁场在时间和空间上的分布规律变化特征,研究地质构造和寻找能源、矿产等的物理勘探方法。主要研究的电性参数有:电阻率、介电常量、导磁率及电化学活动性等。自然界的各类岩石和矿物都具有一定的导电性,电阻率就是表征物体导电性好坏的一个物理量。就岩石而言,影响岩石电阻率值的因素,除了和组成岩石的矿物成分有关外,还和矿物颗粒在岩石中的结构、岩石的孔隙度、湿度、温度及所受压力等因素有关。

3地球物理勘查学发展的对策及建议

(1)地球物理勘查技术发展的主攻方向

地球物理勘查学科涵盖了地质、矿产、工程等多个领域,近期和今后发展的主攻方向是提高探测目标的空间几何分辨率,增强识别、区分、描述尺度更小和结构更复杂的探测目标的能力,区分物性反差较弱的探测目标的能力,提高适应在复杂地形、地貌、不利地表条件及各种人文干扰条件下的工作能力,提高资料综合解释的能力。要研究煤矿、金属矿,特别是深部铁矿找矿方法,地热资源调查方法,适应福建省地质条件的地质、地球物理、地球化学、遥感等综合找矿评价方法,工程地质综合勘察方法和工程病害综合最佳判别方法等。

(2)开展新方法新技术研究与应用

为了更好地为提高我国经济建设,应当提高各种基本物探方法技术解决问题能力的研究,同时引进新技术新方法,用以解决当前深部地质矿产和工程建设方面的问题。建议重点开展以下几方面的研究:

1)高精度磁测资料精细处理和复杂地质构造三维反演方法技术;2)区域地温场调查方法技术;3)可控源音频大地电磁测深、瞬变电磁法等方法技术在探测覆盖层下地质体的应用技术;4)在高阻地电条件下激发极化法测量技术;5)建筑工程结构检测方法技术。

4新世纪地球物理发展和展望

随着地球物理勘查技术的发展和地质、矿产、工程对地球物理勘查的需求逐渐增加,地球物理勘查的服务对象逐渐增加,除了服务于解决地质、矿产传统问题外,使用于解决工程地质及工程结构等问题越来越广泛。拓宽地球物理勘查学科的服务领域,促进本学科的自身发展,多方位地为经济社会发展服务将成为地球物理勘查的重点内容。

参考文献

[1]宋文杰.地球物理勘探技术的发展及应用[J].建筑与结构设计,2007,29(3):28-30.

地震勘探的应用范文篇11

【关键词】三维地震;采区勘探;小断层;陷落柱

引言

煤矿地质构造中存在大量的断层和陷落柱,这些构造规模虽小,但对高效率的综合机械化采煤机组的生产效率影响极大。对某一新开发的矿井调查发现,几乎30%工作面是由于出现新的断层而过早地被废弃。采用三维地震技术正确识别和解释断层、陷落柱等构造,确定其产状和性质,避开构造解释的陷阱,为优化矿井设计、合理布置采区和工作面提供可靠的地质依据,以利于减少井巷工程浪费,提高资源回收率和保障安全生产,成为当前煤矿勘探工作的重要方向。

1三维地震探测的物理基础

1.1探测小断层的物理基础

断层在盆地或造山带中是普遍存在的。通常,拉张性盆地正断层发育,而挤压性盆地特别是前陆盆地逆冲断层发育。目前断层落差h主要是根据断层上、下盘断点时差t及地震波速度v来确定,即利用公式h=12t×v。而且,地震波包含着丰富的断层构造信息,其中许多信息与断层落差有着密切的联系。断层落差越大,构造运动规模一般也越大,断层带内的岩石破碎程度也越高,对地震波的吸收也就越严重。同时反射波之间的相互干涉也越强。因此断层地震波从多方面反映着断层落差大小。如果将反射波运动学特征与动力学特征加以综合解释,就有可能提高小断层的解释精度与可信度。

1.2探测陷落柱的物理基础

陷落柱柱体是由块度大小不均,排列杂乱无章的上覆地层塌陷物充填胶结而成,充填物成份复杂、松散,密度小,速度低,成层性差,而陷落柱附近及顶部围岩多为煤层地层的砂岩、泥岩或煤层,其沉积稳定,速度、密度与陷落柱相比,在横向和纵向上都存在明显的差异,因此,为利用地震反射波法探测陷落柱奠定了物理基础。

2三维地震的数据处理

三维地震数据的处理步骤极为复杂,为求得主要可采煤层精确的空间成像位置,近年普遍采用全三维处理。其中中最关键的步骤为:

(1)预处理阶段的野外质量监控,包括用炮点分布图检查炮点坐标,45b观测系统检查观测系统工程变化情况,共深度点(CDP)分布图检查CDP分布及覆盖次数的均匀程度,共炮线初至剖面检查确定空间属性文件建立的正确性;

(2)对废炮、异常道、异常炮、野值做编缉剔除;

(3)利用低速带、炮点、检波点高程、爆炸井深等资料建立精确的近地表模型;

(4)对大障碍区特殊观测系统采集的资料,先分别处理后再与束状线形规则网资料合并;

(5)用频谱整形滤波提高分辨率;

(6)采用钻孔数据对三维偏移速度进行控制和标定,并作精细三维速度分析;

(7)倾斜时差校正叠加DMO(DipMoveou)。当地层倾角在10~30b之间变化时,对于埋深500~700m的反射层,在普通水平叠加共中心点道集中每道所对应的反射点最大分散度达100m以上,显然对时间剖面上小断点的成像会造成模糊。为了克服倾角变化对叠加效果的影响,各地通常采用的是时空域DMO算法;

(8)偏后分频处理。

3小断层和陷落柱的三维地震解释

3.1对断层解释

3.1.1断层断点的解释

在断层断点解释中以波形变面积的时间剖面为主,配合其它彩色显示剖面及水平切片识别断点。断层断点的主要标志为:反射波同相轴错断、强相位转换、相位突然增多与减少、分叉合并、断点绕射波的出现。而对于落差很小的断层断点则主要表现为:反射波同相轴扭曲,地层产状突然变化,同相轴连续性、光滑程度及振幅强弱变化。故此,在解释小断层时充分利用工作站对时间剖面的局部放大功能,水平时间切片的振幅大小、同相轴错断宽窄、颜色强弱以及煤层振幅层拉平的振幅变化等多种综合显示方法,来确定小断点的存在。断层断点解释实例见图1,图上为水平切片、左下为垂直剖面、右下为82煤层方差体分析顺层切片。

3.1.2断层倾角的解释

当断层在时间剖面上错开两个或两个以上的反射波时,连接浅、中、深层反射波断点的连线即为断层线,断层线对应的倾角就是断层的视倾角。当地震时间剖面垂直断层走向时,地震地质剖面上解释的断层倾角即为真倾角。

3.1.3断层组合

三维资料断层组合是将相邻剖面上显示断点特征、性质相同、落差相近的断点按一定的展布规律组合起来。在解释系统中,无论在倾向剖面还是走向剖面解释的断层线均可投影到与之相交的测线和时间切片上,因此在平行断层走向的剖面上可以检查断层走向是否合理;在垂直断层走向的剖面上可以检查其落差、断面形态和水平断距;而在水平时间切片上,可以检查断层的平面分布情况是否符合测区所属区域构造规律。

3.2对陷落柱的解释应用

陷落柱是溶岩发育矿区的一种特殊地质现象,不仅破坏了煤层的连续性,同时作为灰岩岩溶水的导水通道,诱发矿井事故。陷落柱大小不等,规律性差,但从其形成机制上看,内部填充物成分复杂,比较松散,与周围岩性存在着物性差异。时间剖面上反射波同相轴横向不连续,造成层数突然增多或几组反射波自上而下全部中断、消失,有明显的“塌陷漏斗”等现象。

4结语

地震资料解释技术的发展和应用,大大提高了地震勘探的精度和可靠程度,为矿井生产建设提供了更为可靠的依据,为社会带来了巨大的经济效益。随着三维地震勘探在矿井建设中的不断推广和应用,地震资料解释技术成为地震勘探的核心技术,所以如何提高地震勘探资料技术,将是资料解释人员不断探索和研究的方向。

参考文献:

地震勘探的应用范文篇12

关键词:富源县桃树坪煤矿三维地震首采区勘探应用

中图分类号:X752文献标识码:A文章编号:

1研究范围及概况

研究范围位于云南省曲靖市富源县城东部150°方向,平距约24km处。行政区划处于富源县营上镇镜内。区内有简易公路至富源县城约50km;至曲靖90km;至昆明230km。交通尚属方便(图1)。三维勘探控制面积2.87km2。

2矿区地质概况

2.1勘探区地层

桃树坪井田内出露的地层由老至新依次为:上二叠统峨眉山玄武岩组(P2β)、宣威组(P2x);下三迭统卡以头组(T1k)、飞仙关组(T1f)及永宁镇组(T1y);第四系(Q)。

2.2矿区构造

桃树坪井田位于恩洪矿区的北东部。矿区断层较发育,总体为一向斜构造,矿区构造复杂程度属中等类型。

3地震地质条件

3.1表层地震地质条件

矿区位于云贵高原中部,地形跌宕起伏,切割强烈,属于构造侵蚀而成的低中山-高中山地貌。矿区最高处标高为1971.5m;最低处标高为1662.2m;最大高差309.3m。

浅表层岩性多样且间杂分布,主要的岩性有:

土层:松散、干燥,雨季土层湿、粘。激发条件较差,在土中激发产生的面波能量强,且易生成强能量浅层多次反射—折射波,并干涉有效波。

岩石层:多在区内山坡或顶部,为半风化岩石,成孔时严重漏水并塌孔,给成孔带来很大困难。

3.2浅、中层地震地质条件

矿区第四系最大厚约20m,而且第四系主要集中在地势平缓、低洼及一些山间凹地,第四系浅而且面积有限,地震无法得到第四系底界反射波。浅层地震地质条件较差。

永镇宁组、飞仙关组及卡以头组的地层,各地层间为整合接触,物性差异不明显,不易形成强反射波。中层地震地质条件一般。

3.3深层地震地质条件

矿区煤系地层多覆于卡以头组(T1K)、飞仙关组(T1f.)地层之下,在矿区的南、东、西边界附近均有煤系地层出露。在煤层露头附近无法得到煤层的反射波,全区可采煤层:K3、K4、K9、K10共4层,但煤层厚度除K10煤层较厚外,其余均较薄;K7+1、K12、K16、K18、K19+1均为局部或大部可采煤层。K9煤层与K10煤层可形成复合反射波,K12、K15煤层附近形成一组复合反射波,K16、K17煤层形成一组复合反射波,K19、K19+1煤层形成另一组复合反射波。由于局部层间距的不稳定,各反射波有时存在相互干涉现象,使局部的分辨率降低。总之,本区表层、浅层地震地质条件差,中、深层地震地质条件一般。

4野外施工方法

试验工作对一个工区的勘探至关重要,只有通过试验才能摸清测区的地震地质情况,选择最佳的适合于本区的激发参数、接收参数,只有参数选择合适,才能取得好的第一手资料。

本区地形复杂,激发因素变化大,为了把有限的试验工作量更好的利用起来,把两个试验点尽量布置在有代表性的地段(高处岩石区和低处黄土层覆盖区),以使试验结果更具有代表性。

5资料处理

资料处理是将野外采集的原始数据,通过计算机处理,形成用于地质解释的三维空间—时间数据体。资料处理的目标是最大限度地压制各种干扰,提高资料的信噪比及分辨率,最终获得能真实反映地下各种地质信息的地震资料。

为确保资料的高分辨率、高保真度以及高信噪比,在处理中进行了充分的试验,以选择最佳的处理流程及处理参数,确定本区的三维处理流程。

资料处理以三维常规处理为主,包括野外数据解编、补偿、编辑(剔除不正常道、建立空间属性文件)、静校正、反褶积、速度分析、NMO叠加、剩余静校正、三维一步法偏移等。

6主要技术措施

6.1空间属性的建立及检查

把经过验收的野外资料如地震仪器班报、测量成果输入计算机,建立三维资料的空间属性。空间属性的检查有多种形式,本次采用初至波线性动校的方法。初至波速度与空间属性正确,可使动校后初至波拉平。空间属性建好后可得到全区的炮点、检波点位置图和CDP覆盖次数。野外采取了一系列措施后,其施工取得了较均匀的覆盖次数,控制范围内基本达到30次,村庄、障碍物变观地段大部分超过28次,局部覆盖次数较低的区段也不低于20次。

6.2静校正

静校正属于地震资料处理的关键技术之一,目的是消除由于地形起伏和地表低降速带横向变化对地震波传播时间的影响,使时距曲线满足于动校正的双曲线方程。其精度直接关系到地震勘探成果的精度以及地震勘探的整体效果。

静校正方法分别对绿山折射波静校正和野外人工静校正方法进行了对比,用折射波静校正方法获得的效果明显好于人工静校正方法。且单炮记录上能够找到和拾取有效、可靠、稳定的折射波,因此结果稳定可靠。

6.3叠前去噪

高信噪比资料是高分辨率处理的前提,在处理中首先是压制干扰波,提高有效波的信噪比。根据资料分析,运用多种手段压制其中的面波、随机噪声,去除线性干扰及异常值,突出有效波能量。

6.4振幅补偿及一致性处理

针对地表条件复杂的特点,采用包括地表一致性区域异常振幅衰减、球面扩散补偿、地表一致性振幅补偿、剩余振幅补偿等处理方法,消除由于激发井深、药量不同,激发、接收环境因素变化引起炮间、道间的能量不一问题,为地表一致性反褶积提供能量一致性较好的数据。

6.5精细的速度分析

矿区目的层埋藏浅,对叠加速度的精度要求高,部分地段校正量大,速度变化大。为了提高速度谱解释的精度,首先一定要选取比较密的速度谱点,对每一个点的速度谱认真仔细地选取以得到最佳叠加速度,其次在动校正道集上确定动校拉伸范围,选择最佳的切除参数,与剩余静校正结合,循环多次,使能量团更趋集中,达到更高的速度分析精度。

6.6三维剩余静校正

高程静校正和初至折射静校正均存在剩余时差。静校正时差主要由于检波点、炮点高程及低速带厚度、速度的误差造成,另外也包含因反射波路径引起的构造项时差。动校正时差主要由于叠加速度误差及因炮检距变化等引起的误差。因此需要对该项误差进行校正。校正的方法是以叠加剖面为模型道,求取叠加道集内各道的相关时差,拾取各道的剩余静校正量。通过该步的处理后再进行二次速度分析时,可使速度分析的精度更高,迭加效果更好(图2)。

图2速度分析

7、处理成果及质量评价

本次三维资料处理,经过反复试验与改善,最终成果达到了信噪比高,分辨率高、有效波主频较高的效果。本区按50m×50m间隔抽取地震时间剖面进行三维数据体品质块段的评价。按《规范》地震时间剖面的评级标准评价。

8、资料解释

三维地震资料的解释工作具有解释、绘图、钻井数据管理、时深转换、分析计算及多窗口、多种显示方式等功能,操作方便灵活,给地震解释人员提供了快速度、高效率、高质量、全方位综合解释的强有力工具。利用工作站交互地震地质解释系统,在处理后的三维数据体上进行了人机交互解释,具体解释方法及过程见图3。

三维资料处理后得到一个三维偏移数据体,由此数据体可以输出垂直时间剖面、水平切片以及层拉平切片供解释人员使用,具体解释方法是以垂直时间剖面为主,并用水平切片对垂直时间剖面解释的结果进行检查,具体步骤如下:

钻探等已知资料SubLine测线

正反演CrossLine测线

方差体交互解释任意测线

属性分析水平切片

层位解释断层解释

定义、选择反射波层位拾取层位断点

层位手动拾取\自动追踪断层闭合

层位属性分析组合断层面

绘t0图

绘速度平面图

时深转换

绘构造图

切地质剖面

图3三维地震资料解释流程图

8.1反射波的标定

8.1.1地震地质层位的确定

煤层反射是煤层与其围岩共同作用的结果,煤层反射波除与煤层厚度有关外,还与上下围岩岩性及其厚度有关。本区煤层间距较小,由于地震资料分辨率限制,反射波正负相位与地层,波峰、波谷与煤层顶界面不一一对应,因而相邻地层反射波的波至时间只大致反映地层的间距。

了解煤层反射波的形成机制,有利于识别煤层反射波的特征,确定三维数据体剖面上反射波组与地层、煤层的对应关系。

8.1.2标准反射波和辅助反射波的选择与对比

将时间剖面上反射波能量强、信噪比高、连续性好,地质意义明确的反射波定为标准波,本区的标准反射波T9、T12、T16波分别对应于K9、K12和K16煤层(见图4区内的主要反射波在时间剖面上的显示)。

将垂直时间剖面上反射波有一定能量、连续性较好或局部连续性较好的、并有明确地震地质意义、能辅助标准反射波对比工作的反射波定为辅助波。这样有利于标准反射波的正确追踪对比,以及断层在时间剖面纵向上的展布规律。本区选择T7、T19波作为辅助对比波。并且在实际的解释工作中,随时选择不同的其它弱反射层位作为辅助对比或作为参考用。尤其是在断点的两侧更是如此。

在解释工作中,采用强相位对比方法,利用工作站进行有效波的手动和自动追踪。

本区K9、K10、K12、K16、K19+1煤层顶、底板与煤层之间均存在明显波阻抗界面,且煤层较厚,从图4看出反射波能量较强,连续性较好,波形特征较明显,为区内构造解释提供了可靠依据。当煤层厚度或顶底板岩性横向变化时,其反射波能量、信噪比、频率均会发生变化,对波的追踪及断层解释是不利的。但在钻孔资料较多的情况下却是进行煤厚及顶底板岩性解释的有力依据。

图4测区南部与北部主要反射波在时间剖面上的显示

波的对比可采用层拉平方法检验,其做法是选定标准层位、时间,以此为标准拉平其他层位,它已考虑了断层的影响,其结果是模拟恢复了未受构造运动的地层沉积后的形态(见图5层拉平剖面)。以此可对对比层位及其间距进行细致的检查,波形特征和间距差异都可能是对比错误造成的。

图5层拉平剖面示意图

9地震资料的解释

9.1褶曲的解释

褶曲的形态从时间剖面、水平切片上可直观地显示出来。

9.2断层的解释

1)时间剖面上断点的解释

以标准反射波为主要解释对象,在时间剖面上进行对比解释,根据反射波同相轴振幅、波形特征、波组关系、时差等,确定断点、位置。

大断层的特征为同相轴明显错断。采用层拉平、变比例、变面积或变密度等方式进行对比检验,对确定落差较大的断层两盘的层位是非常有益。

小断层在时间剖面上往往表现为同相轴的扭曲、分叉、产状突变、能量突然变弱等。受异常大小、及目视能力的限制,直接利用偏移数据体任意切片进行层位对比,解释3m左右的小落差断层有一定的困难。因此在人机连作解释时,可随时结合多方式显示、特殊处理、水平切片、方差体技术等进行小断层解释。

2)水平时间切片上断点的解释

水平切片是从三维时间数据体上同一时间抽取的切片,利用它可从同一时间平面上研究地质构造。在水平时间切片上大断层表现为同相轴中断或者一盘同相轴缺失。小断层表现为同相轴的错动、扭曲和频率突变等。

3)断层面产状

断层倾向的解释依据:时间剖面上有两个或两个以上有效波(层位)均错断时,可准确地确定其倾向。在时间剖面上由浅至深有较多的反射层次,识别在这一系列反射层次上依次出现的断点,不仅提高了断点解释的可靠程度,而且对确定断层面产状、断层倾角及落差变化都很有意义。

平行断层走向(或与断层走向夹角较小)的剖面上,解释断层的产状比较困难,三维资料解释可以从任意方向切剖面对断层进行解释,从而加强了对断层的控制程度,这也是三维勘探的优势之一。

3)断层的追踪

在时间剖面上确定断点后,把相邻剖面上性质相同、落差相当或有规律变化的相邻断点组合起来,以确定断层的空间展布规律。然后利用三维数据体控制点密的特点(CDP网格10m×10m),通过解释工作站对断层能在纵、横向及水平切片上连续追踪断层的延展方向及长度,还能在屏幕上动态监视断层的延展方向及剖面断点特征的变化,使断层解释更加可靠、精细。对断层的连续追踪避免了单线解释所造成的断点组合错误。

利用三维数据体可以在任意方向上切割剖面的特点,进行检验,以提高断点追踪的可靠性。

9.3地震相干体技术应用

相干体技术是利用相邻道地震信号之间的相似性来描述地层、岩性等的横向非均匀性,特别是在识别断层以及了解与储集层特征密切相关的砂体展布等方面非常有效。利用相干算法对三维地震数据体进行相干处理后就可得到对应的三维相干数据体。应用三维相干数据体时间切片进行构造解释和岩性解释,可以帮助解释人员迅速认识整个工区断层等构造及岩性的整体空间展布特征,从而达到加快解释速度及提高解释精度、缩短勘探周期的目的。

9.4煤层宏观结构解释

9.4.1煤层厚度

一般情况下在煤层为地震勘探的薄层即小于1/4λ(约为10m)厚的情况下其反射分别为煤层顶底板的复合反射波,其能量与煤层厚度近似成正比,当煤厚小于5m范围内,煤厚d近似正比于煤层反射波振幅谱积分A与地震子波振幅谱一阶矩D的比值。煤厚略大于5m时,偏离线性误差较大,需利用钻孔煤厚标定进行修正;煤层在小于1m时难以形成时间剖面上可识别的有效反射波。利用地震波振幅参数和钻孔煤厚标定来预测煤层厚度的相对宏观变化趋势是可行的,在分叉间距较小的情况下,上下两煤层形成的反射波进一步复合成一个反射波组。煤层宏观结构解释需要有能形成有效反射波的分层厚度,在此基础上区内最好存在上、下两层煤反射波能独立追踪的分叉间距。同时还要注意以下的条件:

(1)地面条件比较好,地形影响较小;

(2)野外采集时激发、接收条件相对稳定;

(3)要排除构造和其它特殊岩性(如岩浆岩等)的影响因素。

根据以上分析,结合本区煤层反射波标定的情况认为,矿区煤系地层的反射波多为复合反射波,又加上本区表层条件变化大,用振幅参数结合钻孔进行不切合实际,但在分析的过程中对各反射波的参数进行了提取分析,以便了解振幅参数与各煤层厚度的对应关系。各煤层厚度需要依据钻孔参考反射层的情况进行标定。

10断裂构造

10.1矿区构造发育规律

矿区内断层的发育规律性较强,本区断裂构造主要分为两组,即北东向断层组与北西向断层组,同时发育有少量东西向和南北向的断层。就断层的性质而言,测区内同时发育有逆断层与正断层;落差均小于100m;测区内正、逆断层的断层倾角均较大,正断层的断层倾角多为65~75°,逆断层为60~65°。

10.2断层的控制

断层的规模主要表现在断层的延展长度及断距等方面,是对矿井生产影响较大的因素之一,较大规模的断层有f1、F3、F3-1、F12、DF3、DF12和DF13断层。整体上落差与长度呈正相关关系,即落差越大,延展长度越长。本区的断层除DF59断层仅断到下面三层煤、个别小断层纵向上遇到大断层消失外,其余断层虽然落差在纵向上有所差别,但都错断各煤层。

根据地震资料解释结果以及钻探、硐探、槽探等揭露情况,本区构造较复杂,小断层比较发育。在解释过程中,除了将全区的解释网度加密至10m×10m外,还利用了多种解释方法和手段,尽量提高小断层解释的可靠程度,同时对落差小于5m的断层也进行了解释和追踪。

11结论

1)采用多参数对比处理方法,资料处理流程、参数选择合理,抓住了速度分析、反褶积、静校正和三维一步法偏移等关键环节,获得的时间剖面反射波层次丰富,主要目的层反射波能量强,波形特征突出,连续性好,信噪比、分辨率高,偏移归位正确,断点反映清晰,煤层褶曲等地质现象反映真实可靠。

2)资料解释充分利用了三维资料信息丰富,工作站显示、对比手段多样的特点,充分发挥了人机交互解释系统的优势,对三维偏移数据体、方差数据体和层位属性进行了反复细致的对比、解释和检查。速度分析充分利用了钻孔、地震数据速度谱资料,采用时深曲线和速度平面有机结合的多元速度分析方法,分析精度高,能够保证最终成果精度符合《规范》满足地质任务要求。

3)查明了主采煤层赋存形态及埋藏深度。

4)研究预测了本区各主采煤层的厚度变化趋势,矿区未发现直径20m以上的陷落柱,煤系地层无岩浆岩分布,未发现溶洞等其它地质异常体。

5)云南处于三维地震勘探的落后地区,今后的勘探任务艰巨,需结合先进的勘探方来仅一步完善煤田地质勘探,对研究深部隐伏断层的判断,可更好地为煤矿矿井生产服务。