煤矿三维地震是必须的吗(挖煤会不会导致地震)
本文目录一览:
三维地震测线定测方法的研究与实践
1 引言
随着地震勘探技术的不断提高,三维地震勘探已成为煤矿采区勘探的主要手段,而三维地震测线的布置和精度对测量工作又提出了新的要求。作为煤田地震勘探的生产部门,应对自己的测量技术方法进行不断的改进和更新,这就要求我们针对不同测区的实际情况进行分析研究,并采取相应的措施,以保证和提高地震野外施工效率和精度。
2 几种测线定测方法分析
我们要分析三维地震测线的布设特点,其主要表现在以下几个方面:
(1)炮线和检波线布设密度较大;
(2)炮点和检波点分布均匀且规则;
(3)检波线和炮线互相平行且线间距点间距相等;
(4)三维地震勘探为束状勘探技术,即需要同时使用几条测线;
(5)点号和线号的编号都是非常规则的。
以上的几个特点说明,三维测线的点线关系是较规则的正交网状关系,即不同测线上的同一点号的点所连成的线与测线是相互垂直的。以下对我们曾采用过的三种方法进行分析研究。
2.1 逐线定测法
三维地震勘探技术刚刚兴起的时候,由于对测线的布设方法研究不透而采用的这种测线定测方法,与二维勘探线放样方法相同。如图1所示,根据设计提供的测线端点坐标,计算端点与勘探控制点的相关位置,然后用经纬仪配合测绳进行放样定测,到测线的另一端再与勘控点闭合,组成符合导线,要求坐标相对闭合差小于1/1000,方位角闭合差小于±45″为折角数)。按照这一方法,一束测线逐条测线定测完毕后,才能进行地震勘探施工,使测量工作出现繁琐、工作量大、容易出错、精度差(最大达1m左右)、返工率高及工作效率低等问题,也使地震施工效率低下,很难满足地震报告的需要。根据本人对其他单位的了解,有些在山区施工时还采用此方法。
图1
图2
2.2 端点定测法
发现逐线定测法有诸多弊端后,我们根据三维地震测线的特点进行分析研究,设计出了端点定测法,这是我们前几年在两淮平原地区普遍使用的方法。如图2所示,首先用符合导线法测出每条测线的端点,要求坐标相对闭合差小于1/4000,方位角闭合差小于土25″为折角数)。然后根据地表情况,每隔几条测线(一般不超过3条)用经纬仪配合测绳定测一条检波线(我们叫观测线),要求坐标闭合差小于1/1200,再根据所定测的检波点用横向内插法将其他测线内插出来。用这种方法比第一种方法定测速度要快得多,日工作量能提高一倍,精度也较好(一般在0.5~1m之间)。但这种方法对地形条件要求较高(如地势相对较为平坦、地面障碍物较少等),同时要求人员要经常来回插标志旗,仪器搬站次数多,从而浪费了许多工作时间,另外还要强调测量人员的整体协调。如果遇到水面、山区或障碍物较密集(如村庄、厂矿区、树林等)的地区,这种方法就难以施行,只能用支导线或估测法进行,这样有时也难以保证测线精度。
2.3 极坐标法
近年来,随着煤矿采区的不断延伸,有许多三维地震勘探项目的地表条件十分复杂。我们接受了微山湖、泗河等水上三维地震勘探项目后,经过实地踏勘,确认使用上述两种方法均不能完成测线的定测。我们利用测距仪和全站仪测边方便的优势,同时充分利用了三维地震测线的分布特点,又设计出了用全站仪(或测距仪)极坐标法定测线,并配合微机编制程序来进行,这也是本文推出的最好的测线定测方法。
物探技术人员确定了施工方法后,只要给出了该区的0号线0号点(称为测线原点)的理论坐标和测线方位角,根据三维测线的布设特点和点线矩形关系,以线号、点号、线距和点距为基础,用解直角三角形的方法求出所定测点与原点的距离和方位角,也就推算出了任一测线上任一点L(x1,y1)的理论坐标。通过计算出的定测点L(x1,y1)坐标再反算其与勘控点K 1(x,y)的距离和方位角,当在勘控点K 1(x,y)点上设站时,则任一被定测点L(x1,y1)和勘控点K 1(x,y)之间就有如下关系式:
中国煤矿物探研究
式中:S为被定测点L和勘控点K1的距离;R为二点连线的方位角。而勘控点K1和K2之间的方位角为已知。有了上述的已知数据(或叫放样数据),就可以用全站仪(或测距仪)极坐标法将被定测点L在实地测出。按照这样的设想,并在E500(或PC 1500)机上编制了程序,简化了计算过程,使定测方法更为简捷,从而实现了水上测线的定测,其精度比GPS动态定位精度高,用同一方法在陆地上施工时定测速度约为第二种方法的1.5~2倍,数据精度也有较大的提高,坐标点位中误差一般在0.1m以内,是三种方法中最高的。因此我们认为,极坐标定测法其优点主要体现在以下几个方面。
(1)解决了在水面上等复杂条件下不能架设仪器和做控制点的问题;
(2)充分发挥了全站仪的优势,可以利用全站仪自动改平、自动测高差,从而解决了山区定测时需要测高程和距离改正的问题。
(3)利用全站仪的自动记录坐标功能,可以直接输出定测点的坐标,来进行检查和绘图。
(4)进行程序编制时,我们也充分考虑了测距仪的局限性,使程序有室内检查坐标误差的功能。
(5)在密集的居民地放样时,程序中又增加了设立支站的功能,减少了支导线和估测的误差。
(6)人员安排十分自由,无须整体协调。
我们的具体做法是:在每条测线上安排两人配一把测绳,前尺带一个棱镜,负责报号和定位,后尺配合前尺把好方向和做桩号标记,这样可同时定测几条测线。一条线上根据通视条件,可适当增减定测点点数。在精度上,我们一般要求每隔80~160m必须定测一点,定点绝对误差控制在0.2m以内。方位角定向误差控制在30″以内,定测边不超过定向边的三倍,支点次数不多于三次。根据我们对多个测区的检查,每个测区所定的测线控制点为1000个左右,其相对于勘控点的坐标中误差均在0.1m以内,精度比上述两种方法都有了极大的提高。我们的这种作业方式也得到了矿方的认同和高度评价。在山区进行三维地震勘探施工时全站仪的作用将得到更充分的发挥,使定线与测高程可以同时进行。
3 结论
通过对这几种定测测线方法的分析,我们认为,逐线定测法已经不能满足地震生产的要求,是最原始的生产方式。端点定测法能提高测线定测速度,虽然也有其局限性,但能解决有些单位设备不足的问题。全站仪已经广泛应用于工程测量工作,采用极坐标法定测,不但可以解决在复杂条件下的三维地震测线的定测问题,而且在地形条件较好时,减少了做端点的重复工作,也解决了有时无法做端点的难题,这种方法我们已经在水上、村庄密集区等测区进行了施工实践,充分体现了定测速度快,数据精度高,减少计算过程,降低测量人员的劳动强度等优点。以定点代替定线,从而提高了施工效率。今后,我们可以以极坐标法定测为基础,配合全站仪、计算机、绘图仪和相关软件等设备,完全实现测量定线工作自动化。
(本文发表于2001年第1期《山东科技大学学报》)
中国煤炭工业地震勘探技术的新进展
时作舟 唐建益 方正
(中国煤田地质总局,河北涿州 072750)
摘要 地震技术在中国煤炭工业中的应用已有40年历史。以往,用这一技术在中国发现了几十个新煤田和煤产地,并与钻探配合,对200个以上地区的煤田、井田进行了普查、详查、精查勘探。形成了一套适合于中国地质情况的独特的综合勘探技术。近年,为适应各大型、特大型煤矿区淮南、淮北、平顶山、兖州、神木、潞安、开滦等综合机械化采煤的需要,发展了一种专门为采区设计服务的地震技术,在为煤炭工业生产和建设提供更高精度的地质成果方面取得了重大进展。本文以实例,简要论述了近年来中国煤炭工业地震勘探技术的新进展,包括高分辨率地震、煤矿采区地震、高分辨率三维地震、煤层横向预测、VSP以及岩溶地震勘探技术。
关键词 煤炭地震 新进展 地震勘探 中国
1 引言
中国是世界上以煤炭为主要能源的少数国家之一,煤炭在一次能源生产和消耗结构中约占76%。中国的煤炭主要产自石炭二叠系、侏罗系,少部分产自第三系。煤矿的地质构造比较复杂,煤层的稳定性也较差,给开发开采带来了困难。中国东部、中部大型综合机械化采煤工作面,常因地质构造影响正常生产或使采掘接替失调。一些基建矿井对设计作重大修改或重新调整采区设计或增加井巷工程量,使巷道报废,造成重大经济损失。用钻井加密的方法更细微了解地质构造周期太长、成本太高,经济上很不合算,有时甚至是不可能的。
近年,中国东、中部地区的大型矿井,因依靠深入的地震工作及其进步技术,进行了成功勘探,在100多个煤矿采区取得了突出的地质效果和经济效益。使这100多对矿井在一定程度上扭转了煤矿建设和生产上由于地质构造问题引起的被动局面,促进了中国煤炭工业的发展。
现今的地震技术,在煤炭工业中已可成功地完成以下地质任务。
(1)查明落差大于10m以上的断层(二维地震);查明落差大于5m以上断层、查出落差大于3m的断点(三维地震);
(2)查明主要可采煤层中幅度大于10m(二维地震)和5m(三维地震)以上的褶曲,主要可采煤层底顶板深度误差小于2%(二维地震)和1%(三维地震);
(3)确定和预测主要可采煤层分叉合并带、冲刷带、天然焦化带;
(4)确定废弃巷道位置;
(5)探测陷落柱;
(6)探测煤层隐伏露头位置、平面位置误差<50m。
2 高分辨率地震技术
煤矿高分辨率地震技术是一项系统工程,它包括野外工作方法、仪器和资料处理技术的全面改进。提高分辨率能力的关键是增强信号的高频成分,当然仅提高频率是不够的,还必须加宽频带和兼顾改善高频讯号的信噪比,以及对环境高频噪声的抑制。这就带来了以下问题:
(1)如何激发频率较高、频带宽的地震信号;
(2)如何接收和尽量避免接收过程中的高频信号的损失;
(3)在记录时如何将反射波中的高频信息记录下来;
(4)如何提高信噪比,还要尽可能保留反射波中的高频信息;
(5)如何补偿地震波传播中高频的衰减;
(6)如何在处理中提高分辨率。
在中国东部、中部特大型煤矿,通过野外试验确定的方法是:
2.1 激发
在兼顾信噪比的基础上,采用高速成型炸药,小炸药量一般为0.5~1kg,按各地区潜水位和地层条件选择激发高频成分、高信噪比的最佳地层来激发地震波,井深8~15m或30m,砾石区采用可控震源(10~125Hz,8~10次扫描)。
2.2 接收
(1)采用60Hz检波器或100Hz检波器或水听器或涡流检波器,安置在深0.3m或2m的浅坑或8m浅井中,以防止地表高频噪声和避免低速带对高频反射信号的吸收;
(2)时间采样率0.5ms、1ms;空间采样率2.5m、5m、10m;
(3)采用24位A/D转换,超低噪声超低畸变的地震资料采集系统;
(4)野外地震仪器前置放大器用30Hz或60Hz或90Hz的低通滤波器;
(5)12次、24次或48次叠加;
(6)单点多检波器接收。
2.3 资料处理
野外采集的原始地震记录,主要煤层反射波的频率一般仅在60Hz左右。不能达到要求的分辨率,事实上不大可能在采集阶段完全解决分辨率问题,而且也是不经济的。精细处理可以使分辨率得到很大提高。众所周知,处理中除有提高分辨率的有力手段之外,也有很多环节包括叠加在内降低了分辨率。因此,在处理中各地区十分注重以下问题:
(1)精细静校正,应用初至折射资料估算静校正量;
(2)高精度动校正,以减小拉伸畸变,减小高频校正误差;
(3)噪声衰减;
(4)压缩和缓和子波作用;
多道最小平方统计反褶积、Q补偿、子波处理、串联反褶积、反Q滤波;
(5)连并约束反演;小波变换。
采用以上方法,使1000m以上主要可采煤层反射波主频达到100Hz左右,优势信噪比频率达到10~200Hz,在地震剖面上能分辨落差大于5~10m的断点,厚约0.7m的煤层。
2.4 实例
(1)图1是淮南矿区一张典型的高分辨率地震剖面,图中左下角的断层和中部的褶曲构造清晰可见。
图1 典型的高分辨率地震剖面
图2 连井约束反演地震剖面
a—约束反演前地震剖面;b—约束反演后地震剖面
(2)图2连井约束反演地震剖面,经连井约束反演处理后,主要反射频率由60Hz提高到约100Hz。
3 三维高分辨率地震勘探技术
3.1 三维地震勘探技术特点
前已叙及,由于开采煤炭的深度较浅(垂深1000m以内),对地质构造查明的程度要求又很高。因此,中国煤炭工业中的三维地震勘探技术与石油工业中的三维地震勘探技术有着以下不同的特点:
(1)排列长度较短,一般约500~700m,非纵距不超过600m;
(2)CDP网格很密,一般为(5~10)m×(10~20)m;
(3)采用高频检波器接收,其自然频率在60Hz、100Hz,埋置在深0.2~0.3m的浅坑中;
(4)通常以4线6炮或8线3炮制获取12次覆盖共深度点反射地震数据;
(5)在资料处理中通常用每平方公里5~10个钻井数据对反射层位进行标定;
(6)采用钻孔标定速度,使主要解释精度达到1%;
(7)对地震成果数据进行动态管理,即使用采掘过程中的新获得数据对,地震解释成果进行实际修正,重新解释。
近年,在中国的淮南、淮北、济宁、开滦、永夏、大屯等矿区已完成15块三维地震勘探,每块面积2~7km2。
其主要效果:
(1)查明了采区内落差大于5m的断层,落差3m的断点在地震剖面上显示明显;
(2)主要可采煤层底板埋藏深度误差,经巷道验证<1%;
(3)查出运输大巷的位置。
3.2 典型实例
(1)图3是淮南矿区LB矿3.4采区三维地震数据盒。
图3 淮南矿区LB矿3、4采区三维地震数据盒
(2)图4是淮南矿区PS矿A采区三维地震水平切片的一部分。小断层断距5m,在图中黑框内清晰可见。
图4 淮南矿区PS矿三维地震水平切片小断层断距5m
4 煤层横向预测的地震技术
4.1 煤层预测
煤层横向预测的地震技术是以地震信息为主结合钻井地质成果和测井成果,研究煤层横向变化。煤层横向预测采用以下几项技术:
(1)煤层层位精细标定技术;
(2)煤层底板空间几何形态描述技术;
(3)主要可采煤层厚度变化预测技术;
(4)煤层分叉、合并带、冲刷带描述技术;
(5)主要可采煤层露头预测技术。
横向预测煤层的依据是地震反射波的振幅变化、相位变化、频率变化和速度变化。
通常预测煤层是利用人工合成记录,VSP资料对地震剖面上反射波的层位进行精确标定后用下述方法实现:
(1)波形分析法;
(2)特征参数法;
(3)稳健迭代法反演;
(4)积分地震道技术和波阻抗反演;
(5)子波振幅谱总能量法;
(6)道振幅谱比法。
4.2 典型实例
(1)图5是一段典型的处于煤层分叉、合并地段的地震剖面、图中T3波为3号煤层反射波,T3L波为三号石灰岩反射波。
图5 典型的煤层分叉、合并地段的地震剖面(引自刘天仁)
(2)图6是用地震资料解释的3号煤层分叉、合并成果平面图。该成果经三批38个钻井验证成功率达84%。图中地震解释与钻探不一致的钻孔为T17-9、T8-3、T14-2、T15-3、T23-1、T10-3。
5 煤矿采区地震技术
5.1 采区地震技术特点
矿井初步设计前后,或煤矿投入生产后为合理布置采区、预备采区或工作面,而应用的地震技术称之为采区地震技术。它是90年代发展起来的为煤矿生产服务的技术,主要特点是:
图6 用地震解释的3号煤层分叉、合并成果平面图(引自朱华荣、杨奎)
该成果经三批38个钻井验证成功率达84%,图中●为地震解释成果经钻探验证不一致钻孔
(1)普遍采用二维、三维高分辨率地震技术。
(2)二维勘探测网较密一般175m×250m,构造复杂区125m×200m;三维测线网(20~40)m×(40~60)m。
(3)采区地震技术要完成以下主要地质任务:
①二维勘探查明落差10m以上的断层,查出落差5m的断点;三维勘探则查明落差5m以上的断层,查出落差3m以上的断点;②主要煤层底板的深度误差<1%(三维)、2%(二维);③查明主要可采煤层冲刷带范围;④查明陷落柱的范围。
(4)具有一整套适应各地区不同地质情况二维地震数据时深转换,三维偏移归位技术。
5.2 实例
(1)淮南LB矿井
该矿井设计年产300万t,在即将建成前进行采区高分辨率地震勘探。原矿井设计区内只有一条原F39断层,设计两个采面。地震勘探后煤系地层起伏形态与精查地质报告基本一致,但断层变动较大如图7。可见两个采区均为采区地震勘探查出的延伸很长的F39断层切剖,为此对设计采面进行改动,新工作面可推进2000m。1993年投产至今已产原煤200万t以上。
图7 淮南LB矿井高分辨率地震勘探前后断层构造对比图
图中原F39为精查勘探查出的断层,F39、Fs为采区地震勘探查出的断层,巷-541/震-537分别为巷道对13-1煤层底板标高验证结果和地震解释结果
(2)河南LE矿井
该矿井设计年产240万t,原设计采区内无断层采区,采区地震勘探后查明断层17条。原设计三个采面中的两个采面被断层切断,见图8。后只好修改设计,避免了经济损失。
图9是一张典型的煤矿采区地震时间剖面,图中T3为3号煤层反射波,由F12和八里铺断层切割,而形成的地质构造清晰可见。
6 垂直地震剖面(VSP)
VSP主要用于确定反射波的地质层位;提高地震资料处理分辨率和了解钻井周围及井底以下的地质构造。
7 奥灰岩溶地震勘探技术
奥灰岩溶水一直是中国邢台、峰峰、焦作、鹤壁、邯郸等煤矿生产防治水和开采太原组煤层的主要障碍。据估算至少有5亿t煤受水的威胁无法开采。以往,靠钻井的方法予以探测成本高、周期长、成功率低。奥灰岩溶地震勘探技术主要借助于中、低频勘探,高覆盖次数的地震数据的特殊处理,来完成对奥陶灰岩内幕、岩溶发育带和奥灰顶界的埋深,断层的导水性的勘查。
图8 LE矿井高分辨率地震勘探前后断层构造对比图
1—地质精查查出的断层;2—高分辨地震查出的断层;3—二1煤层底板等高线
图9 典型的采区地震时间剖面
图中TQ为新生界底界面反射波,T3为3号煤层反射波
8 结论
本文简要论述了中国煤炭工业地震勘探技术的新进展,可以看到它在煤炭工业中的应用已取得了丰硕的成果。高分辨率二维、三维地震;地震道反演;VSP等等技术,特别是高分辨率三维地震,由于技术成果精度高,勘探周期短,因此把它作为煤矿设计和开采中高度现代化的工具,正在成为中国东部地区一些煤矿的标准作法。
今后,中国东部、中部地区仍将是中国的主要产煤基地,开采深度将更深(1000~1200m)。为煤炭工业服务的地震技术将向勘探细小构造3m或更小断层的,高分辨率、高精度三维地震勘探和煤层勘探的目标发展。在综合利用各种资料和技术时,煤层横向描述,煤层顶底板岩性变化描述,地压预测,瓦斯富集带预测,断层导水性预测技术也将在矿井中起着重要作用。
参考文献
[1] 唐建益.煤田波阻抗剖面.煤田地质与勘探,1985,3:51~61.
[2] 方正.中国煤田勘探地球物理技术.地球物理学报,1994,37(增41):396~407.
[3] 唐建益.中国煤田地震勘探剖面图集.北京:煤炭工业出版社,1992.
济宁二号煤矿复杂地质条件下三维地震勘探方法及效果
1 采区概况
济宁二号煤矿是大型生产矿井,为查明矿井九采区地质构造及煤层赋存情况,矿方要求对九采区进行三维地震勘探。勘探范围南北长1450m,东西宽2720m,控制面积为4.0km2。
勘探区内地层有第四系,上侏罗统蒙阴组,上二叠统,下二叠统山西组,上石炭统太原组,中石炭统本溪组,奥陶系中、下统。本区含煤地层为太原组和山西组,共含煤27层,其中太原组含煤23层,山西组含煤4层。可采和局部可采煤层7层,其主要可采煤层为3上、3下及16上。
区内岩浆岩十分发育,采区内岩浆岩厚度为57.2~136.7m,在勘探区内呈岩床状覆盖在煤系地层之上,位于侏罗系中上部,岩浆岩底界到主要可采煤层3上煤顶界距离一般大于300m。
2 复杂的地震地质条件
2.1 浅层地震地质条件
测区潜水位一般在2~6m,由于古河床的存在,局部有流沙层分布,激发条件受影响。地层主要岩性为棕黄色、浅灰绿色粘土、砂质粘土及砂层组成。第四系厚为190~206m,其底界面和下伏地层呈角度不整合接触,界面波阻抗差异明显,反射系数大,能形成一组强的TQ反射波,而且形成较强的二次反射波,即为本区的多次干扰波。
2.2 中深层地震地质条件
上侏罗统岩性比较单一,以砂岩为主,夹少量泥岩或砾岩,无明显的波阻抗分界面,再加上与下伏顶界物性差异不太明显,因此,在侏罗系内部及其底界面均不能获得较强的反射波。尤其是在侏罗系中,有燕山期侵入的岩浆岩,而且是以岩床形式侵入到上侏罗统中部,岩浆岩主要为橄榄辉长岩、角闪辉长岩及辉石正长斑岩等。形成对反射波传播的屏蔽层,使下部煤层反射波受到很大影响,因此中部地震地质条件差是本次地震勘探中存在的主要问题,应采取有效措施,加以解决。岩浆岩与其上、下围岩波阻抗差异大,形成一组强的顶、底界面反射波Tr1、Tr2。3上、3下煤层为本区主要可采煤层,埋深706~819m。3煤层反射波特征较明显、能量较强、连续性较好,是本区主要可采煤层反射波,统称为T 3波。16上、17煤层厚均小于1 m,波阻抗不明显,虽有形成反射波的条件,但反射波能量较弱。
2.3 对该区复杂地震地质条件的分析研究
本区浅深层地震地质条件较好,厚层岩浆岩的强屏蔽和第四系底界多次波对主要目的层的影响,是该区三维地震勘探的难点。在资料的采集和处理中,必须采取有效措施,克服多次波和屏蔽层的影响。选择最佳激发层位,大药量激发,减少大地滤波及岩浆岩对地震波的吸收和屏蔽作用,以保证传播能量。反射波接收,由于地层界面多,目的层埋藏深,所以,反射到地面的有效波高频成分损失较多,所以采用了中频检波器接收;采用大排列接收,有利于处理时去除第四系底界多次波的影响。资料处理时,重点采取了多种适当方法减少多次波的影响。
3 野外工作方法
根据对本区浅、深层地震地质条件的分析研究,该区施工前做好试验十分重要。因此设计了点、线试验,来确定最佳采集参数,以选择最佳施工方案。试验遵循先点后线、点线结合,单一因素变化的原则。
点试验确定激发条件。药量试验:在不同深度的井中,进行药量对比试验,确定激发药量。井深试验:采用试验确定的药量分别在不同深度的井中激发,确定激发药量。经分析比较,药量为2~3kg,井深不同块段采用12m和14m。
图1 不同频率检波器接收的试验线时间剖面
线试验,试验线每一接收点用40Hz、60Hz和100Hz检波器同时接收,获得三种不同频率的初叠剖面(图1),从图1中可以看出,选择60Hz中频检波器及组合接收,时间剖面上主要煤层反射波目的层分辨率高,连续性强,断点清晰。排列方式的选择:试验线采用中点发炮,72道接收,资料处理时,通过不同的抽道处理,获得72道、48道、36道中点发炮、36道和24道接收端发炮五种不同排列方式接收的时间剖面,分析这五种初叠剖面,可以看出36道接收中点发炮,对于克服多次波干扰和岩浆岩屏蔽作用效果明显。
根据试验分析、测区的地质情况、地质任务要求,采用以下工作方法:
观测系统类型:束状8线8炮,中间激发;接收道数:288道;
接收线数:8条;接收道距:20m;接收线距:40m。
检波器组合形式:采用6个60Hz检波器串组合。
4 处理方法
根据本区的地震地质条件和地质任务要求,数字处理以确保“高分辨、高保真度、高信噪比”为原则,同时重点分析多次波发育特点,采用多种方法去除多次波的影响,最终获得了较为满意的三维时间数据体。
针对上述处理目标,在数据处理中,主要抓住以下几个环节进行反复测试,选出正确处理流程及最佳处理参数。
(1)建立正确的几何库和一次静校库。
(2)认真细致地做好速度分析是资料处理的重要环节。
(3)合理使用反褶积,使高频信息得以加强,提高纵向分辨率。
(4)采用叠前部分偏移(DMO)及叠后一步法偏移技术提高横向分辨率和空间成像效果。
(5)选择合适的去除多次波的方法,去掉新地层多次波对煤层反射波的影响。
4.1 去多次波处理
该区发育的多次波,是由第四系底界生成的,速度较低,与第四系一致,与煤系地层有明显的速度差异,容易衰减。经F-K域、τ-p域的大量试验,选择在CDP道集上,作τ-p变换和F-K滤波,利用速度差异和多次波较目的层反射波斜率大的特点,使多次波得到最大程度地衰减,从而突出有效波,达到去除多次波的目的(图2)。
由于处理流程和参数选择合理,又采用τ-p变换、F-K滤波等方法,消除了多次波等各种干扰波的影响,时间剖面质量得到了提高。
图2 去多次波前与去多次波后的道集对比
4.2 时间剖面质量
计算机显示可获得时间剖面1118条,其中东西向剖面469条;南北向剖面649条。按40m×80m网格对时间剖面进行抽查,共114条,总计237.18km。按规程要求进行评价,Ⅰ类剖面为153.53km,占64.73%,Ⅰ+Ⅱ类剖面为211.37km,占89.12%,时间剖面质量比较优良。剖面质量均高出规程要求,为完成地质任务奠定了可靠的基础。
5 地质成果
在本次三维地震勘探中,查明了煤系地层的起伏形态和次级褶曲的发育情况;对断层的展布状况和分布规律作了深入的研究,结合钻探资料和井巷资料查明了5m以上的断层;并对落差3~5m的断层或断点进行了解释;同时对3下、3上煤厚变化趋势进行了预测和研究,取得了较好的效果。
在构造解释上,保留断层1条:F 60断层;修改断层7条:八里铺断层、八里铺断层支2、F35、F36、F37、F58、F59;新发现断层38条:落差>10m的2条;5~10m的5条;0~5m的19条,3m左右的小断层12条。严密控制了八里铺断层的产状,如图3。
图3 三维地震勘探前后3煤层构造对比图
本次三维地震勘探经过采集、处理、解释等诸方面的细致工作及合理的技术措施,圆满地完成了协议所规定的各项地质任务。三维地震勘探成果资料为矿井更加合理布置采煤工作面提供了可靠的地质依据,取得了显著的经济技术效益。
(本文发表于2005年《煤田地质与勘探》增刊)