三維地震資料解釋技術

1、概 述

三維地震勘探是一門新興的地質勘探技術。由于三維地震勘探的信息量大，分辨率高，識別地質體的能力強，解釋的準確性高，因此常用于煤礦開采時的精細構造解釋。

在煤礦開采中，常常需要查明煤系地層中落差大于5m的斷層及落差大于3m的斷點。要利用三維地震勘探解決這一構造問題，除了深入研究高精度的采集、高分辨的處理外，還必須加強三維地震資料的精細解釋。

煤田三維地震資料解釋的基本工作流程如下:

a.通過時間切片，鉛垂剖面電影、動態觀察構造形態變化;

b.利用人工合成記錄、連井剖面對比，標定反射層位;

c.采用手動識取、自動追蹤，進行層位對比解釋;

d.借助時間切片，勾劃斷層的走向和分布狀況;

e.通過斷層剖面解釋，確定斷點，

f.利用時間切片與鉛垂剖面結合，進行斷面閉合。

g.依據解釋層位和斷層數據，繪制等時圖;

h.進行時深轉換，繪制底板等高線圖。

本文將結合內蒙古東部某區的三維地震資料，介紹三維地震資料精細構造解釋技術。

本次三維地震解釋的數據體是經過全三維處理后得到的偏移地震數據體(圖1)，cDP間距為5m×5m，采樣間隔為O.5ms。數據體密度較大，具有較高的信噪比和分辨率了，有助于資料的精細解釋。

2、時間切片解釋

時間切片是沿三維數據體的給定時間進行切割得到的平面，時間切片顯示了三維數據體在相應時間上所有地震反射同相軸和噪聲的情況，同相軸的寬度是反射波頻率和地層傾角的綜合反映，隨著頻率增加和傾角增大，同相軸變窄，在排除頻率的影響時，同相軸寬度的變化，代表了地層的傾角變化。

時間切片的解釋主要包括同相軸的追蹤對比和斷層識別。

2.1 同相軸的追蹤對比

利用系列時間切片上同相軸的平面分布情況和相互關系以及寬度變化，了解構造延伸方向、分布范圍和反射層傾角變化等地質構造特征。從本區225ms的時間切片(圖2)上可以判斷，13-1煤層從東向西總體構造形態為一單斜構造。

2.2 斷層識別

斷層在時間切片的識別標志主要為:

1.反射層同相軸中斷;

2.反射層同相軸錯斷，

3.反射層同相軸走向突變;

4.反射層同相軸出現零亂，可能是小斷層引起的;

5.反射層同相軸有規律地異常扭曲，是小斷層的反映。

3、剖面解釋

地震剖面解釋是利用記錄上有效波的同相性、振幅強度、波形、波組特征、時差等綜合對比來實現的。地震剖面解釋的重點是層位對比和斷點與斷面的解釋。

3.1 層位標定與對比

層位標定是地震資料構造解釋的基礎和關鍵。一般地，使用人工合成記錄通過單井層位標定和連井地震剖面的多井層位標定，可以建立準確的井層關系。圖3為標定出的反射波與煤層的對應關系。

在利用過井剖面和一定網度的縱橫剖面確定出某一反射波解釋的基干剖面后，便可利用解釋系統中的自動追蹤功能進行全區的自動層位追蹤。為保證全區層位追蹤的質量，對信噪比較低或斷層處的地震資料在自動追蹤中出現的解釋錯誤還需要進行局部的檢查和修改。

3.2 斷層解釋

煤礦對斷層解釋的要求是，查明落差大于或等于5m的斷層，且在平面上的擺動誤差小于15m。準確確定斷點位置和斷點形態是實現上述要求的重要保證。

3.2.1 斷點解釋

斷點在時間剖面上表現為:反射波同相軸錯斷，相位突變，強相位轉換，繞射波的出現。利用解釋系統的多種圖形顯示功能如拖拉窗對比、椅狀剖面對比、不同比例放大、不同顯示類型剖面、縱橫測線對比，將有助于觀察斷層細節。在層位解釋時，為確定逆掩斷層的斷點平面位置，在逆掩斷層處按地震測線的單雙線編號對比上下盤，單號線對逆掩斷層的下盤，雙號線對逆掩斷層的上盤，這樣不但使重疊的層位能夠分開，而且還可以通過所有單雙號地震剖面的斷點位置，區分出斷層上下盤在平面上的位置。

3.2.2 斷面解釋原則

一般來說，在偏移后的三維數據體上解釋出的斷層面應為一光滑曲面。將地震剖面與時間切片相結合，通過相互檢查。相互驗證，不斷修改，可以實現斷層面閉合。

4、構造成圈

4.1 遇逆掩斷層等值線圖的繪制

目前的繪圖系統還沒有直接繪制逆掩斷層等值線圖的功能，所以采取了對上下盤分開作圖再合并編輯的辦法實現逆掩斷層等值線圈的繪制，具體作圖過程如下:

4.1.1 利用獲得的單雙線號的層位數據，分別做上下盤等值線圈;

4.1.2 利用繪圖系統的圖集疊合功能，將已形成的兩張等值線圖疊合.形成一張包括上下盤的新等值線圖。

4.1.3 對逆掩斷層上下盤附近的等值線進行適當編輯，得出最終反映逆掩斷層上下盤的等值線圖。

4.2 時深轉換

利用地震資料解釋直接得到的結果是時間域的層位數據，而最終成果是深度域的層位數據。這兩種數據之間的轉換是通過速度實現的，因此如何建立好速度場就成為時深轉換的關鍵。本區的鉆孔比較多，且全區分布比較均勻，因此可以從已知鉆孔出發，求得每個鉆孔相應層位的平均速度，對這些速度數據進行網格化，得到與層位時間數據網格對應的速度網格數據。對這個速度網格數據進行等值線作圖，就得到了某一層位的平均速度圖。速度圖求出后，利用繪圖系統中的運算功能，便可實現等時線圖到底板等高線圖的轉化。

5、三維解釋結果

圖4顯示了本區三維解釋結果，從圖中可以發現，

5.1 三維解釋出的整體構造形態清晰。顯示的褶曲構造更細，

5.2 本次三維地震勘探解釋出的斷層總計36條，其中落差大于10m的斷層18條，落差在1Om與5m之間的斷層有9條。落差小于5m的斷層有9條。而以前二維解釋出的斷層僅有3條，落差均大于1Om，且位置與二維也有所不同。這說明三維地震勘探在解決小構造、小斷層方面，比二維地震勘探更加真實、全面、可靠。

結束語

在物性條件較好的地區，使用本文所述的三維地震解釋工作流程，解決煤層落差5m的斷層是完全可能的。由于三維地震勘探的解釋精度高，地質效果顯著，因此在煤田地質勘探中將會發揮越來越重要的作用。