三維地震勘探在地表復(fù)雜地區(qū)的實(shí)際應(yīng)用效果

劉矗

（黑龍江省煤田地質(zhì)物測隊(duì)，黑龍江 哈爾濱 150008）

1 勘探區(qū)概況

勘探區(qū)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市鄂托克旗西北部，屬高原侵蝕性丘陵地貌，一般海拔標(biāo)高1520～1600m，相對高差一般為80m左右，第四系廣泛分布，只在其西部有呈條帶狀出露的基巖和煤層。

1.1 淺表層地震地質(zhì)情況

本區(qū)出露的第四系由砂土、砂礫等組成的風(fēng)積砂、殘坡積物及沖洪積層、以及二疊系上統(tǒng)上石盒子組雜色砂質(zhì)泥巖、粘土巖、和灰白中粗粒砂巖組成，對地震成孑L激發(fā)及檢波器埋植影響較大，淺表層地震地質(zhì)條件較差。

1.2 深層地震地質(zhì)條件

本區(qū)目的層賦存于石炭二疊系，與頂?shù)装宓牟ㄗ杩共町惷黠@，是較理想的地震彈性波反射界面，能獲得動力學(xué)特征明顯的同相軸，可連續(xù)追蹤對比。深層地震地質(zhì)條件較好，但地層產(chǎn)狀較陡，傾角一般250～400，對地震勘探不利，造成偏移量過大。

2 資料采集

由于勘探區(qū)內(nèi)地表復(fù)雜，深層地層產(chǎn)狀較陡，故在區(qū)內(nèi)選擇3個典型點(diǎn)位，即淺部、中深部基巖區(qū)、砂土較厚區(qū)進(jìn)行藥量、井深試驗(yàn)。通過對3個點(diǎn)試驗(yàn)和一個段試驗(yàn)記錄的對比、分析，確定了本次地震勘探的施工參數(shù)。

2.1 觀測系統(tǒng)

區(qū)內(nèi)目的層較淺(150～450m)，地層傾角大(25～45)0為了避免傾角過大造成傾向方向反射波的散射，縮短傾向方向上的觀測寬度，以保證深部采集資料的信噪比、分辨率和淺部的疊加次數(shù)，故本次三維地震勘探采用規(guī)則8線8炮中間激發(fā)束狀觀測系統(tǒng)，20次疊加；1～2束480道接收，3～4束 240道接收，5～8束 320道接收；在有障礙物無法放炮的地段，采用恢復(fù)性放炮，確保采集參數(shù)的完整性。

2.2 微測井

由于本區(qū)地表為山地，淺表層降速帶在橫向和縱向上變化劇烈，靜校正難度大，因此需做好低速帶調(diào)查工作。調(diào)查方法采用小折射，即采用相遇時距曲線加追逐的觀測系統(tǒng)，排列長度為低速帶厚度的8～10倍。選擇偏移距和檢波點(diǎn)時考慮直達(dá)波和各層折射波，用四個點(diǎn)來控制每層同相軸，確保初至清晰，實(shí)測排列點(diǎn)距。由于測區(qū)地形地表復(fù)雜，現(xiàn)場確定小折射點(diǎn)的具體點(diǎn)位，全區(qū)實(shí)測l0個小折射點(diǎn)。

3 資料處理

該區(qū)地處山區(qū)，地表復(fù)雜多變，崎嶇不平，加上山區(qū)施工困難，所獲記錄一般信噪比不高，因此，本次處理的主要技術(shù)對策是：全力壓制各種噪音干擾，得到有利于主要目的層反射波識別與追蹤的高信噪比三維疊加和三維偏移數(shù)據(jù)體。

3.1 野外靜校正

由于地表高程及低速帶厚度、速度存在橫向變化，產(chǎn)生的地震波旅行時差會對信號的疊加效果產(chǎn)生一定的不利影響。針對檢波點(diǎn)高程激發(fā)井深的變化，我們選定靜校正基準(zhǔn)面高程為 1560m，替換速度為 3500rn／s，確保了疊加剖面的質(zhì)量(圖 1)。

圖1 野外靜校前后單炮對比圖

3.2 自動剩余靜校正

自動剩余靜校正可以消除記錄中存在的高頻剩余靜校正量，是保證有效波達(dá)到最佳疊加效果的一個重要手段之一，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行疊加速度分析，就可以為后面的疊加處理提供更為準(zhǔn)確的疊加速度信息。經(jīng)過自動剩余靜校正處理后的有效波同相軸連續(xù)性明顯提高，剖面質(zhì)量得到明顯改善(圖2)。

圖2 剩余靜校正前后疊加對比

3.3 DMO 疊加

DMO傾角校正能部分消除陡傾角地層對疊加的影響，實(shí)現(xiàn)真正的共反射點(diǎn)疊加，提高傾斜地層疊加質(zhì)量。DMO疊加更加接近于真正的零炮檢距疊加，使大傾角反射準(zhǔn)確成像，加強(qiáng)繞射波。本區(qū)地層單斜特征明顯，地層有一定傾角，DMO疊加明顯改善陡傾角地層疊加質(zhì)量。

4 資料解釋與成果

資料解釋是用三維地震數(shù)據(jù)體 (網(wǎng)格為5m×5m×1S)切出的各種剖面和切片作為解釋的基礎(chǔ)資料，采用人機(jī)聯(lián)作解釋系統(tǒng)進(jìn)行精細(xì)解釋，通過三維高密度數(shù)據(jù)體反映各種地質(zhì)現(xiàn)象的變化。

4.1 速度解釋

地震波在地下的傳播速度是地震資料解釋的重要參數(shù)，速度標(biāo)定正確與否，將直接影響時深轉(zhuǎn)換后煤層底板標(biāo)高的精度。本區(qū)各煤層時深轉(zhuǎn)換速度的求取，是在充分利用鉆孔資料的基礎(chǔ)上完成的，方法是：首先根據(jù)全區(qū)鉆孔見煤點(diǎn)的深度及相應(yīng)點(diǎn)目的層反射波的時間來分別計(jì)算出各點(diǎn)的速度，然后利用CPS做圖系統(tǒng)進(jìn)行線形內(nèi)插，從而得出全區(qū)相應(yīng)的煤層速度圖。

4.2 斷層的控制

小斷層的解釋是地震解釋的難點(diǎn)，水平切片對小斷層有較高的分辨力，在水平切片上，同相軸水平錯開是斷層的反映，其錯開的大小反映了斷距的大小。一個在垂直剖面上較難識別的微小斷層，在水平切片上的錯開量有時可放大幾倍，因此，充分利用水平切片識別斷層，有利于查明斷層面延伸方向，合理組合斷層，劃分?jǐn)鄩K。本區(qū)利用342個斷點(diǎn)組合斷層28條，逆斷層為主(圖3)，大多為北北東，傾向北西西主走向，并伴有走向北北西的斷層存在，近南北、北北東向的斷層延伸較長，落差較大。

圖3 斷層在時間剖面上的顯示

4.3 陷落柱的解釋

陷落柱是一種特殊的古構(gòu)造，空間上為一柱狀塌陷體，平面上為一封閉的圈狀且與周圍介質(zhì)截然分開。其主要危害是可能成為導(dǎo)水通道，誘發(fā)礦井透水事故。陷落柱在時間剖面上表現(xiàn)為：在追蹤反射波時，幾組反射波同時中斷或下陷或消失，繼而出現(xiàn)混亂；陷落柱在水平時間切片和方差體切片上，也有不同形式的異常表現(xiàn)。(見圖4)經(jīng)過對本區(qū)資料進(jìn)行精心細(xì)致的追蹤對比，主要是對主要煤層T8和T10波及灰?guī)r界面的反射波進(jìn)行分析和解釋，未發(fā)現(xiàn)明顯異常，因此沒有發(fā)現(xiàn)直徑大于20m的陷落柱。

圖4 陷落柱在時間剖面上的顯示

結(jié)論

陷落柱在時間剖面上的顯示本次三維地震勘探的野外數(shù)據(jù)采集是在地表復(fù)雜、施工困難的情況下完成的，資料處理的重點(diǎn)是做好計(jì)算折射靜校正，最終處理剖面歸位準(zhǔn)確，目的層連續(xù)性較好，最大限度地提高了資料的分辨率，達(dá)到了“三高”的處理效果。資料解釋采用人機(jī)聯(lián)作的方式，對斷層、煤系地層賦存狀態(tài)及陷落柱等地質(zhì)異常體進(jìn)行精細(xì)解釋，為煤礦生產(chǎn)提供較可靠的地質(zhì)依據(jù)。

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