地震勘探在沙爾湖洼陷巨厚煤層中的應(yīng)用研究

摘 要：本文針對吐哈盆地沙爾湖洼陷內(nèi)地震地質(zhì)條件差，煤層埋藏變化大、煤層巨厚等特點(diǎn)，針對巨厚煤層地震勘探在野外采集、資料處理的難點(diǎn)采取有效措施，最終有效地壓制了干擾波、提高了信噪比、突出了有效波、成像效果明顯，使地震資料的解釋精度在很大程度上得到提高。

關(guān)鍵詞：吐哈盆地 沙爾湖洼陷 地震勘探 巨厚煤層

中圖分類號：P6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）02（a）-00117-04

沙爾湖洼陷是吐哈盆地南緣一孤立的含煤洼陷，單煤層厚度達(dá)150 m，是我國罕見的富煤洼陷。沙爾湖洼陷位于吐哈盆地了墩隆起南緣，東西長57 km，南北寬23.4 km，面積1062 km2。地面為戈壁，地面海拔500～958 m，地勢南高北低。90年代以來實(shí)施二維地震700 km，測網(wǎng)密度為12 km×16 km，局部地區(qū)做過1 km×1 km的測網(wǎng)密度。總之，該區(qū)勘探程度很低。

1 地震地質(zhì)概況

洼陷大部分為第三系所覆蓋。據(jù)出露的地層和鉆孔資料，洼陷地層由老至新依次為古生界二疊系上統(tǒng)大熱泉子組，中生界侏羅系下統(tǒng)三工河組，中侏羅統(tǒng)西山窯組，中侏羅統(tǒng)頭屯河組，新生界第三系漸-中新統(tǒng)桃樹園組，第四系地層。其中中侏羅統(tǒng)西山窯組屬于湖相含巨厚煤層的碎屑巖沉積建造，煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，頂?shù)装鍨槟鄮r或砂紙泥巖，其中深部地震地質(zhì)條件較好；地表條件較為單一，主要為砂礫石、亞砂等，較為松散，洼陷內(nèi)含有厚度不均的礫石層，礫石屬于非彈性介質(zhì)，對地震波的高頻信息有明顯的吸收作用，給提高縱向分辨率造成一定的困難。

沙爾湖洼陷位于北天山優(yōu)地槽褶皺帶覺羅塔格復(fù)向斜北側(cè)吐哈坳陷南部凹陷帶中段。東部因二疊系地層的阻隔而與中山梁、大南湖盆緣坳陷分隔，形成一東端封閉，西端敞開的半封閉式中生代湖盆。其中發(fā)育著侏羅系含煤地層，呈軸線近東緩傾，軸面近北陡傾，兩翼平緩不對稱的向斜構(gòu)造。向斜東端南翼，因二疊系基底隆起，將向斜分解成兩個次級向斜，其間并形成一個鼻狀背斜。其平面形態(tài)為-西部收斂東部撤開的榆樹葉狀。洼陷內(nèi)有一大斷層，位于礦區(qū)東部，走向150°左右，斷層面南西傾，傾角65°左右，為上盤向上偏南逆沖的逆斷層。總之，沙爾湖洼陷屬于構(gòu)造簡單區(qū)。

2 地震野外采集

由于該洼陷內(nèi)煤層埋深從地表到地下800 m，所以在設(shè)計試驗(yàn)時，根據(jù)埋深不同，設(shè)計了不同的施工參數(shù)。以埋深100 m為界，埋深小于100 m，采用4 m井深，藥量1 kg，接收64道，道距5 m，疊加48次，炮距10 m；埋深大于100 m，井深6 m，藥量3 kg，接收96道，道距10 m，疊加16次，炮距30 m。震源為2號巖石乳化炸藥，接收儀器DS-6，采樣率1 ms，記錄長度1500 ms。從實(shí)際試驗(yàn)得知：該試驗(yàn)設(shè)計是合理的，唯有一點(diǎn)就是接收道數(shù)，不論埋藏深淺，96道接收效果比64道接收資料效果明顯（見圖1）。

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)論，在正式生產(chǎn)中接收道數(shù)統(tǒng)一為96道，其余參數(shù)和試驗(yàn)參數(shù)一致。

3 地震資料處理

沙爾湖洼陷地震數(shù)據(jù)處理的難點(diǎn)其一是由于煤層露頭出露于地表；其二是分辨巨厚煤層的頂板和底板，增強(qiáng)有效信號，使之迭加成像以提高數(shù)據(jù)的分辨率。

針對地震處理的難點(diǎn)，結(jié)合對試驗(yàn)處理數(shù)據(jù)的分析研究，采用以下主要處理技術(shù)措施。

（1）采用面波壓制技術(shù)及線性干擾壓制技術(shù)，有效地壓制面波及線性干擾對煤層露頭帶來的影響。采用淺層廣角切除技術(shù)，有效地切除野值及不正常道，盡可能地提高原始數(shù)據(jù)的信噪比（見圖2）。

（2）采用地表一致性反褶積與預(yù)測反褶積的串聯(lián)應(yīng)用，展寬頻帶，提高分辨率（圖3）。

（3）采用高精度相位調(diào)整迭加技術(shù)，提高剖面質(zhì)量（見圖4）。

圖2、圖3、圖4分別是采取針對資料處理難點(diǎn)的措施處理前后對比圖，從對比圖中不難看出，處理后資料分辨率明顯提高，多次波消失，同相軸連續(xù)，資料品質(zhì)很高，處理效果明顯。

4 地震資料解釋

巨厚煤層地震資料解釋主要難點(diǎn)在層位標(biāo)定。由于沙爾湖洼陷勘探程度很低，僅有的幾個鉆孔均沒有測井曲線，所以在層位標(biāo)定時未能做合成記錄來標(biāo)定，只能采用鉆孔柱狀的資料進(jìn)行反算煤層在地震時間剖面上的位置（見圖5）。

層位標(biāo)定完成之后，采用常規(guī)的人機(jī)聯(lián)合解釋手段對地震資料進(jìn)行解釋，由于該洼陷屬于構(gòu)造簡單區(qū)，地震勘探發(fā)現(xiàn)了較可靠區(qū)域性逆斷層F5，該斷層走向SE，傾向NE，傾角約70°，落差250 m，區(qū)內(nèi)延展長度約10330 m（圖6）。

5 結(jié)論

地震勘探在吐哈盆地沙爾湖洼陷的應(yīng)用是比較成功的。針對地震勘探的采集和處理環(huán)節(jié)的難點(diǎn)，分別采取有效措施，使地震資料的品質(zhì)得到提高。查明了對煤層頂?shù)装宓馁x存形態(tài)，搞清煤層厚度，控制了區(qū)內(nèi)的構(gòu)造體系。表明地震勘探在沙爾湖洼陷值得推廣應(yīng)用。

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