高分辨率三維地震勘探識別新疆某煤田斷層構造的應用研究

劉芳曉

摘 要：該文利用高分辨率三維地震勘探方法解釋新疆某煤田的斷層構造，經后期鉆孔驗證得知，該方法在新疆戈壁地區適用性強，能夠有效解決煤田采區地質問題，為煤礦采掘工程面的布設和規劃提供技術支持。

關鍵詞：三維地震勘探 斷層構造 鉆孔驗證

中圖分類號：P631.4 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）02（b）-0088-02

斷層是巖層或巖體順破裂面發生明顯位移的構造，在地殼中廣泛發育，是地殼的最重要構造之一。煤層中發育的斷層構造破壞了煤層的連續性，對機械化采煤的效率造成嚴重影響，甚至可以誘發透水、瓦斯突出等事故，給煤礦的安全生產帶來威脅。

常規的二維地震勘探受精度限制，只能用于查找煤層中落差不小于30～50m斷層的普查勘探，而且平面擺動位置誤差大于30～50m，遠不能滿足煤礦采區精細勘探的要求。高分辨率三維地震勘探技術為解決這一問題提供了新途徑，通過該方法采集的地震數據網格平面上的密度可達5m×10m，信息非常豐富且有較高的分辨率，利用所得很近的測線間反射波特征的相似性，能追蹤各種地質現象的細微變化，同時三維地震輸出顯示方法非常靈活，能提供各類剖面圖、平面圖、立體圖等，使人們能直觀、快速、可靠地認識地下情況。因此，高分辨率三維地震勘探技術以其獨具的信息量大、分辨率高、控制網度密等優點，使得較準確地探測斷層構造成為可能。

該文便是以新疆某煤田為例，結合高分辨率三維地震勘探的方法在該區精確識別斷層構造的案例分析，為該方法實施并服務于煤田地質勘探提供成功的經驗，從而避免戈壁地區煤田開展高分辨率三維地震勘探工作的盲目性和隨意性。

1 地震數據采集和處理

1.1 地震數據采集

測區地表為戈壁、丘陵地貌，目的煤層埋深500～800m左右，頂板主要由泥巖、粉砂巖、細砂巖及砂礫巖組成，底板以粉砂巖、泥巖為主，巖性巖相組合特征在物性上差異明顯，因此該區地震地質條件良好。通過試驗工作，確定了該區開展高分辨率三維地震勘探工作的觀測系統參數：8線10炮束狀，單線接收道數120道，道距10m，線距40m，炮排距120m，CDP網格10m×5m，滿覆蓋次數20次。

1.2 地震數據處理

在此次三維地震勘探的資料處理的過程中，在仔細分析了原始資料特點的基礎上，本著“高信噪比、高分辨率、高保真度”的原則，加強對處理模塊和參數的反復試驗，確定了此次地震資料處理流程：原始資料分析、觀測系統定義、初至折射靜校正、地表一致性反褶積、數據疊加、剩余靜校正、速度分析、疊后去噪和有限差分時間偏移等。通過數據處理獲得了5m×5m×1m的疊加和偏移兩個三維數據體，為下一步資料解釋奠定了基礎。

2 斷層構造的精確解釋

在地震時間剖面上，解釋斷點的依據為反射波（波組）同相軸的錯斷、分叉、合并、扭曲及同相軸形狀突變等（見圖1），在水平時間切片上，依據為同相軸的中斷、錯動、扭曲和頻率突變等。大斷層表現為同相軸的明顯錯斷，小斷層表現為同相軸的錯斷、分叉、合并、扭曲等。然后根據斷點在相鄰剖面上的顯示特征、性質及落差大小的相似性，結合水平切片和反射波振幅圖上的展布趨勢及其區內的構造規律，對每一條斷層進行追蹤和組合。

地震解釋成果經后期補勘鉆孔B3-1，鉆孔1-5，鉆孔6-10的揭露顯示，1#煤底板標高和4#煤底板標高誤差率均低于1.5%，滿足地質任務要求，煤厚預測誤差率不大，其趨勢研究滿足地質任務要求。其中鉆孔1-5揭露逆斷層，巖芯顯示1#煤底板附近稍有破碎，4#煤整體破碎嚴重，因此地震資料解釋該處發育的斷層得到了驗證（見圖2）。

3 結語

該文利用高分辨率三維地震勘探方法探測新疆某煤田斷層構造，采用合理的數據采集觀測系統和正確數據處理流程得到該測區的三維數據體，經人機交互式、縱橫平剖結合的數據解釋方法，實現全測區的斷層構造的精確識別，最終經鉆孔驗證，滿足礦方生產任務的要求，為煤礦后期規劃設計提供必要的數據參考。

參考文獻

[1] 熊章強，方根顯.淺層地震勘探[M].北京：地震出版社，2002.

[2] 程建遠.三維地震資料微機解釋性處理技術[M].北京：石油工業出版社，2002.

[3] 程建遠，石顯新.中國煤炭物探技術的現狀與發展[J].地球物理學進展，2013，28（4）：2024-2032.

[4] 程建遠，金丹，覃思.煤礦地質保障中地球物理探測技術面臨的挑戰[J].煤炭科學技術，2013，41（9）：112-116.