三维地震勘探技术在陕北煤田中的应用

刘松

【摘 要】本次勘探区位于黄土高原北缘，地表条件复杂，有黄土覆盖区，也有沟壑基岩出露区。通过三维地震勘探及详细的野外试验工作，最终获得了较好的三维地震资料，通过验证，与实际揭露吻合较好。

【关键词】黄土区；三维地震勘探；榆神

0 概况

本勘探区位于陕北黄土高原北缘，地貌单元属黄土丘陵沟壑区，区内沟壑纵横交错，梁峁相间分布，地形支离破碎，沟谷陡峻狭窄。植被稀少，水土流失严重，基岩裸露于沟谷两侧，山顶半固定沙丘屡见不鲜。主要地质任务为查明测区内的断层及小煤窑采空区的分布范围。

1 试验

本次勘查区含煤地层为侏罗系中统延安组，主采煤层为5号煤。埋深为60m～200m。由于地表横向地层变化大，有基岩出露，厚沙土覆盖，还有粘土覆盖，难以确定全区统一的井深参数。通过2个点的试验和分析对比，得到了本区的激发参数。裸露的基岩区采用风钻成孔，井深3m；厚沙土区采用洛阳铲成孔，井深6～9m；薄黄土区激发深度达到3m以上，在粘土层中激发或者在基岩面上激发。药量除基岩区域为0.8kg外，其它为1kg。

2 野外采集

依据前期观测系统、采集参数的室内技术论证及现场试验情况综合分析，确定了8线5炮制线束状规则观测系统进行施工（表1）。

3 资料处理

本区处理主要分以下几个处理阶段：预处理、速度分析、剩余静校正、叠加、插值、偏移等。主要流程如图1。

4 资料解释

地震勘探的资料解释是物探成果转化为地质成果的复杂研究过程。三维地震资料解释是利用相应的技术方法对数据体内的地质信息进行分析、对比、解释，将数据信息转换成地质信息。

4.1 反射波层位标定

在构造解释之前，必须仔细而准确地标定出各主要标志层或目的层在地震时间剖面上所对应的反射波同相轴，为后续的构造解释奠定基础。

T5波是该区的主要标准波，是确定解释区内其他可采煤层赋存情况和构造的主要依据。该波组标定为5-1煤层的底板界面反射波（图2）。

4.2 反射波对比追踪

本区三维地震勘探所追踪的目的层反射波主要有1组：5-1煤层反射波T5。

4.3 褶曲解释

三维地震勘探解释出的煤层底板等高线图中可以看出：5-1煤层整体为一个地层极其平缓，近似一个单斜构造，倾角为1°～2°。受区内走向NWW的大断裂构造影响，局部地区地层走向有所变化，伴生小型褶曲较发育（图3）。

4.4 断层解释

构造解释一直是煤田地震勘探的主要地质任务，尽管近几年来高分辨地震勘探技术取得了迅速的发展，地层岩性的研究上也有一些进展，但构造解释仍是煤矿采区高分辨地震勘探的首要任务。因为构造问题一直是困扰煤矿生产的主要因素，一个小的断层就可能造成突水或者综采面的整体搬家。

本次解释的断层，在剖面上的表现特征既有相同之处，也有很多差别。区内落差大于10m的断层在垂直断层延展方向的剖面上常表现为煤层反射波同相轴的突然错断，如F19断层和DF2断层（图4）。

为了更直观地解释小断层，我们采用了地震属性分析技术。地震属性是对地震数据的几何学、运动学、动力学和统计学特征的量度，地震属性分析技术就是贯穿于应用研究、算法研究和综合软件系统的一切用来提取、存储、显示、分析、证实和评价地震属性的技术。地震属性的研究和解释可以计算出一些关于地下介质的几何和物理参数的定量信息。图6是提取的5-1煤层反射波相似系数信息剖面，可以看出，相似系数剖面比时间剖面更直观表现异常体。

4.5 小煤窑采空区

根据甲方提供的资料，另外发现在那不拉岔河滩的沟底距离钻孔G17-5东北方向220m的位置有个已经废弃的小煤窑，根据地震资料并结合钻孔和测量资料分析，其主采煤层应该为4-2煤。5-1、5-2煤层没有受到影响。

本次三维地震勘探施工过程中，在勘探区北边施工过程中，地底下有炮采煤层的震动声音，并记录了大概范围，但在地震资料上其附近没有发现采空区异常区。

5 结论

（1）本次三维地震勘探设计合理，试验充分。施工中针对村庄、化工厂，砖厂等障碍物采取了合理、必要的技术措施，圆满地完成了该区的资料采集任务，取得了较高质量的原始记录。

（2）本次三维地震资料处理方法研究中，资料处理流程及参数合理。三维处理采用了野外静校正、地表一致性反褶积、速度分析、三维DMO处理技术，三维一步法偏移技术，最大限度地提高了资料的分辨率，剖面质量有了较大的提高。

（3）本区资料解释方法正确，对比可靠，精度较高。解释上充分发挥计算机软件的强大功能，利用解释软件的多色彩显示及灵活快捷的优势，以垂直时间剖面解释为主，结合水平时间切片，对构造进行认真细致地分析研究。

【参考文献】

[1]程建远.黄土塬区的三维地震勘探技术[J].中国煤田地质，2004（12）：40.

[责任编辑：王伟平]