地震资料二次处理解释技术在新庄煤矿的应用研究

苏振明

0 引言

新庄煤矿早在2010年前就已经实现了三维地震勘探全覆盖，采掘资料显示，三维地震勘探成果为煤矿工作面的布置及安全生产提供了较可靠的地质成果。但采掘资料显示：原三维地震勘探成果存在落差小于5m 的断层没有显示或显示不清、落差大于5m 的断层甚至落差10m 以上断层的解释出现偏差、煤层底板标高绝对误差大于20m 的现象，给煤矿的高效生产带来了困扰。为提高三维地震资料的利用率、有效提高煤层的回采率、减少因断层保护煤柱留置过多而造成的原煤损失、避免因断层预报不清楚带来的安全隐患，新庄煤矿决定对深部区域的三维地震资料进行二次精细处理解释。

1 探采对比分析

图1 巷道揭露的大断层（红色为地震解释断层，蓝色为巷道揭露断层）

新庄煤矿深部采区于2008年4月完成了三维地震勘探工作，2015年，新庄煤矿后续工作面已经进入到该区，采区南部布置了三个工作面（图1），近南北走向的三条岩巷已经开拓至井田边界，走向NWW 方向的三条岩巷也已经开拓至井田东西边界附近。巷道资料揭露了6 条大断层的部分断点，其中4 条断层揭露的断点的落差大小和断点位置与原三维地震资料解释基本一致。而另外2 条断层的断点与原三维地震资料解释的断点平面位置最大误差为40m。机巷或工作面内揭露的没有解释的断层共计有17 条，最大落差10m,最小落差1m。揭露的煤层底板标高与地震资料解释的煤层底板标高误差多数控制在1.5%范围之内，大于1.5%的部分基本位于远离钻孔区域及煤层底板存在小起伏的区域。总体上，解释的与实际揭露的结果存在较大差异，分析原因，原三维地震勘探存在以下问题：

（1）地震资料品质较差（Ⅲ类剖面）区域基本位于大型障碍物下，这些地段炮点分布极不均匀。

（2）地震资料解释手段较单一，主要依靠地震时间剖面来完成断层的解释。

从探采对比分析情况看，原三维地震勘探成果存在以下问题：

（1）落差大于3m 的断层解释有遗漏。

（2）远离钻孔区域的底板标高误差较大。

2 精细处理、解释的技术措施

根据存在问题，在精细处理、解释措施中采取以下措施：

（1） 细致的原始资料整理分析工作及精细的空间属性定义。

（2）提高地震资料的信噪比与分辨率，进而提高小断层的识别率。

图2 叠后与叠前偏移剖面对比图

图3 属性解释平面图

（3）进行多次速度分析，建立精度较高的三维叠前时间偏移速度场。

（4） 分利用揭露资料，分析小断层在地震时间剖面、地震属性切片上的反映特征，建立小断层的区域识别依据。

（5）逐线进行解释，解释过程中尽量采用自动追踪功能。

3 精细处理关键技术

针对原始资料特点，本次三维地震资料处理主要采用了三维地表一致性振幅补偿、三维地表一致性反褶积、KIRCHOFF 三维叠前时间偏移等模块，偏移后又采用了优势频率反褶积进行了频率补偿。在保证信噪比的前提下最大限度地提高地震资料的分辨率，使各煤层有效波主频范围达到55 ～75Hz，成果剖面质量有了较大提高，主要表现在以下几个方面。

（1）去噪方法、参数选取适当。叠前采用高通滤波使得面波得到较好压制，叠后又采用随机噪音衰减，提高了剖面的信噪比，成果剖面上反射波组突出、能量强、同相轴品质及连续性好。

（2）叠前采用了地表一致性反褶积技术，叠后又进行了反Q 滤波频率补偿，使剖面低频干扰得到较好压制，高频信号得到补偿，频带得到展宽。处理的剖面分辨率高，层次清楚，使各煤层都能达到最佳成像效果。

（3）采用叠前时间偏移精细处理方法，保证了三维偏移的准确归位，断层及各种地质现象明显，大断层清楚，角度不整合关系明确，细小地质异常成像清晰,获得了较好的三维偏移效果。

4 精细解释关键技术

在地震数据解释过程中，除主要应用常规垂直地震时间剖面、水平时间切片进行层位、断层及陷落柱的解释，以及应用振幅数据进行煤层厚度变化趋势解释外。还利用地震属性对解释区的构造及其他地质异常体进行了解释（图3）。

由于三维数据体已完成了三维空间归位，因此每个钻孔处（巷道揭露点）的时间值就相当于在井口激发，地震波沿铅垂方向下传至目的层而后又反射至井口的时间。对于钻孔较多且分布比较均匀、新生界厚度较小的三维地震解释区，利用钻孔处的目的层铅垂深度除以钻孔处目的层的反射时间值的一半，就可以计算出各个钻孔处目的层的平均速度。

5 精细解释成果与验证情况

5.1 精细解释成果

本次三维地震勘探解释共组合断层92 条。与原解释相比，基本一致的断层9 条，修正的断层20 条，否定断层5 条，新解释断层63 条。新解释断层中，其中落差大于5m 的断层7 条，落差大于等于3m 小于5m 的断层40 条，落差小于3m 的断层16 条。

5.2 验证情况

（1）26051 风巷靠近DF30 正断层掘进，原三维地震解释的DF30 正断层正好在26051 风巷内，根据刚做的三维地震精细解释资料DF30 正断层整体向东偏移20 米，根据施工现场探测和揭露情况基本和新物探结果吻合。

（2） 本次新解释出的DF222、DF 221 正断层原三维地震勘探没有，在26051 风巷巷道施工中已经揭露断层位置和产状和新解释结果基本吻合。

6 结论

（1）新庄煤矿的实践证明，三维地震勘探资料精细处理解释能够有效提高地震资料的成果验证率。

（2） 采掘资料是分析原三维地震勘探存在问题的基础，也是进行二次精细处理解释的前提，因此，在实际处理解释过程中针对具体问题提出有效技术措施是提高验证准确率的有效方法。