煤層地震勘探論文2篇范文

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第一篇

1數(shù)據(jù)采集、資料處理

為保證二維地震能取得理想的效果，生產(chǎn)前遵循單一因素變化原則，分別對井深、藥量、檢波器類型、檢波器組合方式、觀測系統(tǒng)等進行試驗，確定合適的施工參數(shù)，該地區(qū)均采用井中炸藥激發(fā)，激發(fā)深度選擇在潛水位下，一般是11~16m，采用2串2并組合檢波器接收，根據(jù)勘查區(qū)目的層深度來確定接收道數(shù)，為獲得高分辨率的疊加剖面，疊加次數(shù)一般達到24次以上。在進行資料處理時要了解工作區(qū)的地震地質(zhì)條件、處理目的和要求，分析地震波特征，為構(gòu)造和巖性解釋服務。處理中著重做好觀測系統(tǒng)定義、疊前去噪、反褶積、速度分析、動校正、水平疊加、偏移疊加等工作，使地下構(gòu)造歸位準確、斷點清晰、目的層反射波信噪比高。

2資料解釋

資料解釋是把地震信息變成地質(zhì)成果的過程。解釋前應充分收集區(qū)域內(nèi)現(xiàn)有的鉆孔資料，利用聲波和密度測井資料計算出波阻抗曲線和人工合成的地震記錄，可以研究合成的反射波組與相應的地層之間的關(guān)系，提供目的層反射波的存在及其波形特點，指導煤層位置的追蹤。利用測井資料來校正地震資料的準確性已被廣泛應用，其效果非常顯著。重點敘述如下。

2.1反射波組與地質(zhì)層位之間的對應關(guān)系及波的對比區(qū)內(nèi)各主要反射波組與地質(zhì)層位的對應關(guān)系為：T0波，產(chǎn)生于基巖頂界面的反射波，是控制新生界厚度的標準反射波，基本可以連續(xù)追蹤對比；T2波，二2煤組的反射波組，該波阻能量強，連續(xù)性好，是控制煤系地層起伏形態(tài)和斷裂構(gòu)造的標準反射波；T3波，三2煤組形成的反射波組，根據(jù)三煤層的發(fā)育情況，作為輔助解釋的參考層位。反射波對比追蹤主要是利用主測線、聯(lián)絡線相交解釋，選擇區(qū)內(nèi)連續(xù)性好、能量強、波形穩(wěn)定的強相位進行追蹤，將反映較好的剖面定為標準剖面，進行對比解釋，可利用聯(lián)井時間剖面解釋，結(jié)合鉆孔資料，提高解釋的準確性。

2.2構(gòu)造解釋依據(jù)目的層反射波強相位連續(xù)追蹤對比的原則，來確定相對應地質(zhì)體的起伏形態(tài)。從地震時間剖面上反映煤系地層的起伏形態(tài)較為直觀。在時間剖面對比追蹤的過程中，反射波發(fā)生錯斷、同相軸產(chǎn)狀突變、反射波組突然消失或者斷面波、繞射波等現(xiàn)象的出現(xiàn)，均表示有斷點存在，如圖2所示。根據(jù)斷點兩盤升降關(guān)系及產(chǎn)狀變化的一致性，分析相鄰斷點的落差變化規(guī)律，參考等時線的搭配，利用相鄰測線上斷點落差和測網(wǎng)的閉合情況來確定斷點的組合、斷層的走向及延展長度。

2.3煤層露頭識別煤層隱伏露頭主要依據(jù)煤層與新生界地層的角度不整合關(guān)系來確定，用人工的方法將反射層向淺部延伸，其反射波界面與新生界底界的交點即為相應煤層的隱伏露頭點，見圖3，各測線露頭點的連線為該煤層確定的露頭邊界。

2.4巖漿巖解釋正常沉積的煤系地層受巖漿巖侵入時，因侵入的方式及程度不同而在地震時間剖面上有不同的反映，常表現(xiàn)為反射波雜亂無章，連續(xù)性變差，振幅變?nèi)酰敵蕦訝钋秩霑r反而常表現(xiàn)為反射波能量變強，因而對巖漿巖侵入的地震解釋存在多解性。就目前地震勘查的工作程度，很難解釋巖漿巖對主要煤層的影響范圍。當有較大的巖漿巖體侵入時，地震時間剖面上異常特征明顯，巖漿巖的侵入表現(xiàn)為標志性的反射波突然殲滅，在一段范圍內(nèi)同相軸雜亂，但是其上部層位同相軸連續(xù)而清晰，正常的目的層反射波發(fā)生頻率和振幅的改變，見圖4。

2.5對煤層厚度的控制結(jié)合煤層反射波振幅與煤厚的關(guān)系，利用已知鉆孔的煤厚值進行標定，可以勾繪出主要煤層的厚度變化趨勢圖。但觀測系統(tǒng)、激發(fā)條件、處理、巖漿巖侵入等因素影響振幅的變化，使得煤層的反射波振幅信息不能較好地反映煤厚變化情況。

3地震勘探解決的主要問題

根據(jù)豫東地區(qū)的成煤地質(zhì)條件和成煤環(huán)境，區(qū)內(nèi)地震勘探主要是對構(gòu)造形態(tài)、煤層底板埋深、覆蓋層厚度變化以及巖漿巖對煤層的影響范圍進行控制。根據(jù)新生界覆蓋層與下覆地層的不整合接觸關(guān)系，通過二維地震工作基本查明了新生界底界面的起伏形態(tài)和厚度變化。豫東地區(qū)新生界厚度變化從300~1500m，整體上為東部薄，西部厚，坡度一般在1°左右，最大不超過2°。通過對主要煤層的層位追蹤和標定，掌握了勘查區(qū)煤層底板的起伏形態(tài)，控制區(qū)內(nèi)褶曲發(fā)育情況，通過對地震時間剖面上斷點的識別和斷層的組合，控制勘查區(qū)構(gòu)造發(fā)育情況，掌握區(qū)內(nèi)構(gòu)造的復雜程度；豫東除通許隆起軸部、杜集背斜和永成背斜軸部基巖為寒武奧陶系地層，其余均為石炭二疊系地層，煤層主要賦存于二疊系山西組和下石盒子組地層，結(jié)合地震時間剖面上煤層露頭點位置，可基本圈定煤層分布范圍。根據(jù)巖漿巖侵入的識別標志，可大概確定巖漿巖對煤層的影響范圍，結(jié)合后期鉆孔巖心資料，可基本確定勘查區(qū)內(nèi)巖漿巖的侵入范圍。在谷熟鎮(zhèn)南、杜集西、順和西、車集東以及韓口煤勘查區(qū)內(nèi)均存在不同程度的巖漿巖侵入情況，受巖漿巖影響，煤層反射波能量變?nèi)酰也贿B續(xù)，區(qū)內(nèi)多個鉆孔穿見了巖漿巖和天然焦。

4存在問題

（1）地處中原，村鎮(zhèn)、道路較多，在遇到較大的村鎮(zhèn)時，會影響到測線的施工，雖然采取了盡量向縣城村鎮(zhèn)多鋪測線變觀的方法，還是會造成測線中斷，影響部分地區(qū)資料的質(zhì)量。（2）火成巖在該區(qū)域多是順層侵入，侵入形式多變，時間剖面面貌復雜，波組識別對比的難度較大，部分圈定的巖漿巖對煤層的侵蝕范圍僅供參考，還要靠后期鉆孔控制。（3）通過鉆探取芯，該地區(qū)煤層多呈薄層發(fā)育，受地震分辨率影響，很難確定煤層厚度，今后再開展地震工作，需加大地震反演技術(shù)研究，通過測井約束地震反演技術(shù)，提高地震縱向分辨率，實現(xiàn)薄層煤系的精確預測。

5討論

在豫東地區(qū)構(gòu)造控制煤層分布的地質(zhì)環(huán)境下，地震對構(gòu)造的解釋和對煤層位置的追蹤為后期鉆探工作提供了指導性的依據(jù)，使孔位布置、孔深設計更加合理，避免了資金浪費，但由于勘查程度的不同，對地震資料的解釋利用還不夠充分，在巖漿巖侵入范圍圈定、煤厚預測等難點發(fā)揮的作用還遠遠不夠，今后應多在地震資料的處理解釋上加強分析，利用地震波場反演波阻抗、測井約束反演等方法提高資料解釋的準確性和精度。

作者：蘇媛媛趙誠亮王文政單位：河南省地礦局第四地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院山東省第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘察院

第二篇

1三維地震勘探條件

1.1地質(zhì)構(gòu)造條件較復雜受燕山運動和喜馬拉雅運動影響，斷層條數(shù)多、密度大，小褶曲、小斷層發(fā)育，對井巷開拓和煤層開采影響較大，地質(zhì)構(gòu)造較復雜。

1.2地震地質(zhì)條件差淺表層第四系巖性為黏土、碎石夾雜泥土，坡堆積層松散，在土中激發(fā)產(chǎn)生的面波能量強，且易生成強能量淺層多次反射—折射波，干擾有效波。淺部永寧鎮(zhèn)組石灰?guī)r厚度達100m以上，在溝谷地段有土層覆蓋，近地表巖性橫向、縱向變化較快，對地震資料的成像造成較大影響，對煤層反射波有一定的屏蔽作用。淺表層地震地質(zhì)條件差，淺層及深層地震地質(zhì)條件一般。成孔施工難度大，激發(fā)條件較差，給測線施測、成孔、地震波的激發(fā)和接收都帶來很大的困難，也提高了成本費用。

2復雜條件下開展三維地震勘探的技術(shù)對策

發(fā)耳煤礦三維地震勘探為典型的山地三維地震勘探，對勘探區(qū)進行全面踏勘，深入分析研究地貌、巖性條件，從提高數(shù)據(jù)采集質(zhì)量和數(shù)據(jù)處理質(zhì)量兩個方面考慮，認為激發(fā)方法、成孔技術(shù)、大高差的靜校正方法為物探工作的技術(shù)難點，并采取了針對性技術(shù)措施，基本解決了復雜條件下的三維地震勘探技術(shù)難點。為獲得高分辨地震資料，采取了高定位精度、高空間采樣率、高時間采樣率、高覆蓋次數(shù)的對策;對采集參數(shù)和試驗方案進行了優(yōu)化，實施了檢波器挖坑埋實和激發(fā)井埋實，干擾嚴重時不施工，避開高頻環(huán)境噪聲干擾，杜絕坑炮和淺井炮。

2.1激發(fā)方法選擇為避免地震波能量吸收及散射，杜絕坑炮和淺井炮，鉆孔必須打到高速層，且必須采用悶井激發(fā)，杜絕開花炮，采用QPY－30鉆機或WTZ－301風動鉆機成孔且打到基巖下一定深度的高速層，深井激發(fā)，并采用泥漿、水、砂土進行封孔，使其產(chǎn)生集中向下的爆發(fā)力，提高激發(fā)能量、激發(fā)頻率，在有效地避免聲波的同時盡可能地壓制面波干擾，從而提高低頻信號的信噪比;在基巖中激發(fā)，可提高地震子波的主頻和地震波的分辨率，為取得優(yōu)質(zhì)的原始地震數(shù)據(jù)提供技術(shù)保證。井深效果分析:試驗井深為4m，6m，7m，8m，9m，10m，12m，14m，16m，18m，單井激發(fā)。當試驗點位于地勢較高處、覆蓋土層較厚時，淺層巖層風化嚴重，井深小于10m，記錄面貌差，有效波不突出，面波較重;井深大于10m，有效波較明顯，反射波能量強。試驗點位于低洼處時，井深大于6m，有效波的能量均較突出。隨著井深的增加，有效波的能量有所增強，當井深大于10m時，激發(fā)效果基本沒有變化，因此確定最佳井深大于10m。藥量效果分析:每個試驗點均采用最佳井深10m進行藥量試驗，分別進行0.5kg，1.5kg，2.0kg，2.5kg，3.0kg藥量試驗，除了0.5kg藥量激發(fā)的背景干擾稍重外，其余藥量激發(fā)均取得良好的地震效果，為確保取得良好的記錄資料，確定藥量為1.5kg。通過井深、藥量試驗，最終確定井深藥量組合方式為井深大于10m、藥量1.5kg。

2.2檢波器及接受方式選擇勘探區(qū)為山區(qū)，地形復雜，樹木多，造成單炮記錄的背景干擾嚴重，對資料信噪比影響較大，為消除其影響，采用抗干擾能力強的60Hz檢波器，采用3只檢波器串聯(lián)零基距組合方式，檢波器靈敏度高。在野外施工中抓好檢波器埋置的工作，力求使檢波器與地表土壤或巖石組成一個阻尼較好的振動系統(tǒng)，壓制地表隨機高頻噪聲，為提高高頻段有效波的信噪比打好基礎。在裸露巖石區(qū)域，為使檢波器與巖石耦合較好，采用輕便發(fā)電機和電鉆等設備成小孔，將檢波器尾錐直接插入孔內(nèi)，巖石和孔壁間充填物質(zhì)，使檢波器與地表土壤或巖石組成一個阻尼較好的振動系統(tǒng)，提高了高頻段有效波的信噪比。

2.3復雜山區(qū)觀測系統(tǒng)設計勘探區(qū)內(nèi)溝梁發(fā)育，地表落差較大，根據(jù)地貌特點將勘探區(qū)劃分為數(shù)個小區(qū)，為增加采集方位角的寬度和偏移距的均勻度，更合理地獲取物探信息，采用了8線8炮常規(guī)觀測系統(tǒng)與塊狀特殊觀測系統(tǒng)相結(jié)合的方式，大大提高采集方位角的分布范圍，對偏移距的分布范圍也有明顯改善，同時輔以高覆蓋次數(shù)，提高了信噪比。

2.4最佳觀測范圍調(diào)查勘探過程中根據(jù)實際情況適當加大排列長度，對試驗段進行了試處理，得到高信噪比的地震時間剖面，進行了覆蓋次數(shù)的對比處理，在200ms，300ms，400ms左右，形成3組較強的反射波，可以滿足地震解釋的要求。

3三維地震勘探地質(zhì)成果

通過三維地震勘探，控制了主采煤層的形態(tài)，查明了主要構(gòu)造及發(fā)育規(guī)律，控制了主要煤層厚度變化趨勢。一井區(qū)原構(gòu)造展布方式是根據(jù)鉆孔資料及地面出露的地層資料，結(jié)合區(qū)域構(gòu)造規(guī)律推斷而來，斷層的性質(zhì)、產(chǎn)狀、落差及地層的走向、傾向、傾角等分析判斷均存在較大局限性。共組合斷層7條，全部為正斷層，斷層落差20～55m，走向NW30°左右，3條斷層傾向NE60°，4條斷層傾向NW60°，平行排列，斷層之間的間距由西往東依次為40m，170m，105m，220m，220m，470m，形成一系列的地塹、地壘、臺階式構(gòu)造。由于斷層落差大，無法跨越斷層布置正規(guī)工作面，致使采區(qū)難以設計。三維地震勘探成果否定了原斷層組合方式，對構(gòu)造方案進行了較大的修正。一井區(qū)解釋落差10m以上斷層11條。

4三維地震勘探效果驗證

根據(jù)三維地震勘探成果進行了采區(qū)設計，一井區(qū)回采了10102和10103工作面，掘進了10105工作面，掘進了大量巷道予以驗證(圖2);二井區(qū)完成了補充勘探，有鉆探工程予以驗證。

4.1煤層埋深驗證一井區(qū)1煤埋深絕對誤差為－10.8～+5.2m，相對誤差為－4.80%～+2.09%，只有A3點為正誤差，由于受斷層影響，其他點均為負誤差。二井區(qū)1煤底板標高絕對誤差為－8.37～+39.39m，相對誤差為－3.78%～+7.19%，3個鉆孔中為負誤差，其他8孔中為正誤差，BJ1304鉆孔由于斷層影響，誤差最大，達到+39.39m(表2)。

4.2斷層驗證一井區(qū)井巷工程及井下鉆探驗證斷層6條，斷層落差的誤差最大為5m，較為準確;斷層的平面位置擺動誤差為50～91m，誤差較大。F－12斷層延展長度誤差較大，F(xiàn)－13斷層實際揭露分岔為2條，探F9，F(xiàn)10斷層實則為1條;10102和10103工作面回采揭露5條落差1.1～5.7m的小斷層，三維地震勘探中沒有查出(表3)。二井區(qū)補充勘探驗證斷層5條，F(xiàn)J1305斷層落差的誤差最大為30m，B1101鉆孔未控制到F28斷層;斷層的平面位置擺動誤差為10～50.5m。

5結(jié)束語

(1)通過試驗研究，找出適用于勘探區(qū)不同巖性地層的激發(fā)方法，優(yōu)化設計采集參數(shù)和試驗方案，正確進行靜較正，保證了數(shù)據(jù)采集質(zhì)量和資料處理質(zhì)量，達到了三維地震勘探目的。(2)發(fā)耳煤礦三維地震勘探煤層埋深相對誤差一般小于4%，但局部絕對誤差較大;可基本控制落差大于10m的斷層，但對斷層落差、平面擺動位置控制誤差較大;對落差小于10m的斷層，控制程度差。(3)只要在充分踏勘、理論分析的基礎上，深入研究復雜的地形、地質(zhì)、物性條件，進行充分的井深、藥量、檢波器組合方式、觀測系統(tǒng)排列組合方式等試驗，找出適用于不同巖性地層，尤其在厚層石灰?guī)r出露條件下的激發(fā)方式;正確進行靜較正，提高數(shù)據(jù)采集質(zhì)量和資料處理質(zhì)量，三維地震勘探在復雜條件下同樣可以取得較好的效果。

作者：魏燧肖永洲單位：兗礦集團有限公司兗礦貴州能化有限公司