煤層厚度的地震勘探論文范文

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1技術(shù)措施

1.1技術(shù)難點(diǎn)①煤層埋藏淺。井田東部有煤層在地面露頭，地震資料控制露頭難度大。②煤層多，煤層結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，煤層對比困難。③各煤層厚度變化大。

1.2二維與三維地震勘探方法根據(jù)該區(qū)普查、詳查階段的地質(zhì)成果，確定了該井田的先期開采塊段。由于較大炮檢距的地震資料難以得到埋藏較淺目的層的資料，依據(jù)經(jīng)濟(jì)合理的原則，將先期開采塊段劃分為二維區(qū)和三維區(qū)，二維區(qū)采用小道距、小炮距的觀測系統(tǒng)，重點(diǎn)控制淺部地層傾角和煤層露頭；三維區(qū)采用8線8炮、小CDP網(wǎng)格的觀測系統(tǒng)，重點(diǎn)解決煤層結(jié)構(gòu)問題。

1.3觀測系統(tǒng)根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合該區(qū)大部目的層埋藏較淺的特點(diǎn)，經(jīng)理論分析計(jì)算，確定三維區(qū)采用束狀8線8炮制中點(diǎn)發(fā)炮、16次覆蓋的觀測系統(tǒng)進(jìn)行施工。檢波點(diǎn)網(wǎng)格10m(縱向)×40m(橫向)；炮線網(wǎng)格為20m(橫向)×40~80m(縱向)；CDP間隔為5m×10m。二維采用4m炮距，2m道距，30次覆蓋的觀測系統(tǒng)。

1.4數(shù)據(jù)采集①激發(fā)。戈壁鉆機(jī)成孔，藥量1kg。燜孔激發(fā)以提高激發(fā)能量的有效利用率。采用高速聚能炸藥激發(fā)，提高炸藥與激發(fā)巖性的耦合性能。②接收。采用4個(gè)40Hz檢波器2串2并組合，“蹲點(diǎn)”插置。③儀器。采用法國SESERL公司生產(chǎn)的428XL遙測多道數(shù)字地震儀。④現(xiàn)場處理與監(jiān)測。利用Blade2000工作站進(jìn)行現(xiàn)場處理，對試驗(yàn)單炮進(jìn)行現(xiàn)場頻譜分析，用于指導(dǎo)施工參數(shù)選擇以便更好的提高分辨率。根據(jù)處理結(jié)果進(jìn)行現(xiàn)場解釋分析，及時(shí)消除采集中影響單炮質(zhì)量的各種影響因素。現(xiàn)場配備專人記錄戈壁成孔鉆機(jī)見煤情況，彌補(bǔ)了地震資料控制淺部困難的不足，使煤層露頭控制更為準(zhǔn)確。

1.5資料處理重點(diǎn)做好靜校正的同時(shí)進(jìn)行了分頻處理，在保證較寬的頻帶情況下對高頻能量進(jìn)行提升，較好的提高了分辨率與反射波的連續(xù)性。為煤厚解釋提供了高質(zhì)量的資料。

1.6波阻抗反演要正確解釋地震資料，還原各種地質(zhì)現(xiàn)象，煤層反射波的標(biāo)定非常關(guān)鍵。首先根據(jù)測井?dāng)?shù)據(jù)得到合成記錄，在時(shí)間剖面上以合成記錄為依據(jù)進(jìn)行煤層宏觀結(jié)構(gòu)的初步解釋。然后以測井?dāng)?shù)據(jù)約束地震數(shù)據(jù)進(jìn)行波動方程波阻抗反演，反演的波阻抗具有了鉆孔資料相近的高分辨特性，較時(shí)間剖面更具有高分辨率。圖1是利用反演資料解釋煤層分叉合并邊界與煤層夾矸的實(shí)例。波阻抗反演剖面清晰反映了煤層的分叉合并、煤層的厚度變化等現(xiàn)象。經(jīng)后期鉆孔驗(yàn)證（紅色箭頭位置夾矸厚度1.15m）根據(jù)時(shí)間剖面與波阻抗反演剖面可以圈定分叉合并邊界是切實(shí)可行的。

2解決的地質(zhì)問題及地質(zhì)成果

2.1煤層劃分奧塔北區(qū)西山窯組（B組）煤層較多，煤層厚度變化較大，單靠鉆探與測井資料難以確定各煤層的關(guān)系，如何對煤層進(jìn)行正確劃分非常重要，該區(qū)在進(jìn)行地震勘探特別是三維地震勘探后，各個(gè)孤立的鉆孔通過時(shí)間剖面聯(lián)系起來，通過正反演等標(biāo)定，各反射波與煤層對應(yīng)關(guān)系明確，各種地質(zhì)現(xiàn)象反映清晰，使煤層對比變得明朗。首先，根據(jù)鉆探及測井資料將B組煤層劃分為3大層，然后根據(jù)地震資料對各個(gè)鉆孔之間的煤層關(guān)系進(jìn)行確認(rèn)。由于時(shí)間剖面上同一可采煤層的相位是連續(xù)的，利于對比追蹤，可以提高煤層對比的精度。

2.2確定分叉合并邊界在三維地震勘探之前，通過鉆探與測井成果結(jié)合二維地震資料對比煤層，圖2A與圖2B中鉆孔小柱狀顯示兩孔煤層厚度及結(jié)構(gòu)均發(fā)生了較為明顯的變化，二維時(shí)間剖面T23反射波變?nèi)酰cT22s反射波間距變小，與鉆探、測井資料綜合定案為B23煤層在ZK405孔沉積缺失；圖2B中鉆探與測井資料定案為B23煤層在ZKJ401孔沉積缺失，而三維地震勘探成果可以清晰地反映出兩層煤之間夾矸變薄，煤層合并。在三維數(shù)據(jù)體上對各煤層反射波進(jìn)行追蹤對比，并對部分測線進(jìn)行波阻抗反演，最終確定了兩煤層的的分叉合并邊界。實(shí)際資料表明經(jīng)全三維偏移的數(shù)據(jù)體較二維地震資料具有更高的分辨率。

2.3圈定火燒區(qū)由于煤層在被火燒之后與圍巖的物性差異變小，火燒區(qū)在時(shí)間剖面上的特征表現(xiàn)為煤層反射波變?nèi)趸螂s亂無章（圖3）。根據(jù)時(shí)間剖面上同相軸的變化圈出火燒區(qū)范圍。

2.4控制煤層厚度奧塔北區(qū)煤層厚度變化較大，各煤層間距變化也較大，僅B21煤層頂、底板反射波能分開，煤層厚度的解釋是根據(jù)煤層反射波與鉆孔揭露情況分塊段進(jìn)行的。對于煤層間距小、地震資料無法分開的區(qū)域采用鉆探資料外推的方法；時(shí)間剖面顯示良好的區(qū)域采用鉆探與地震資料相結(jié)合的方法控制各煤層厚度。煤層厚度較大的煤層根據(jù)煤層頂、底板反射波的時(shí)差變化（圖4A）與鉆孔煤層厚度的對應(yīng)關(guān)系制作層速度平面，對煤層厚度進(jìn)行量化計(jì)算。對于薄煤層區(qū)采用提取煤層反射波的相對振幅進(jìn)行煤層厚度解釋。圖4A中最上邊一層煤B22的反射波由左到右由強(qiáng)變?nèi)踔饾u消失，說明煤層厚度由厚變薄（圖4B、C）。

2.5圈定煤層沉積缺失范圍根據(jù)合成記錄確定的各煤層反射波對比煤層，根據(jù)反射波的能量強(qiáng)弱、連續(xù)性圈定了各煤層的沉缺范圍（圖4）。

2.6控制煤層露頭常規(guī)二維地震勘探難以得到很淺煤層的反射波（圖5A）；三維勘探雖采用5m×10m小CDP網(wǎng)格，20×40m的炮點(diǎn)網(wǎng)格，淺層反射波仍難以得到（如圖5B）；露頭區(qū)附近采用小道距（2m）、小炮距（4m）的二維地震方法，使有效波得以從100ms提高至35ms（圖5C），測區(qū)東部解釋的煤層露頭位置是由小道距二維時(shí)間剖面、地震施工時(shí)地震成孔鉆機(jī)見煤位置與鉆探、槽探結(jié)果確定的，可靠程度較高。

3結(jié)語

有針對性地選擇適合的地震勘探方法是獲取高品質(zhì)資料的保證。奧塔北區(qū)地震勘探選用二維與三維相結(jié)合的地震方法，解決了煤層的結(jié)構(gòu)與厚度等地質(zhì)問題，對進(jìn)行礦井設(shè)計(jì)、開采工藝的選擇、提高煤層的回采率具有至關(guān)重要的作用，既減少了設(shè)計(jì)的盲目性，也減少了廢巷等造成的損失，節(jié)約了人力、物力、財(cái)力及時(shí)間成本。為礦井安全與高效生產(chǎn)提供了可靠技術(shù)支撐和地質(zhì)保障。

作者：王松杰單位：山東省煤田地質(zhì)局物探測量隊(duì)