地震勘探資料精細(xì)解釋技術(shù)研究范文

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三維地震勘探技術(shù)在煤田地質(zhì)勘探中有良好應(yīng)用效果，逐漸成為中國(guó)地質(zhì)勘探的重要技術(shù)之一，在各行各業(yè)中發(fā)揮著重要作用。但隨著采煤技術(shù)不斷發(fā)展，煤田地質(zhì)勘探對(duì)于地震勘探技術(shù)要求不斷提高，要求三維地震勘探資料必須具備豐富的信息及數(shù)據(jù)支持，因此，常規(guī)三維地震解釋方法已很難適應(yīng)快速發(fā)展的煤礦行業(yè)，必須加強(qiáng)三維地震勘探的精細(xì)解釋技術(shù)，保證煤礦開采準(zhǔn)確性。

1三維地震勘探技術(shù)簡(jiǎn)述

三維地震勘探技術(shù)是綜合物理、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)等學(xué)科為一體的應(yīng)用技術(shù)，通過(guò)三維地震勘探技術(shù)的應(yīng)用，能使勘探區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)更加清晰、勘測(cè)位置更加準(zhǔn)確，為石油、天然氣、煤炭等能源的開采和探測(cè)提供了技術(shù)支持，并發(fā)揮著積極作用。通過(guò)三維地震勘探資料的分析利用，能了解煤層的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、空間賦存等情況，提高采礦設(shè)計(jì)準(zhǔn)確性和科學(xué)性，提高煤礦作業(yè)安全性。通過(guò)對(duì)研究區(qū)進(jìn)行三維地震勘探，獲取地震數(shù)據(jù)體如圖1，通過(guò)圖1能詳細(xì)看出，勘探區(qū)內(nèi)煤層的起伏狀態(tài)及斷層處煤層變化的情況。對(duì)地震勘探資料進(jìn)行了精細(xì)解釋，并通過(guò)獲取的三維數(shù)據(jù)體進(jìn)行了全方位地質(zhì)結(jié)構(gòu)分析，加強(qiáng)了研究區(qū)地質(zhì)情況的科學(xué)分析，提高了采礦設(shè)計(jì)的合理性和安全性。

2三維地震勘探資料解釋新方法原理

2.1小波變換20世紀(jì)80年代，小波分析逐漸發(fā)展起來(lái)，從最開始的處理數(shù)字信號(hào)到地震數(shù)據(jù)處理，形成了科學(xué)系統(tǒng)的理論成果，在石油、煤礦勘探中有廣闊發(fā)展前景，取得了良好的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)價(jià)值。經(jīng)過(guò)多年研究實(shí)踐，小波分析在圖像處理和故障診斷方面有了重大技術(shù)突破，通過(guò)小波變化可將任意一種信號(hào)映射到通過(guò)伸縮和平移方式形成的小波函數(shù)中，實(shí)現(xiàn)信號(hào)實(shí)時(shí)分離，且能保證數(shù)據(jù)的完整性和科學(xué)性。小波變換功能的實(shí)現(xiàn)，提高了機(jī)械設(shè)備頻率分析和故障排除，提高了信號(hào)穩(wěn)定性，提高了機(jī)械設(shè)備工作效率。傳統(tǒng)信號(hào)分析主要方法是Fourier變換（傅立葉變換是一種分析信號(hào)的方法，它可分析信號(hào)的成分，也可用這些成分合成信號(hào)。許多波形可作為信號(hào)的成分，比如正弦波、方波、鋸齒波等，傅立葉變換用正弦波作為信號(hào)的成分），它屬于全局變換分析，具有信號(hào)不穩(wěn)定、局部分析能力弱的缺陷，為解決信號(hào)穩(wěn)定性問(wèn)題，人們?cè)贔ourier分析的基礎(chǔ)上，發(fā)展出能滿足信號(hào)平穩(wěn)性要求的新的信號(hào)分析理論，包括短時(shí)Fourier變換、時(shí)頻分析、小波變換等分析方法[2]。其中，短時(shí)Fourier變換采用固定的短時(shí)函數(shù)，其信號(hào)分辨率較為單一，具有嚴(yán)重使用缺陷。小波變換是Fourier分析、調(diào)和分析等技術(shù)的結(jié)合體，是一種局部時(shí)頻分析法，能在時(shí)間和頻域變換中獲取有效信息，克服了傳統(tǒng)信號(hào)分析理論的不穩(wěn)定性和局部分析缺陷，提高了信號(hào)對(duì)局部地區(qū)的反應(yīng)能力。在實(shí)際三維地震勘探中，重點(diǎn)觀察部分是地震信號(hào)局部范圍內(nèi)的特征。運(yùn)用小波分析時(shí)，其窗口大小不發(fā)生變化，形狀可根據(jù)用戶要求自行調(diào)節(jié)變化，通過(guò)不斷伸縮和平移，實(shí)現(xiàn)勘測(cè)信號(hào)精細(xì)分析，無(wú)論是處于低頻部分或是高頻部分，都能清晰顯示出局部范圍內(nèi)的時(shí)頻特征[3]。由于小波分析的精確性和高分辨率，被廣泛應(yīng)用于信號(hào)處理、圖像處理和語(yǔ)音處理等學(xué)科領(lǐng)域。同時(shí)，利用小波變化，針對(duì)三維地震資料，編制出科學(xué)的計(jì)算機(jī)程序，提高三維地震勘探資料的精細(xì)化處理，提高地震勘探資料質(zhì)量[4]。

2.2三維數(shù)據(jù)體屬性分析與圖象分析三維數(shù)據(jù)體屬性分析是根據(jù)三維地震一步法偏移的數(shù)據(jù)為依據(jù)，利用可視化解釋軟件為操作平臺(tái)，提取相關(guān)地震參數(shù)，利用三維地震勘探數(shù)據(jù)信息，結(jié)合圖像處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)三維地震勘探圖高分辨率，從而實(shí)現(xiàn)煤炭礦區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)精細(xì)解釋。三維地震勘探中地震層拉平剖面與平衡剖面相似，通過(guò)層拉平后的三維地震數(shù)據(jù)，能有效消除局部斷代層對(duì)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的影響，并將煤層反射波波組拉平，能提高地震層位的可靠性和科學(xué)性，如圖2所示。同時(shí)，通過(guò)觀察，可了解到不同層位在不同時(shí)間的結(jié)構(gòu)變化，對(duì)斷層結(jié)構(gòu)的展示更加具體，為三維地震勘探資料精細(xì)解釋提供了良好技術(shù)支持[5]。圖2水平切片圖三維立體顯示能通過(guò)不同角度和不同顏色更加直觀地展現(xiàn)出地質(zhì)結(jié)構(gòu)的形態(tài)，具有較高靈活性和可操作性，且能及時(shí)準(zhǔn)確反映出勘探區(qū)周圍地質(zhì)結(jié)構(gòu)變化，提高了對(duì)勘探區(qū)地質(zhì)狀態(tài)的動(dòng)態(tài)了解，豐富了勘探區(qū)的地震數(shù)據(jù)和資料，提高了三維地震勘探資料精細(xì)解釋。

2.3方差體解釋三維地震數(shù)據(jù)體能準(zhǔn)確反映規(guī)則網(wǎng)格反射情況。當(dāng)斷層或局部地層變化連續(xù)性較差時(shí)，三維地震數(shù)據(jù)體反映出規(guī)則網(wǎng)格的反射情況出現(xiàn)一些偏差，地震反射道與周圍所反射出的數(shù)據(jù)出現(xiàn)差異，通過(guò)地震道之間的差異檢測(cè)，能檢測(cè)出斷層和不連續(xù)變化的信息。方差體技術(shù)是求得所有數(shù)據(jù)體樣點(diǎn)的方差值，通過(guò)周圍地震道時(shí)窗中的所有樣點(diǎn)計(jì)算出平均主值的方差，最后加權(quán)歸一化計(jì)算出方差值。方差體參數(shù)的選取理論上主要有以下原則：根據(jù)所要預(yù)測(cè)的斷層走向選擇加法模式或乘法模式。乘法模式的計(jì)算結(jié)果不受預(yù)測(cè)斷層走向的影響，效果較好，但參與運(yùn)算的數(shù)據(jù)量大，運(yùn)算速度較慢。而加法模式由于只是主線和聯(lián)絡(luò)線方向的數(shù)據(jù)參與運(yùn)算，因此對(duì)走向既不垂直于主線又不垂直于聯(lián)絡(luò)線的斷層效果相對(duì)差一點(diǎn)[6]。所以，在預(yù)測(cè)斷層走向與主線或聯(lián)絡(luò)線的問(wèn)題時(shí)，可利用加法模式，提高運(yùn)算準(zhǔn)確度。其中，必須嚴(yán)格根據(jù)預(yù)測(cè)體大小決定運(yùn)算所需參數(shù)，當(dāng)預(yù)測(cè)體為大斷層時(shí)，可選擇大參數(shù)，相反，小斷層應(yīng)選擇相對(duì)較小的參數(shù)，提高運(yùn)算參數(shù)準(zhǔn)確計(jì)算，否則會(huì)影響結(jié)果精確性。另外，在選擇計(jì)算時(shí)窗時(shí)，根據(jù)地層傾角大小，選用適當(dāng)比例的時(shí)窗，如果地層傾角較大，應(yīng)選擇大比例時(shí)窗，相反，選擇比例較小時(shí)窗，結(jié)合實(shí)際提高參數(shù)準(zhǔn)確性，降低對(duì)方差體技術(shù)的人為因素干擾，提高方差體解釋的科學(xué)性和準(zhǔn)確性。

3結(jié)語(yǔ)

三維地震勘探技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，提高了地震勘探的科學(xué)性和準(zhǔn)確性，為中國(guó)采礦行業(yè)提供了良好技術(shù)支持和理論支撐，提高其經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。三維地震勘探技術(shù)利用可視化解釋軟件的操作平臺(tái)，結(jié)合先進(jìn)圖像數(shù)據(jù)處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了三維數(shù)據(jù)體的精細(xì)解釋，更加直觀地展示了勘探區(qū)周圍地質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化，豐富了中國(guó)三維地震勘探資料精細(xì)解釋的準(zhǔn)確性和完整性。

作者：鄭慶生 單位：山西省煤炭工業(yè)廳煤炭資源地質(zhì)局