談數(shù)字高密度三維地震勘探設(shè)計(jì)優(yōu)化范文

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摘要:全數(shù)字高密度三維地震勘探是地震勘探的發(fā)展趨勢(shì)，由此設(shè)計(jì)優(yōu)化得到的數(shù)據(jù)資料采集腳印小、方位角和接收頻帶寬、覆蓋次數(shù)多、地質(zhì)信息豐富，真正實(shí)現(xiàn)了“三高”要求，為后續(xù)處理和解釋工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞:全數(shù)字高密度;地震勘探;采集腳印;三高

隨著礦方對(duì)地震勘探精度要求的持續(xù)提高，加上地表變化劇烈、深部域構(gòu)造逐步復(fù)雜、勘探深度越來越深，常規(guī)三維地震已無法滿足當(dāng)前地質(zhì)任務(wù)的需求，全數(shù)字高密度三維地震勘探技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生［1］。從施工前設(shè)計(jì)開始，根據(jù)地質(zhì)任務(wù)設(shè)定采集、處理和解釋三個(gè)階段完成目標(biāo)的底線，利用物探軟件進(jìn)行觀測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、質(zhì)量評(píng)價(jià)和量化監(jiān)控，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)從而取得最佳效果。全數(shù)字高密度三維地震勘探利用提高空間采樣率，降低面元尺度，提高覆蓋次數(shù)，數(shù)字檢波器全頻接收，全面提升了數(shù)據(jù)采集的原始質(zhì)量［2］。

1勘探區(qū)概況

為探明淮北某礦地質(zhì)構(gòu)造，進(jìn)一步查明煤層賦存狀況，決定采用全數(shù)字高密度三維地震勘探技術(shù)進(jìn)行勘探。本礦位于淮北煤田南部，屬于華北地層區(qū)魯西地層分區(qū)徐宿小區(qū)，本區(qū)地層為第四系沖、洪積層覆蓋［3］。區(qū)域內(nèi)對(duì)煤層成因有影響的主要地層由老到新層序?yàn)閵W陶系(O)、石炭系(C)、二疊系(P)、新近系(N)和第四系(Q)。區(qū)內(nèi)地表無基巖出露，均被厚層松散層所覆蓋，本礦含煤地層是石炭系、二疊系。石炭系所含煤層特別薄且發(fā)育不穩(wěn)定，為不可采煤層［4］。二疊系含煤地層自下而上為山西組、下石盒子組、上石盒子組［5］。淺部地層走向近南北，深部受斷層切割影響，走向變化較大，地層整體表現(xiàn)為東傾;礦井內(nèi)地層傾角變化較大，在5°～25°，次一級(jí)褶曲和斷裂構(gòu)造較發(fā)育［6］。可采煤層7層，32、82、10煤層是較穩(wěn)定煤層，且為礦井主要可采煤層，31、51、72、81煤為不穩(wěn)定煤層。10煤是穩(wěn)定主要可采煤層，賦存于山西組中部，上距鋁質(zhì)泥巖約55m，下距太原組一灰頂界面約60m。煤厚0～7．97m，平均2．74m，可采性指數(shù)0．84，變異系數(shù)38%(圖1)。

2系統(tǒng)設(shè)計(jì)

勘探區(qū)內(nèi)地層走向?yàn)榻媳毕颍饕獦?gòu)造的走向?yàn)榻鼥|西向，綜合考慮，測(cè)線方向沿垂直主構(gòu)造的方向布設(shè)，原因如下:(1)三維地震勘探以控制構(gòu)造為主，垂直斷層布設(shè)測(cè)線有利于斷層的探測(cè)。(2)勘探區(qū)東北部地層平緩，傾角較小(近水平)，從地層形態(tài)的角度來說，對(duì)測(cè)線布設(shè)方向的要求較小。(3)煤層與灰?guī)r露頭區(qū)雖傾向明顯，但使用全方位觀測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行三維地震采集時(shí)，很大程度上降低了測(cè)線布設(shè)方向?qū)τ诓杉Ч挠绊憽?/p>

2．1系統(tǒng)選擇

為確保深淺目的層的真實(shí)有效覆蓋次數(shù)達(dá)到要求，本次設(shè)計(jì)在灰?guī)r露頭區(qū)采用36L×4S×70T×2R×126次觀測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行全方位的三維地震采集;煤層淺部區(qū)域使用24L×4S×96T×1R×96次觀測(cè)系統(tǒng);中、深部采用24L×4S×112T×1R×84次觀測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行采集(表1)。

2．2方案分析

在灰?guī)r露頭區(qū)域采用70道/線，中點(diǎn)激發(fā)的方式進(jìn)行采集，該區(qū)域主要以灰?guī)r為主，同時(shí)將中煤組的露頭區(qū)域包含在內(nèi)，推測(cè)該區(qū)域奧灰深度200m～400m，采用70道中點(diǎn)激發(fā)可以滿足采集深度的要求，同時(shí)該區(qū)塊的橫縱比為1，是全方位角采集，各方向的地震信息比較齊全，有利于淺部目的層的地層和構(gòu)造屬性探測(cè)。在煤層淺部區(qū)域采用96道/線，中點(diǎn)激發(fā)的方式進(jìn)行采集，該區(qū)域10煤層埋深200m～500m，考慮到下覆灰?guī)r的深度將繼續(xù)加大，因此使用96道/線進(jìn)行接收，橫縱比為0．98，接近于1，基本為全方位角采集。在中、深部區(qū)域采用112道/線，中點(diǎn)激發(fā)方式進(jìn)行采集。根據(jù)實(shí)際情況可適當(dāng)加大接收排列。50°～120°方向上面元相對(duì)較多，測(cè)線垂直于地層和露頭走向布線時(shí)，對(duì)于露頭的識(shí)別更為精確;由于采集方位角較寬，另一個(gè)方向可以對(duì)構(gòu)造進(jìn)行較好的捕捉。另外可看出炮檢距與方位角綜合條件下的面元分布，有效面元主要集中在沿測(cè)線方向炮檢距300m～600m范圍內(nèi)。

3對(duì)比分析

如圖3(a)所示為常規(guī)三維地震得到的時(shí)間剖面，圖3(b)是全數(shù)字高密度三維地震得到的時(shí)間剖面，二者對(duì)比不難看出，全數(shù)字高密度三維地震獲得的數(shù)據(jù)資料信噪比更高、分辨率更強(qiáng)、保真度更好。勘探區(qū)淺部、中部和深部資料品質(zhì)兼顧得更全面，從而對(duì)后期的資料處理和構(gòu)造解釋尤其是小構(gòu)造的識(shí)別提供了很好的基礎(chǔ)。

4結(jié)論

由該礦區(qū)全數(shù)字高密度三維地震勘探可知，地震勘探的設(shè)計(jì)越來越精細(xì)，觀測(cè)系統(tǒng)要求越來越高，覆蓋次數(shù)越來越多。全數(shù)字高密度三維地震勘探是地震勘探的發(fā)展趨勢(shì)，由此設(shè)計(jì)得到的數(shù)據(jù)資料采集腳印小、方位角和接收頻帶寬、地質(zhì)信息豐富，真正實(shí)現(xiàn)了“三高”要求。

參考文獻(xiàn):

［1］馮浩．論地震勘探采集技術(shù)在石油勘探中的應(yīng)用［J］．中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2012，(13):159．

［2］楊臣明．全數(shù)字高密度煤礦采區(qū)三維地震技術(shù)研究與實(shí)踐［J］．中國(guó)煤炭地質(zhì)，2014，26(3):46－52．

［3］李濤，等．突水系數(shù)理論在桃園礦區(qū)的實(shí)踐［J］．礦業(yè)安全與環(huán)保，2010，37(1):75－77．

［4］袁素偉．淺析老龍灣井田含煤地層特征［J］．西部探礦工程，2016，(7):132－135．

［5］胡寶林，等．淮南煤田二疊系沉積相特征及其與烴源巖的關(guān)系［J］．煤田地質(zhì)與勘探，2017，45(6):1－6．

［6］高永彬，等．觀音堂礦區(qū)構(gòu)造特征及其對(duì)煤厚、開采的影響［J］．中州煤炭，2009，(7):30－32．技術(shù)應(yīng)用［J］．科技風(fēng)，2010，(6)．

［3］劉世杰．淺析煤礦井下機(jī)電安全技術(shù)管理［J］．科技致富向?qū)В?010，(20)．

作者：樹威 單位：王中煤科工集團(tuán)