許京豐等

【摘 要】本文采用三維地震數(shù)據(jù)體的精細(xì)解釋技術(shù)、煤層速度和厚度反演技術(shù)，使三維地震資料成果能反映更加接近于實(shí)際的地質(zhì)構(gòu)造，特別是巖漿巖對(duì)煤層的破壞程度及破壞范圍的控制程度有較大的提高。

【關(guān)鍵詞】三維地震；高分辨率；信噪比；巖漿巖

肥城礦業(yè)集團(tuán)楊營(yíng)煤礦在2005年已完成三維地震勘探工作，但勘探地質(zhì)成果精度不高，按照“高分辨率、高保真度、高信噪比”的原則，采用疊前時(shí)間偏移等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了再處理，獲得了高質(zhì)量的三維地震數(shù)據(jù)體。

1 原地震資料情況分析

1.1 地震數(shù)據(jù)采集

勘探區(qū)內(nèi)地勢(shì)平坦，村莊密集，新近系厚度500m左右，觀測(cè)系統(tǒng)采用8線10炮、48道中間發(fā)炮（道距20m）、10m×10m網(wǎng)格、24次覆蓋的觀測(cè)系統(tǒng)。使用SUMMIT多道數(shù)字地震儀完成勘探面積12.76km2，三維地震線束28束，物理點(diǎn)11893個(gè)。

1.2 原地震資料處理存在的問題

本區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動(dòng)劇烈，斷層發(fā)育，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，由于受當(dāng)時(shí)資料處理方法、條件的限制，復(fù)雜構(gòu)造處資料成像精度不高，斷層斷點(diǎn)不清，煤層成像不佳。受巖漿巖侵蝕的影響，煤層變質(zhì)為天然焦和無(wú)煙煤，致使其反射波能量變?nèi)酰旁氡冉档汀?/p>

2 三維地震資料高分辨率再處理

2.1 資料處理的關(guān)鍵技術(shù)

2.1.1 野外靜校正

野外靜校正是地震資料處理中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。由于地表高程及地表低（降）速帶厚度、速度存在橫向變化使得由此產(chǎn)生的地震波旅行時(shí)差會(huì)對(duì)信號(hào)的疊加效果產(chǎn)生一定的不利影響，致使反射波同相軸信噪比下降、頻率降低，它直接影響疊加效果，決定疊加剖面的信噪比和垂向分辨率，同時(shí)又影響疊加速度分析的質(zhì)量。應(yīng)用合適的靜校正模塊和參數(shù)，可以消除這種時(shí)差，確保疊加剖面的質(zhì)量。

2.1.2 三維高精度速度分析

為控制三維的構(gòu)造形態(tài)，行了三次速度分析，第一次速度分析用于求取第一次剩余靜校正量，第二次速度分析用于求取第二次剩余靜校正量，第三次速度分析是在三維疊前偏移之后求取。

2.1.3 三維地表一致性剩余靜校正

自動(dòng)剩余靜校正可以消除記錄中存在的高頻剩余靜校正量，剩余靜校正和速度分析是一個(gè)反復(fù)迭代的過程，在本次資料處理過程先后進(jìn)行了三次，自動(dòng)剩余靜校正后有效波同相軸連續(xù)性明顯提高，剖面質(zhì)量得到了明顯改善。

2.1.4 優(yōu)勢(shì)頻帶譜拓展技術(shù)

疊前采用了優(yōu)勢(shì)頻帶約束譜拓展技術(shù)，使剖面低頻及高頻信號(hào)均得到補(bǔ)償，頻帶得到展寬。處理的成果剖面分辨率高，波組特征清晰，使各煤層都能達(dá)到最佳成像效果。

2.1.5 疊前時(shí)間偏移處理技術(shù)

對(duì)三維地震數(shù)據(jù)體進(jìn)行疊前時(shí)間偏移處理，使地質(zhì)特征更豐富清楚，斷層斷點(diǎn)更可靠，剖面上反映的各煤系地層關(guān)系更清楚；保真度、信噪比均得到提高，煤層等巖性信息更加清楚；偏移歸位更準(zhǔn)確，構(gòu)造特征更清晰。

2.2 三維資料處理結(jié)果質(zhì)量評(píng)述

本次地震數(shù)據(jù)處理的三維疊前時(shí)間偏移數(shù)據(jù)體，網(wǎng)度為5m×5m ×1ms。評(píng)價(jià)測(cè)線270條，總剖面長(zhǎng)度為389.45km，評(píng)價(jià)面積12.76km2，Ⅰ+Ⅱ類剖面占92.55%。經(jīng)過本次三維地震數(shù)據(jù)再處理，獲得了較為真實(shí)地反映構(gòu)造特征的高分辨率三維地震數(shù)據(jù)體。

3 高分辨率三維地震反演與綜合解釋

3.1 煤層速度反演

由于巖漿巖的侵入、煤層厚度沉積不穩(wěn)定等因素的影響，各向異性特征較強(qiáng)，速度橫向變化大，常規(guī)速度譜分析方法偏離了這個(gè)條件。同時(shí)，疊加速度精度較低，可靠性較差。因此采用了沿層速度反演技術(shù)方法。反演結(jié)果為：煤層速度變化具有一定的趨勢(shì)規(guī)律，當(dāng)煤層缺失、巖漿巖侵入時(shí)，煤層速度變高；巖漿巖侵入煤系地層時(shí)，越接近3煤層，其速度越高。利用煤層速度的變化區(qū)帶刻畫，研究巖漿巖對(duì)3煤層的影響程度。

3.2 煤層厚度反演

煤層厚度的變化與煤層反射波振幅（或能量）、地震波主頻（或帶寬）等地球物理特征參數(shù)有關(guān)，這是進(jìn)行煤層厚度預(yù)測(cè)的理論基礎(chǔ)。通過煤層厚度反演，3煤層厚度變化較大、煤層沉積不穩(wěn)定，后期巖漿巖侵入，致使煤層厚度變化更加劇烈。

3.3 三維地震資料精細(xì)解釋

利用三維地震數(shù)據(jù)再處理后得到的高密度三維數(shù)據(jù)體（5m×5m×0.5ms），采用層位自動(dòng)追蹤、任意方向時(shí)間剖面閉合、水平切片斷點(diǎn)分析、斷層立體追蹤、圖形縮放、不同方式顯示等手段，對(duì)新生界底界面和3煤層的斷層、褶曲、厚度變化趨勢(shì)、煤層沖刷、煤層剝蝕、煤層被巖漿侵蝕（變焦）進(jìn)行了精細(xì)釋。

4 地震地質(zhì)成果

4.1 地質(zhì)構(gòu)造

褶曲與原三維地震成果基本一致，總體為一向北傾伏的單斜構(gòu)造，局部發(fā)育著次一級(jí)褶曲，南部有3煤層隱伏露頭出露，在3煤層露頭附近傾角較陡，達(dá)25°，北部地層傾角較緩。煤層形態(tài)已被5×5m網(wǎng)格的三維地震資料和500×500～1000m鉆孔網(wǎng)的鉆探資料嚴(yán)密控制。

本次解釋斷層與原斷層基本一致的有17條，修正斷層有23條，否定的斷層有10條，本次新發(fā)現(xiàn)斷層115條，其中落差5m（含5m）以上斷層62條，落差小于5m斷層53條。

4.2 沖刷及巖漿巖侵蝕

根據(jù)T3波及其反射波組之間的特征，沖刷區(qū)同相軸能量變?nèi)?、連續(xù)性變差，由于煤層變薄，屏蔽作用變?nèi)?，下組煤層反射波能量變強(qiáng)、連續(xù)性變好；巖漿巖的解釋依據(jù)是鉆孔及巷道實(shí)際資料，在3煤層同相軸上表現(xiàn)為同相軸雜亂。解釋有18處3煤層被沖刷變薄，其中修正了原來(lái)6處沖刷區(qū)，新解釋12處沖刷區(qū)；解釋26處巖漿巖侵蝕3煤層區(qū)域，其中修正了原來(lái)4處巖漿巖侵蝕區(qū)，新解釋了22處巖漿巖侵蝕區(qū)。

4.3 煤層露頭

3煤層的底板起伏形態(tài)，在整個(gè)三維區(qū)被5×5m網(wǎng)格的地震資料、500m×1000m的鉆孔網(wǎng)及巷道揭露資料嚴(yán)格控制。三維地震重新解釋露頭線（剝蝕邊界）與原三維地震解釋露頭線相比往南移動(dòng)27～110m之間。

4.4 煤層厚度

為了評(píng)價(jià)本次3煤層厚度反演的可靠性，利用采區(qū)已知鉆孔（29個(gè)）對(duì)3煤層厚度反演結(jié)果進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，其中，誤差小于0.5m的21個(gè)，占72%，誤差小于0.5m的8個(gè)，占28%，最大誤差為2.55m（2009-3孔巖漿巖侵入變焦）。

5 結(jié)論

（1）三維地震資料的再處理是在保證“三高”的前提下，拓寬地震信號(hào)的有效帶寬，獲得了較為真實(shí)地反映勘探區(qū)內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造特征的高分辨率三維地震數(shù)據(jù)體，為地震地質(zhì)解釋打下了良好的基礎(chǔ)。

（2）利用巖漿巖與煤層的物性（包括波阻抗、速度和密度）差異解決了巖漿巖侵入煤層邊界問題。利用煤層速度和煤層厚度反演工作對(duì)3煤層厚度進(jìn)行定量解釋，以解釋3煤層厚度變化情況替代了解釋煤層受巖漿巖、沖刷等現(xiàn)象。

（3）采用了疊前偏移和高分辨等處理手段，時(shí)間剖面分辨率有很大提高，斷層顯示更清楚可靠，位置更準(zhǔn)確，構(gòu)造查明的程度有所提高。

（4）沖刷和巖漿巖侵入對(duì)煤層造成的破壞是依據(jù)高分辨率處理后反演資料及其屬性資料解釋的，具有一定多解性；3煤層有分叉合并區(qū)，分叉區(qū)內(nèi)夾矸較薄，夾矸的物理特性與煤層相似，煤層的厚度定量分析還需要進(jìn)一步確定。

[責(zé)任編輯：周娜]