三維地震資料解釋技術(shù)

1、概 述

三維地震勘探是一門新興的地質(zhì)勘探技術(shù)。由于三維地震勘探的信息量大，分辨率高，識別地質(zhì)體的能力強，解釋的準(zhǔn)確性高，因此常用于煤礦開采時的精細構(gòu)造解釋。

在煤礦開采中，常常需要查明煤系地層中落差大于5m的斷層及落差大于3m的斷點。要利用三維地震勘探解決這一構(gòu)造問題，除了深入研究高精度的采集、高分辨的處理外，還必須加強三維地震資料的精細解釋。

煤田三維地震資料解釋的基本工作流程如下:

a.通過時間切片，鉛垂剖面電影、動態(tài)觀察構(gòu)造形態(tài)變化;

b.利用人工合成記錄、連井剖面對比，標(biāo)定反射層位;

c.采用手動識取、自動追蹤，進行層位對比解釋;

d.借助時間切片，勾劃斷層的走向和分布狀況;

e.通過斷層剖面解釋，確定斷點，

f.利用時間切片與鉛垂剖面結(jié)合，進行斷面閉合。

g.依據(jù)解釋層位和斷層數(shù)據(jù)，繪制等時圖;

h.進行時深轉(zhuǎn)換，繪制底板等高線圖。

本文將結(jié)合內(nèi)蒙古東部某區(qū)的三維地震資料，介紹三維地震資料精細構(gòu)造解釋技術(shù)。

本次三維地震解釋的數(shù)據(jù)體是經(jīng)過全三維處理后得到的偏移地震數(shù)據(jù)體(圖1)，cDP間距為5m×5m，采樣間隔為O.5ms。數(shù)據(jù)體密度較大，具有較高的信噪比和分辨率了，有助于資料的精細解釋。

2、時間切片解釋

時間切片是沿三維數(shù)據(jù)體的給定時間進行切割得到的平面，時間切片顯示了三維數(shù)據(jù)體在相應(yīng)時間上所有地震反射同相軸和噪聲的情況，同相軸的寬度是反射波頻率和地層傾角的綜合反映，隨著頻率增加和傾角增大，同相軸變窄，在排除頻率的影響時，同相軸寬度的變化，代表了地層的傾角變化。

時間切片的解釋主要包括同相軸的追蹤對比和斷層識別。

2.1 同相軸的追蹤對比

利用系列時間切片上同相軸的平面分布情況和相互關(guān)系以及寬度變化，了解構(gòu)造延伸方向、分布范圍和反射層傾角變化等地質(zhì)構(gòu)造特征。從本區(qū)225ms的時間切片(圖2)上可以判斷，13-1煤層從東向西總體構(gòu)造形態(tài)為一單斜構(gòu)造。

2.2 斷層識別

斷層在時間切片的識別標(biāo)志主要為:

1.反射層同相軸中斷;

2.反射層同相軸錯斷，

3.反射層同相軸走向突變;

4.反射層同相軸出現(xiàn)零亂，可能是小斷層引起的;

5.反射層同相軸有規(guī)律地異常扭曲，是小斷層的反映。

3、剖面解釋

地震剖面解釋是利用記錄上有效波的同相性、振幅強度、波形、波組特征、時差等綜合對比來實現(xiàn)的。地震剖面解釋的重點是層位對比和斷點與斷面的解釋。

3.1 層位標(biāo)定與對比

層位標(biāo)定是地震資料構(gòu)造解釋的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。一般地，使用人工合成記錄通過單井層位標(biāo)定和連井地震剖面的多井層位標(biāo)定，可以建立準(zhǔn)確的井層關(guān)系。圖3為標(biāo)定出的反射波與煤層的對應(yīng)關(guān)系。

在利用過井剖面和一定網(wǎng)度的縱橫剖面確定出某一反射波解釋的基干剖面后，便可利用解釋系統(tǒng)中的自動追蹤功能進行全區(qū)的自動層位追蹤。為保證全區(qū)層位追蹤的質(zhì)量，對信噪比較低或斷層處的地震資料在自動追蹤中出現(xiàn)的解釋錯誤還需要進行局部的檢查和修改。

3.2 斷層解釋

煤礦對斷層解釋的要求是，查明落差大于或等于5m的斷層，且在平面上的擺動誤差小于15m。準(zhǔn)確確定斷點位置和斷點形態(tài)是實現(xiàn)上述要求的重要保證。

3.2.1 斷點解釋

斷點在時間剖面上表現(xiàn)為:反射波同相軸錯斷，相位突變，強相位轉(zhuǎn)換，繞射波的出現(xiàn)。利用解釋系統(tǒng)的多種圖形顯示功能如拖拉窗對比、椅狀剖面對比、不同比例放大、不同顯示類型剖面、縱橫測線對比，將有助于觀察斷層細節(jié)。在層位解釋時，為確定逆掩斷層的斷點平面位置，在逆掩斷層處按地震測線的單雙線編號對比上下盤，單號線對逆掩斷層的下盤，雙號線對逆掩斷層的上盤，這樣不但使重疊的層位能夠分開，而且還可以通過所有單雙號地震剖面的斷點位置，區(qū)分出斷層上下盤在平面上的位置。

3.2.2 斷面解釋原則

一般來說，在偏移后的三維數(shù)據(jù)體上解釋出的斷層面應(yīng)為一光滑曲面。將地震剖面與時間切片相結(jié)合，通過相互檢查。相互驗證，不斷修改，可以實現(xiàn)斷層面閉合。

4、構(gòu)造成圈

4.1 遇逆掩斷層等值線圖的繪制

目前的繪圖系統(tǒng)還沒有直接繪制逆掩斷層等值線圖的功能，所以采取了對上下盤分開作圖再合并編輯的辦法實現(xiàn)逆掩斷層等值線圈的繪制，具體作圖過程如下:

4.1.1 利用獲得的單雙線號的層位數(shù)據(jù)，分別做上下盤等值線圈;

4.1.2 利用繪圖系統(tǒng)的圖集疊合功能，將已形成的兩張等值線圖疊合.形成一張包括上下盤的新等值線圖。

4.1.3 對逆掩斷層上下盤附近的等值線進行適當(dāng)編輯，得出最終反映逆掩斷層上下盤的等值線圖。

4.2 時深轉(zhuǎn)換

利用地震資料解釋直接得到的結(jié)果是時間域的層位數(shù)據(jù)，而最終成果是深度域的層位數(shù)據(jù)。這兩種數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn)換是通過速度實現(xiàn)的，因此如何建立好速度場就成為時深轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵。本區(qū)的鉆孔比較多，且全區(qū)分布比較均勻，因此可以從已知鉆孔出發(fā)，求得每個鉆孔相應(yīng)層位的平均速度，對這些速度數(shù)據(jù)進行網(wǎng)格化，得到與層位時間數(shù)據(jù)網(wǎng)格對應(yīng)的速度網(wǎng)格數(shù)據(jù)。對這個速度網(wǎng)格數(shù)據(jù)進行等值線作圖，就得到了某一層位的平均速度圖。速度圖求出后，利用繪圖系統(tǒng)中的運算功能，便可實現(xiàn)等時線圖到底板等高線圖的轉(zhuǎn)化。

5、三維解釋結(jié)果

圖4顯示了本區(qū)三維解釋結(jié)果，從圖中可以發(fā)現(xiàn)，

5.1 三維解釋出的整體構(gòu)造形態(tài)清晰。顯示的褶曲構(gòu)造更細，

5.2 本次三維地震勘探解釋出的斷層總計36條，其中落差大于10m的斷層18條，落差在1Om與5m之間的斷層有9條。落差小于5m的斷層有9條。而以前二維解釋出的斷層僅有3條，落差均大于1Om，且位置與二維也有所不同。這說明三維地震勘探在解決小構(gòu)造、小斷層方面，比二維地震勘探更加真實、全面、可靠。

結(jié)束語

在物性條件較好的地區(qū)，使用本文所述的三維地震解釋工作流程，解決煤層落差5m的斷層是完全可能的。由于三維地震勘探的解釋精度高，地質(zhì)效果顯著，因此在煤田地質(zhì)勘探中將會發(fā)揮越來越重要的作用。