地震資料高分辨率再處理解釋技術在楊營煤礦的應用

許京豐等

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

【關鍵詞】三維地震；高分辨率；信噪比；巖漿巖

肥城礦業(yè)集團楊營煤礦在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，采用疊前時間偏移等關鍵技術進行了再處理，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)地勢平坦，村莊密集，新近系厚度500m左右，觀測系統(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11893個。

1.2 原地震資料處理存在的問題

本區(qū)域構(gòu)造運動劇烈，斷層發(fā)育，地質(zhì)構(gòu)造復雜，由于受當時資料處理方法、條件的限制，復雜構(gòu)造處資料成像精度不高，斷層斷點不清，煤層成像不佳。受巖漿巖侵蝕的影響，煤層變質(zhì)為天然焦和無煙煤，致使其反射波能量變?nèi)?，信噪比降低?/p>

2 三維地震資料高分辨率再處理

2.1 資料處理的關鍵技術

2.1.1 野外靜校正

野外靜校正是地震資料處理中的關鍵環(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)生的地震波旅行時差會對信號的疊加效果產(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，同時又影響疊加速度分析的質(zhì)量。應用合適的靜校正模塊和參數(shù)，可以消除這種時差，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反復迭代的過程，在本次資料處理過程先后進行了三次，自動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)勢頻帶譜拓展技術

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

2.1.5 疊前時間偏移處理技術

對三維地震數(shù)據(jù)體進行疊前時間偏移處理，使地質(zhì)特征更豐富清楚，斷層斷點更可靠，剖面上反映的各煤系地層關系更清楚；保真度、信噪比均得到提高，煤層等巖性信息更加清楚；偏移歸位更準確，構(gòu)造特征更清晰。

2.2 三維資料處理結(jié)果質(zhì)量評述

本次地震數(shù)據(jù)處理的三維疊前時間偏移數(shù)據(jù)體，網(wǎng)度為5m×5m ×1ms。評價測線270條，總剖面長度為389.45km，評價面積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，速度橫向變化大，常規(guī)速度譜分析方法偏離了這個條件。同時，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方法。反演結(jié)果為：煤層速度變化具有一定的趨勢規(guī)律，當煤層缺失、巖漿巖侵入時，煤層速度變高；巖漿巖侵入煤系地層時，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，這是進行煤層厚度預測的理論基礎。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），采用層位自動追蹤、任意方向時間剖面閉合、水平切片斷點分析、斷層立體追蹤、圖形縮放、不同方式顯示等手段，對新生界底界面和3煤層的斷層、褶曲、厚度變化趨勢、煤層沖刷、煤層剝蝕、煤層被巖漿侵蝕（變焦）進行了精細釋。

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)酢⑦B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、連續(xù)性變好；巖漿巖的解釋依據(jù)是鉆孔及巷道實際資料，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27～110m之間。

4.4 煤層厚度

為了評價本次3煤層厚度反演的可靠性，利用采區(qū)已知鉆孔（29個）對3煤層厚度反演結(jié)果進行了統(tǒng)計，其中，誤差小于0.5m的21個，占72%，誤差小于0.5m的8個，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，拓寬地震信號的有效帶寬，獲得了較為真實地反映勘探區(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。

（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3煤層厚度進行定量解釋，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，時間剖面分辨率有很大提高，斷層顯示更清楚可靠，位置更準確，構(gòu)造查明的程度有所提高。

（4）沖刷和巖漿巖侵入對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一步確定。

[責任編輯：周娜]