煤田地震勘探斷層解釋技術(shù)及應(yīng)用

趙敏

摘 要：煤炭開采中由于各種原因都可能導(dǎo)致煤層地震的發(fā)生，威脅工作人員的生命。為了能夠準(zhǔn)確的預(yù)測出煤層地震的發(fā)生，應(yīng)該采取一定的預(yù)測技術(shù)。隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，煤炭地震預(yù)測技術(shù)也得到了很大進(jìn)步。在眾多的勘探技術(shù)中斷層解釋技術(shù)是目前較為常用的一種，通過具體的操作能夠顯示出斷層情況并對其進(jìn)行解釋，實現(xiàn)三維立體的煤層地震檢測，文章結(jié)合具體應(yīng)用實例，對這項技術(shù)在煤田地震中的實際操作以意義進(jìn)行分析，希望能夠給相關(guān)的人員一定的借鑒。

關(guān)鍵詞：煤田地震勘探；斷層解釋技術(shù)；多種方法相結(jié)合

科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，煤炭企業(yè)對煤層的構(gòu)造情況判斷的準(zhǔn)確率越來越高，對煤層斷層的檢測方法有很多，但是當(dāng)前所使用的三維地震勘探方法相比其他方法來說更加經(jīng)濟(jì)、高效、精確度高，受到了煤炭企業(yè)的廣泛使用。這種勘探技術(shù)的主要目標(biāo)就是通過對斷層情況的解釋來實現(xiàn)對煤層構(gòu)造的分析，不過目前這項解釋工作中存在著很多問題，為了能夠更好的進(jìn)行勘探工作，應(yīng)該把地震和地質(zhì)之間緊密聯(lián)系，通過參考地質(zhì)構(gòu)造情況并把相關(guān)理論運(yùn)用到實踐當(dāng)中，根據(jù)相關(guān)的立體以及平面相結(jié)合，通過可視化的三維煤層地震勘探技術(shù)實現(xiàn)更高效的開采工作。

1 斷層解釋技術(shù)

1.1 斷點解釋依據(jù)

如何確定斷點呢？觀察斷層解釋技術(shù)形成的垂直時間剖面上，如果出現(xiàn)了扭曲、斷錯、突變、反射波不正常的現(xiàn)象，通常都是數(shù)目突然間變少，甚至是消失，我們就可以把這個點確定為斷點。最為主要的標(biāo)志就是反射波出現(xiàn)了斷錯。在解釋的過程中可以參考層位上的斷錯情況，做好斷點確認(rèn)工作。

1.2 斷點解釋所采取的措施

1.2.1 區(qū)域控制。在解釋技術(shù)開始之前，相關(guān)人員應(yīng)該對當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)構(gòu)造、環(huán)境影響等方面進(jìn)行全面掌握，這樣后面的勘探才能夠有序進(jìn)行。

1.2.2 分類解釋，逐條命名。在解釋技術(shù)應(yīng)用的過程中，應(yīng)該按照一定的順序逐條分類進(jìn)行解釋，應(yīng)該先使用八十乘以八十的網(wǎng)度進(jìn)行解釋，這樣就能夠?qū)鄬映潭缺容^大情況進(jìn)行控制，通過對比之后所使用的網(wǎng)格密度越來越小。為了解釋更加方便，可以對各個斷層分別命名，也可以對形成的曲線采取不同的顏色，方便辨識。

1.2.3 多種方法聯(lián)合解釋。單一的解釋技術(shù)不足以保證測量的準(zhǔn)確性，通過多種方法聯(lián)合解釋能夠提高檢測的精確度。同時也能夠利于解釋系統(tǒng)的放大功能以及面積和密度之間的變化顯示等方面，實現(xiàn)主剖面和其他剖面交錯的關(guān)系能夠容易解釋，而且從剖面角度來說實現(xiàn)可視化檢測技術(shù)能夠做好煤田地震檢測工作。

1.2.4 屬性切片全面分析斷層。煤層的構(gòu)造變化呈現(xiàn)出一定的規(guī)律，通過運(yùn)動學(xué)以及動力學(xué)方面的信息中能夠有所體現(xiàn)，一般來說會生成屬性切片，特別是在斷層的位置會有更加明顯的變化，方便斷層解釋技術(shù)的使用，方便解釋人員分析。

1.2.5 方差體切片尋找特殊斷層分析。地下組織結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，在碰到地層中存在斷層的時候，一般會通過地震道反射出來，形成的曲線會有一定的變化。通過這種方法能夠直接檢測出地層之間存在的細(xì)微差異。這種方法的優(yōu)勢在于能夠直觀的反應(yīng)出地層和斷層之間的關(guān)系。

1.2.6 三維可視化手段，了解斷層的空間展布形態(tài)。通過這種手段不僅能夠全面立體的看到斷層的構(gòu)造情況，而且還能夠?qū)崿F(xiàn)斷層在空間上的分布直觀查看，進(jìn)而使工作人員能夠在空間上掌握斷層的結(jié)構(gòu)。這項技術(shù)在實際當(dāng)中的應(yīng)用具有很大優(yōu)勢，能夠讓工作人員在了解斷層空間構(gòu)造的基礎(chǔ)上實現(xiàn)斷層組合。

1.3 斷層組合

通過三維斷層解釋技術(shù)等讓解釋人員對該區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造有詳細(xì)的了解，通過對具體的煤層進(jìn)行屬性切片并通過垂直和水平上的對比觀察實現(xiàn)斷層組合。具體工作中需要遵守的原則是同一個斷層地點上的斷層結(jié)構(gòu)基本是相似的而且存在著一定的規(guī)律，這就會在解釋技術(shù)中顯示出連續(xù)性。我們所做的斷層組合必須符合相應(yīng)的地質(zhì)構(gòu)造夠率，并也能夠反映出一定的連續(xù)性。

2 應(yīng)用實例及效果分析

2.1 地震地質(zhì)條件

某礦呈現(xiàn)為黃土覆蓋的丘陵地貌，總的地勢為西北、低東南高，較大溝谷呈南北向延伸，大小支溝向主溝兩側(cè)呈樹枝狀展布，溝谷間以斷續(xù)黃土梁峁相隔，地形比較復(fù)雜。最大相對高差149.9m。勘探區(qū)內(nèi)黃土覆蓋區(qū)占全區(qū)面積的60%以上，主要分布于山脊兩側(cè)的平臺、斜坡上，勘探區(qū)西北部黃土厚度一般小于5m，東南部較厚，最大厚度>30m。基巖出露區(qū)占全區(qū)面積的30%左右，巖性主要為泥巖、砂巖等。表淺層地震地質(zhì)條件較差。該區(qū)域探測的煤層密度和速度和上下圍巖之間存在著很大的差異，這就形成了一個反射界面，并能夠產(chǎn)生高能量的反射波，這個反射波就可以作為勘探的主要目的以及重要依據(jù)。深層和淺層相比地質(zhì)條件更好。

2.2 關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用效果

2.2.1 區(qū)域控制。某礦位于煤田軒崗礦區(qū)北部一沉積煤盆地，以北東向的新華夏系構(gòu)造為主，北東向區(qū)域性斷裂與北西橫向張性斷裂較發(fā)育，斷層規(guī)模較大，其性質(zhì)多為壓扭性斷層，區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜。

2.2.2 三維可視化技術(shù)提高斷層解釋技術(shù)的應(yīng)用。在煤田勘探的過程中使用三維可視化技術(shù)不僅能夠?qū)Ξ?dāng)前的地層狀態(tài)有所了解，而且在此基礎(chǔ)上能夠提高斷層解釋技術(shù)的應(yīng)用，幫助工作人員更好地完成下面的開采工作。本區(qū)除部分區(qū)域外，地震數(shù)據(jù)的信噪比較高，存在兩組比較強(qiáng)的反射波，結(jié)合鉆孔及地質(zhì)資料大致可以判定分別為2#煤層和5#煤層形成的反射波。本區(qū)煤層總體上看起伏不大，通過對目的層2#煤層、5#煤層附近的水平切片動態(tài)觀察，可以了解到本區(qū)為一軸向NE的背斜構(gòu)造。本狀況有了全面的認(rèn)識，對解釋方案的確定起指導(dǎo)作用。

2.2.3 屬性切片、方差體切片全面分析斷層。本次地震屬性分析提取了對構(gòu)造反映明顯的體屬性，及相應(yīng)煤層反射波的同相軸屬性，T2波的部分地震屬性與2#煤層底板等高線示意圖的對比見圖1。

另外，對一些小斷層根據(jù)地震屬性也能有較好地反應(yīng)，如對反射能量、最大能量、多道層屬性（上）及對應(yīng)的時間剖面進(jìn)行對比分析可知DF3斷層在垂直剖面上同相軸幾乎沒有變化，容易漏解。但是，在反射能量、最大能量切片上反映明顯，利用地震屬性差異，可以解決小斷層異常解釋的問題。

2.2.4 結(jié)合鉆井地質(zhì)資料。鉆孔數(shù)據(jù)是進(jìn)行地震勘探不可缺少的已知資料，利用聯(lián)井剖面，可以使地震解釋成果與地質(zhì)成果進(jìn)行結(jié)合。

3 結(jié)束語

綜上所述，三維地震勘探斷層解釋技術(shù)在煤炭勘探中發(fā)揮著十分重要的作用，通過和其他勘探方法的比較，這項技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)多方位、多角度相結(jié)合的解釋技術(shù)。它能夠被使用在一些地質(zhì)條件比較差、地震頻發(fā)的地區(qū)，具有廣泛推廣的價值，對整個煤炭行業(yè)的發(fā)展也具有積極的意義。

參考文獻(xiàn)

[1]孫家振.地震地質(zhì)綜合解釋教程[M].武漢：中國地質(zhì)大學(xué)出版社，2002：23-25.

[2]吳奇之.地震資料解釋工作的現(xiàn)狀與展望[J].石油地球物理勘探，1987（22）：478-482.

[3]孫廷舉.斷層解釋及斷點平面組合方法的討論[J].石油地球物理勘探，1995（30）：108-113.