煤田地震勘探的應用及效果分析

馬麗娜 楊得光

(1.吉林省煤田地質局，吉林 長春 130033;2.吉林省煤田地質一一二勘探公司，吉林 延吉 133000)

在煤田勘探中采用單點數字檢波器來開展高密度地震勘探，不僅能夠完成高保真度與分辨率的地震資料，同時也能夠更好的進行煤田小斷層、陷落柱和微幅構造的成像，進而把煤田開采中所潛在風險降低或消除，有效保障煤田的安全生產安。

1、煤田地震勘探的應用

1.1 三維地震勘探技術特點

三維地震勘探技術是地球物理勘探的重要手段與方法，具有如下幾個方面的特點:第一，具有科學、準確、婉轉的勘探數據;第二，能夠勘探構造較為復雜的地質，且能夠查明地震波的分辨率;第三，三維地震勘探可勘探出地震波的信息，有利于研究正反演技術，為研究巖性做鋪墊;第四，三維地震降低了外界因素對勘探效果的影響，加快了人機合作的發(fā)展速度;第五，三維地震勘探利用了現(xiàn)代先進儀器的優(yōu)越性，盡管投入了較大的單位面積，卻能得到很高的收益。

1.2 地震勘探應用的廣泛性

1-2ms 采樣、96 道接收是我國初期三維項目的主要勘探手段，覆蓋次數手到儀器因素的直接影響，同時也限制了采樣率與動態(tài)范圍，盡管勘探效果得到了一致好評，卻因其具有較高的成本而發(fā)展緩慢。我國第一次在地震項目中應用煤田三維勘探技術是姚橋煤礦中央采區(qū)。隨后，應用三維地震勘探技術的地區(qū)越來越多。2001年12月，“煤礦采區(qū)三維地震經驗交流會”召開于上海，我國設定了利用煤田三維勘探手段的煤炭生產企業(yè)日漸增多。自此，在我國煤田勘探單位中三維地震占據十分重要的地位。

1.3 數字檢波器應用

過去傳統(tǒng)勘探中應用的模擬檢波器，模擬檢波器在工作的時候會處于10Hz 的自然頻段，但是在這個過程中有著-6dB的衰減，因此穩(wěn)定性不好，畸變大。數字檢波器彌補了模擬檢波器的不足，通過單點的高密度接收，能夠消除過去模擬檢波器出現(xiàn)的組合效應，實現(xiàn)高保真度的對地震波場數據獲取，完成信號的無衰竭。在單點接收的情況下，原始單炮資料的信噪比會較模擬得到的數據低，沒有視速度干擾波的影響。應用室內數字組合技術進行單點記錄，首先要校正，把組合基距引起的正常時差問題進行處理，之后把結果傳遞到獨立的每個檢波點，進而垂直疊加濾波作用降到最低。

2、煤田地震勘探技術應用效果

2.1 適應不同環(huán)境條件煤田勘探

第一，構造復雜區(qū)。我國地理條件廣闊，地形復雜，煤田通常在斷層之間或斷裂的交匯部位。在區(qū)域性斷裂的影響下，發(fā)育有較為密集的斷層。此外，還受旋轉構造體的影響而發(fā)育的正斷層的傾角變化通常較大，同時會出現(xiàn)一級褶曲。

第二，地表復雜區(qū)。為確保原始資料的收集質量，在勘探過程中通常結合特殊觀測系統(tǒng)與炮檢距較小的觀測系統(tǒng)，同時方位角較寬、覆蓋次數較高?？碧郊夹g人員科學有效的處理收集到的資料，大大降低了地表對子波形的影響程度，避免了因巖漿巖因素而出現(xiàn)多次波，使其橫向變化地層運動速度而回到原來的位置，進而取得了理想的勘探結果。

第三，地震地質條件較好的地區(qū)。地震地質條件較好的地區(qū)有很多，如:姚橋煤礦中央采區(qū)，在該煤礦采區(qū)中運用三維地震手段得到了更好的效果，采用小斷層模式識別、水平切片、層位分析等方法，科學有效的解釋了小斷層的形成，提高了煤田地震勘探技術的精度，如:利用巷道方法可知該斷層落差為2.8m，而采用解釋方法可知其落差為3m。該勘探手段既開展了構造解釋，又將煤層的厚度利用譜距法進行了科學合理的預測，科學的處理了地震資料，密度、孔隙度、速度、吸收度、滲透率等參數都能夠有效的提取出來，還能準確的預測灰?guī)r的賦水性。

2.2 勘探成本及投入產出比

由于我國最初的三維項目受到儀器因素的影響，導致其覆蓋次數較低或接收道數較少，卻需要付高額的單位面積費用。隨著我國科學技術的不斷發(fā)展，儀器也逐漸更新?lián)Q代，提高了儀器的覆蓋次數，也增加了野外的接收道數，同時降低了單位面積的費用。在煤田地震勘探中有效利用工作站，能夠使處理周期縮短，最大程度減少資料處理成本進而大大降低了生產的成本;再加上我國市場競爭越來越激烈，也降低了煤田地震勘探的費用。

另外，投入成本比也是眾多企業(yè)需要考慮的重點內容。在我國地震勘探中運用地震勘探技術，除了能夠查清復雜的地質構造，還能夠推動我國的經濟發(fā)展。對于三維地震勘探來說，具有很高的價值，相同的施工項目，利用二維勘探手段最多能夠獲得1/3 的經濟效益，還不能達到三維地震勘探的精準度。

為加快三維地震勘探的發(fā)展，在未來的工作中，我們應當做到如下幾點:第一，高分辨率不能只單單用于接收與激發(fā)，要將其當作一個系統(tǒng)工程來看待，探索與研究如何提高三維地震勘探的分辨率，如使用屬性分析、正反演技術等，使其能夠查明更小的地質構造。第二，尋找途徑使探索地質問題的范圍得以擴大，不斷發(fā)現(xiàn)新的問題、解決新的問題，結合動力學信息分析解決三維地震的問題，逐漸定量預測煤層的厚度、地層的巖性等。第三，加大力度研究三維多波勘探，如:三維三分量等問題，大力推廣研究結果，使其能夠真正擁有煤田勘探之中。第四，切實掌握煤田的特色，研究符合根據其特色的軟件，并將該軟件融入煤田勘探工作之中，使得三維勘探的處理水平得以提高。第五，有效結合計算機技術，將煤田三維地震資料輸入到計算機之中，利用計算機進行統(tǒng)計，有效利用三維地震資料的優(yōu)越性，進而確保煤田能夠有效的進行生產。

綜上，煤田勘探工作中需要結合地形地勢條件，合理應用地震勘探技術。在數字高密度地震勘探過程中，應當在觀測系統(tǒng)設計開始的階段就充分考慮到并明確分析單點接收的特點，其次開展高密度觀測系統(tǒng)設計，并且在處理階段能夠針對性地應用疊前壓噪處理方法，這樣才能保持數字檢波器的優(yōu)點，將煤田中斷距更小的斷層準確地發(fā)現(xiàn)，進而保障煤田開采的安全進行。

［1］唐建益.煤礦采區(qū)實用地震勘探技術［M］.北京:煤炭工業(yè)出版社，2012，3.

［2］張愛敏.采區(qū)高分辨率三維地震勘探［M］.徐州:中國礦業(yè)大學出版社，2014，3.