地震切片技術在構造解釋中的應用

【摘要】相對于垂直方向的時間剖面而言，地震切片是從水平方向切割的平面或曲面，二者相互結(jié)合可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)體的立體解釋。根據(jù)參照標準不同，通常把切片分為水平切片、沿層切片、地層切片，不同的切片有不同的地質(zhì)意義。通過對地震道不同參數(shù)提取及相關計算又可生成振幅、相干、方差等多種屬性切片。地震切片具有較高的分辨率和直觀的顯示功能，可以增加對小斷層的識別能力和斷層的優(yōu)化組合。實際應用表明，為煤礦提供了可靠的勘探的地質(zhì)成果，提高了構造解釋的準確性和精度。

【關鍵詞】三維地震；地震切片；構造解釋；煤礦采區(qū)

引言

三維地震勘探已成為煤礦采區(qū)生產(chǎn)的重要技術手段，運用幾何學和運動學的構造解釋以垂直方向時間剖面為主，采用人機交互方式進行解釋，構造組合是通過逐線斷層點連接而成，構造展布有較大的認為性，對于構造發(fā)育的復雜地區(qū)，解釋成果質(zhì)量難以保正。為提高構造解釋精度，更好滿足煤炭采掘的地質(zhì)需要，利用三維資料信息豐富的特點，從橫向上對地震資料加以解釋很有必要。地震切片具有相對提高了分辨率，對地層和構造信息直觀的顯示，便于發(fā)現(xiàn)小斷層，構造組合更加合理。

1、切片的概念和實現(xiàn)

1.1地震切片的概念

三維數(shù)據(jù)體以時間或空間界面為參照標準，按某個方向抽取的平面或曲面稱為地震切片。按地震時間的切片稱水平切片，按地質(zhì)年代的層位空間通常包括沿層切片、層拉平及地層切片。

按地震屬性參數(shù)及屬性體的不同，又分為振幅、相位、頻率、相干、方差等多種切片，不同的屬性切片有不同的物理意義，對構造反映的敏感度也不一樣，因此用于構造解釋時需要對屬性切片優(yōu)選。目前煤礦構造解釋主要是水平切片和優(yōu)選屬性后的沿層切片。

1.2地震切片的實現(xiàn)

地震切片可以從處理后的偏移數(shù)據(jù)體或相關運算后新數(shù)據(jù)體切割獲得。沿層切片需要在解釋后數(shù)據(jù)體上實現(xiàn)，首先追蹤不隨頻率而變化的相當于地質(zhì)時間界面的參考地震同相軸，建標準基準面。目前的工作站解釋系統(tǒng)都有相應解釋處理軟件支持，解釋時需要選擇切片的種類、參照標準、時窗長度等參數(shù)即可。

2、切片的構造解釋方法

2.1水平切片解釋

水平切片是地下不同層位的信息在同一時間平面內(nèi)的反映，包含有傾角、斷層分布、構造形態(tài)等各種地質(zhì)信息，而同一地層信息在不同的斷塊區(qū)間連續(xù)反映到各張平面圖上，與時間剖面解釋類似，通過同一相位地震波的極性、反射波振幅能量變化、頻率高低等判定構造的存在，時間切片上同相軸走向、振幅、疏密的突變等都是斷層的反映。

2.2沿層切片解釋

沿層層切片是沿著或平行構造解釋層，是同一地質(zhì)時代地層在不同的地震時間上的反映，與水平切片相比沿層切片不但適應席狀非平臥地層，而且還能適應地層的起伏變化，可以較準確的反映傾斜地層的地質(zhì)特征和沉積儲層的變化特點，可以展示沿傾斜地震屬性的異?？臻g展布，確定沉積體系的延展方向。沿層切片常和反映構造的敏感屬性，包括振幅、相干、方差等聯(lián)合使用，直觀的展示同相軸的變化分帶，進行精細的構造解釋。

2.2.1相干體切片 相干體技術是利用三維數(shù)據(jù)體各地震道反射的相似性來解決地質(zhì)問題的一種手段，偏移數(shù)據(jù)體經(jīng)相干處理得到新的相干數(shù)據(jù)體，利用相干時間或相干沿層切片等手段來識別檢驗斷層的解釋。當?shù)叵碌刭|(zhì)體是均勻時，反映的地震信息是相似的，即相干加強；當?shù)刭|(zhì)體的結(jié)構或特征發(fā)生突變時，如斷層、裂縫、地層殲滅等現(xiàn)象，地震信息也隨著改變，表現(xiàn)為弱相干或不相干。

2.2.2方差體切片 方差數(shù)據(jù)體是在偏移數(shù)據(jù)體的基礎上，通過計算本道與相鄰道地震信號之間的差異生成方差數(shù)據(jù)體。使用方差體切片有助于識別斷層構造及巖性變化在整體空間展布特征，通過方差值的大小統(tǒng)計得到地質(zhì)情況的變化特征，尤其在出現(xiàn)斷層或其他地質(zhì)異常時，其不連續(xù)的特征差異更加明顯，對于解釋復雜的構造有力。

3、應用實例

以遼北煤礦DQ采區(qū)應用為例，勘探區(qū)處于天山-陰山緯向構造帶和新華夏系第二沉降帶的交接復合部位。地質(zhì)構造十分復雜，產(chǎn)生了多個同沉積的短軸背、向斜構造，呈雁行狀排列，同時產(chǎn)生了東西、北西、北東向三組斷裂，斷層密度達到每平方里40條，以小于5m的斷層居多。

在時間剖面解釋的基礎上，分析時間切片和沿層切片，提高了小斷層的發(fā)現(xiàn)能力和斷層組合的合理性，各種屬性切片補充取得了豐富的地質(zhì)成果。

3.1斷層解釋 以時間剖面反射波的的變化特征為依據(jù)進行構造解釋，解釋時先對垂直斷層走向的剖面進行解釋，然后沿斷層走向的剖面進行閉合。從全局著手，確定構造骨架，再解釋小斷層。利用水平切片上地質(zhì)構造在不同時間深度上的空間痕跡和沿層切片反映的構造在某一目的層的形態(tài)進行綜合分析，確定和建立構造骨架的概略模型，進而確定了構造綱要，這一步驟與層位的追蹤解釋同步進行。

3.2斷層組合 三維資料解釋中，斷層組合是將性質(zhì)相同、落差相近的相鄰的斷點按一定展布規(guī)律組合起來，同一斷層的斷點在相鄰傾向和走向上的性質(zhì)有一定的規(guī)律，根據(jù)這些規(guī)律性，將相鄰剖面的斷點進行組合后，再在各個方向上閉合，檢查斷面與同相軸之間的關系。這些關系應在同一層位上表現(xiàn)出統(tǒng)一性和連續(xù)性，并且符合地質(zhì)構造規(guī)律。不同地震屬性數(shù)據(jù)體的沿層切片對斷層走向解釋有指導意義，也是重要的組合依據(jù)，在振幅、相干和方差平面上清晰的顯示構造的走向和斷層組合布局，在斷層基本解釋完成后，利用三維可視化技術從立體、平面檢查斷層合理性。

3.3應用效果 綜合運用了切片解釋技術，對數(shù)據(jù)體進行了精細的解釋，地震、地質(zhì)相結(jié)合，并通過反復對比和多種切片數(shù)據(jù)資料相互驗證，提高了資料的成果精度，使解釋成果更加符合地下實際地質(zhì)情況。

地震切片直觀的顯示了斷層的平面展布，避免了認為構造組合帶來的偏差。相干和方差具有提高反射波強弱變化或差異性作用，突出了構造特征，相對的提高了分辨率，增加對小斷層的識別能力。通過三維地震數(shù)據(jù)解釋，不僅控制了勘探區(qū)內(nèi)落差大于5m的斷層，也較好對小于5m的斷層進行了解釋。提高物探解釋可靠程度，為勘探區(qū)礦井設計及開發(fā)建設提供了更加可靠的物探地質(zhì)資料。

4、結(jié)論

①切片技術是剖面解釋的重要補充，剖面與切片相結(jié)合實現(xiàn)了斷層帶或特殊地質(zhì)體的空間對比追蹤，實現(xiàn)立體化解釋，便于對解釋人員形成構造的空間框架進行精細細化的解釋，提高資料解釋的準確性。②切片是對所有地震數(shù)據(jù)道的某一參數(shù)進行統(tǒng)計顯示，避免剖面解釋網(wǎng)格大造成漏掉小的斷層或地質(zhì)體。③切片對構造有直觀的顯示，使構造組合不易發(fā)生錯誤，支持切片解釋的參數(shù)很多。根據(jù)對反映地質(zhì)情況的敏感參數(shù)優(yōu)選或相干、方差計算等，可以突出構造特征，提高資料的分辨率，因此增加對小斷層的識別能力。④切片也可以分析巖性橫向變化帶、速度異常帶，通過一定間隔的連續(xù)性切片可以發(fā)現(xiàn)異常帶的空間分布。判定和排除目的層反射波由上部層橫向不均一性影響而產(chǎn)生的構造假象，增加解釋的準確性。

參考文獻

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