三維地震精細(xì)處理解釋技術(shù)在新元公司首采區(qū)的應(yīng)用

齊振洪，查文鋒

（陽(yáng)泉煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，山西陽(yáng)泉 045000）

三維地震精細(xì)處理解釋技術(shù)在新元公司首采區(qū)的應(yīng)用

齊振洪，查文鋒

（陽(yáng)泉煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，山西陽(yáng)泉 045000）

隨著三維地震資料處理和解釋技術(shù)的進(jìn)步，諸如高精度靜校正、疊前時(shí)間偏移、屬性體解釋等新技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。以陽(yáng)煤集團(tuán)新元礦井西翼首采區(qū)為例，利用精細(xì)處理與解釋技術(shù)，對(duì)該區(qū)以前采集的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行了二次處理解釋。二次解釋只確認(rèn)了原解釋的2條斷層、6個(gè)陷落柱，否定了11條斷層、2個(gè)陷落柱，新解釋又增加了19個(gè)陷落柱。分析認(rèn)為造成原有解釋誤差的原因一是存在多解性，二是對(duì)資料的認(rèn)知失誤，三是處理細(xì)致程度及處理技術(shù)水平所限。該實(shí)例表明精細(xì)處理技術(shù)，可使三維地震資料的縱、橫向分辨率和保真度得到提高，保證資料解釋成果更加真實(shí)地反映煤礦地下的地質(zhì)構(gòu)造特征。

地震勘探；陷落柱；斷層；精細(xì)處理與解釋技術(shù)；地質(zhì)構(gòu)造

0 引言

陽(yáng)煤集團(tuán)有限責(zé)任公司于2003～2004年，在新元礦井西翼首采區(qū)開展了三維地震勘探工作。10 a來(lái)，隨著上組煤3#煤層的開采，發(fā)現(xiàn)受當(dāng)時(shí)技術(shù)水平和勘探區(qū)復(fù)雜的地震地質(zhì)條件限制，其三維地震勘探成果的精度和準(zhǔn)確性較差。例如，三維地震解釋斷層、陷落柱等平面誤差較大，超出地震勘探規(guī)范的要求。對(duì)于較小構(gòu)造也未能探測(cè)出來(lái)，甚至有誤解釋的現(xiàn)象存在。因此，如何在陽(yáng)煤集團(tuán)及類似礦區(qū)提高三維地震勘探的精度和準(zhǔn)確性，成為地質(zhì)勘探工作者需解決的重要課題。隨著三維地震資料處理和解釋技術(shù)不斷進(jìn)步，利用高精度靜校正、疊前時(shí)間偏移、屬性體解釋等新技術(shù)對(duì)以往的老資料開展精細(xì)處理和解釋，特別是對(duì)小構(gòu)造進(jìn)行檢測(cè)已被煤炭地質(zhì)科技工作者廣泛認(rèn)可。

此次對(duì)新元礦井西翼首采區(qū)原有地震資料進(jìn)行的二次處理與解釋，其主旨是提高三維地震地質(zhì)成果精度，最終總結(jié)出一套三維地震勘探資料高分辨精細(xì)處理、精細(xì)解釋的實(shí)用方法和流程，以期在類似地區(qū)推廣。

1 精細(xì)處理與解釋技術(shù)

1.1 處理技術(shù)

開展精細(xì)處理關(guān)鍵技術(shù)研究，以提高三維地震數(shù)據(jù)的信噪比和分辨率，并力爭(zhēng)做到高保真。①精細(xì)靜校正處理，通過(guò)對(duì)比層析靜校正和折射靜校正效果，選取合理的基準(zhǔn)面和充填速度；②疊前去噪處理技術(shù)；③高分辨處理；④精細(xì)速度分析；⑤基于近地表起伏基準(zhǔn)面疊前時(shí)間偏移技術(shù)；⑥擴(kuò)大面元處理技術(shù)，提高深部奧陶系灰?guī)r頂部的成像效果。

1.2 解釋技術(shù)

采用的解釋技術(shù)系列是否合理，會(huì)直接影響到地震解釋成果的精度。針對(duì)本次任務(wù)要求，綜合分析勘探區(qū)及相鄰采區(qū)地震資料、地質(zhì)、鉆井、采掘等資料，確定了以下解釋技術(shù)。①全三維綜合解釋技術(shù)：通過(guò)地震垂直時(shí)間剖面、水平時(shí)間切片、沿層切片等的單獨(dú)和組合使用開展全三維地震資料解釋；②屬性體解釋：使用相干、方差屬性、譜分解技術(shù)、振幅屬性等，開展了屬性體解釋技術(shù)研究與應(yīng)用；③斷層、陷落柱解釋技術(shù)：在分析研究新元煤礦斷層、陷落柱發(fā)育規(guī)律的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)研究了斷層、陷落柱地震解釋技術(shù)；④層位自動(dòng)追蹤技術(shù)：快速準(zhǔn)確解釋振幅強(qiáng)、連續(xù)性好的穩(wěn)定的反射同相軸；⑤三維地質(zhì)建模技術(shù)：定量解釋全區(qū)構(gòu)造形態(tài)。

2 二次解釋及探采對(duì)比

2.1 斷層解釋

精細(xì)處理解釋結(jié)果表明，區(qū)內(nèi)斷層構(gòu)造簡(jiǎn)單，斷裂構(gòu)造不發(fā)育。全區(qū)共解釋斷層2條，均為正斷層，斷層以北西走向?yàn)橹?。其中，有一條最大落差約為5 m，另一條最大落差約為4 m，兩條均同時(shí)錯(cuò)斷上組煤和下組煤。根據(jù)規(guī)范對(duì)兩條斷層評(píng)價(jià)結(jié)果為：DF2為可靠斷層，DF1為較可靠的斷層。

第一次解釋的斷層中除WF5與本次解釋的陷落柱X74（采掘揭露）、WF2與本次解釋的斷層DF1有一定相關(guān)度之外，其余均被本次處理解釋所否定。二次處理解釋的斷層中DF1所在位置尚未被采掘工作揭露，DF2位置采掘揭露出1條落差1.6 m的斷層，兩者位置比較吻合而落差存在一定誤差。DF1、DF2在時(shí)間剖面上的顯示如圖1、圖2。

圖1 斷層DF1在時(shí)間剖面上的顯示Figure1 Display of fault DF1 on time section

圖2 斷層DF2在時(shí)間剖面上的顯示Figure2 Display of fault DF2 on time section

2.2 陷落柱解釋

全區(qū)重新解釋陷落柱25個(gè)，其中，有8個(gè)陷落柱在采掘范圍內(nèi)，另外在采掘范圍外新解釋陷落柱17個(gè)。新解釋的陷落柱大部分與以往解釋結(jié)果誤差較大，僅有少部分與以往解釋的位置相近。下面例舉的幾個(gè)陷落柱均在采掘范圍內(nèi)，新解釋陷落柱與實(shí)際揭露吻合程度明顯較高。

①陷落柱X74。位于勘探區(qū)南部，斷陷3至15號(hào)煤，平面圖上呈近橢圓形，其長(zhǎng)軸呈NE向，長(zhǎng)軸直徑為140 m（3#煤層）。在時(shí)間剖面上表現(xiàn)為：標(biāo)準(zhǔn)反射波中斷，中斷段仍與標(biāo)準(zhǔn)反射波相似，如圖3所示。它在方差體切片及沿煤層提取振幅圖上反映較明顯，與實(shí)際采掘揭露的陷落柱X74相比較，驗(yàn)證效果為較正確。

圖3 陷落柱X74在時(shí)間剖面上的顯示與探采結(jié)果對(duì)比Figure 3 Display of subsided column X74 on time section and correlation with exploration and mining information

圖4 陷落柱X204在時(shí)間剖面上的顯示與探采結(jié)果對(duì)比Figure 4 Display of subsided column X204 on time section and correlation with exploration and mining information

②陷落柱X20。位于勘探區(qū)南部，斷陷3至15號(hào)煤，平面圖上呈近橢圓形。其長(zhǎng)軸呈NW向，長(zhǎng)軸直徑為114 m（3#煤層），在時(shí)間剖面上特征為：標(biāo)準(zhǔn)反射波中斷或振幅變?nèi)?，如圖4所示。它在方差體切片上也有反映，與實(shí)際采掘揭露的陷落柱X20相比較，驗(yàn)證效果為正確。

③陷落柱X14。位于勘探區(qū)北部，斷陷3至15號(hào)煤，平面圖上呈近橢圓形，長(zhǎng)軸直徑為110 m（3#煤層），在時(shí)間剖面上特征為：在兩斷陷點(diǎn)外側(cè)一定范圍內(nèi)，反射波同相軸有不同程度的彎曲或向陷落中心傾斜的現(xiàn)象，如圖5所示，它在方差體切片上反映較明顯，與實(shí)際采掘揭露的陷落柱X14相比較，驗(yàn)證效果為正確。

④陷落柱X5。位于勘探區(qū)東南部，斷陷3至15號(hào)煤，平面圖上呈近橢圓形，長(zhǎng)軸直徑為75 m（3#煤層），在時(shí)間剖面上特征為：標(biāo)準(zhǔn)反射波中斷或振幅變?nèi)?，如圖6所示，它在方差體切片上也有反映，與實(shí)際采掘揭露的陷落柱X5相比較，驗(yàn)證效果為較正確。

圖5 陷落柱X14在時(shí)間剖面上的顯示與探采結(jié)果對(duì)比Figure 5 Display of subsided column X14 on time section and correlation with exploration and mining information

圖6 陷落柱X5在時(shí)間剖面上的顯示與探采結(jié)果對(duì)比Figure 6 Display of subsided column X5 on time section and correlation with exploration and mining information

2.3 二次解釋的效果

為了對(duì)前后二次處理解釋成果進(jìn)行對(duì)比評(píng)價(jià)，將兩次處理解釋的構(gòu)造進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)和對(duì)比，圖7所示。

圖7 前后二次解釋成果與采掘工作揭露對(duì)比示意圖Figure 7 Schematic correlation diagrams of primary and secondary interpreted results with winning and opening information

2.3.1 斷層

第二次處理后解釋了兩條斷層，即DF1和DF2，其中DF1最大落差約4 m，與第一次解釋的WF2位置大體相當(dāng)，規(guī)模明顯有所減小，但無(wú)實(shí)際采掘工程揭露；DF2與采掘揭露的小斷層傾向一致、位置相當(dāng)，地震解釋最大落差約5 m，與實(shí)際揭露相差不足3 m，誤差不大。

原來(lái)解釋的斷層被否定11條，原因有兩方面，第一為多解性所造成，原來(lái)解釋的其中的6條斷層本次解釋多為陷落柱，如WF5為陷落柱X74，WF8、WF9為NX9，WF10、WF12為下組煤的陷落柱NX10、NX17；第二方面的原因就是誤解釋，即有6條斷層本次重新處理解釋后認(rèn)為不存在，如WF1、WF3、WF4、

WF6、WF7、WF11，采掘資料也驗(yàn)證了其不存在。綜合研究，造成解釋成果驗(yàn)證率不高有解釋不細(xì)致的原因，更重要的是受處理細(xì)致程度及當(dāng)時(shí)的處理技術(shù)水平所限。

2.3.2 陷落柱

本次解釋的25個(gè)陷落柱中，與第一次解釋結(jié)果基本一致的陷落柱有6個(gè)，分別為WX2對(duì)應(yīng)NX1、WX3對(duì)應(yīng)NX3、WX4對(duì)應(yīng)NX2、WX5對(duì)應(yīng)X20、WX7對(duì)應(yīng)X9、WX8對(duì)應(yīng)NX12；否定第一次解釋的2個(gè)，即WX1和WX6，；增加陷落柱19個(gè)，分別為X74、X14、X13、X75、X5、X52、NX4、NX5、NX6、NX7、NX9、NX8、NX10、NX11、NX13、NX14、NX15、NX16、NX17。

3 結(jié)語(yǔ)

本次三維地震資料處理技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)主要有：折射靜校正技術(shù)、地表一致性剩余靜校正技術(shù)、振幅處理技術(shù)和疊后、疊前時(shí)間偏移技術(shù)。通過(guò)對(duì)新技術(shù)不斷地進(jìn)行試驗(yàn)、對(duì)比分析，找到了適合于陽(yáng)泉壽陽(yáng)地區(qū)原始地震資料特點(diǎn)的資料處理技術(shù)方法，最大限度地消除了由于地面起伏和地表障礙物對(duì)原始地震數(shù)據(jù)的不利影響，使精細(xì)地震資料處理成果真實(shí)地反映了采區(qū)地下地質(zhì)構(gòu)造特征，從而使煤層起伏形態(tài)、斷裂構(gòu)造、陷落柱等地質(zhì)異常能夠?qū)崿F(xiàn)真正的偏移歸位。

根據(jù)三維地震時(shí)間剖面、水平切片、振幅屬性、方差體屬性等屬性體上斷裂、陷落柱構(gòu)造顯示特征，達(dá)到了對(duì)構(gòu)造和煤層進(jìn)行精細(xì)解釋的目的。二次解釋的斷層、陷落柱構(gòu)造更加符合礦區(qū)斷層、陷落柱構(gòu)造的發(fā)育規(guī)律，解釋精度大大提高。

相比較第一次處理解釋成果而言，本次進(jìn)行精細(xì)處理解釋后構(gòu)造成果的驗(yàn)證率有了明顯提高。綜合評(píng)價(jià)結(jié)果，第二次比第一次解釋的陷落柱的準(zhǔn)確率高出了10%，斷層的成像和解釋成果的驗(yàn)證效果也非常理想。總體上講，本次研究工作表明，開展地震資料精細(xì)處理解釋工作的效果非常明顯。隨著三維地震處理及解釋技術(shù)的不斷提高，在類似地區(qū)對(duì)以往三維地震資料有針對(duì)性地開展二次精細(xì)處理和解釋是必要的，具有推廣價(jià)值。

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Application of 3D Seismic Data Fine Processing and Interpretation Technology in Xinyuan Coalmine First Mining Area

Qi Zhenhong,Zha Wenfeng
(Yangquan Coal Industry Group Co.Ltd.,Yangquan,Shanxi 045000)

In the wake of 3D seismic data processing and interpretation technology progress,the new techniques such as high-precision statics,prestack time migration,and attribute volume interpretation have been widely applied.Taking the west limb first mining area of Xinyuan coalmine,Yangquan Coal Industry Group as an example,using the fine processing and interpretation technology carried out previously collected primary data secondary processing and interpretation in the area.The secondary interpretation confirmed only 2 faults and 6 subsided columns;denied 11 faults and 2 subsided columns formerly interpreted;newly interpreted 19 subsided columns. The analysis considered that the original error firstly is from interpretation ambiguity,then data cognitive error,and the third is processing meticulous degree and limited technical level.The example has shown that the fine processing technology can promote vertical and horizontal resolution and fidelity of 3D seismic data;ensure interpreted results more actually reflect coalmine underground geological structure features.

seismic prospecting;subsided column;fault;fine processing and interpretation technology;geological structure

P631.4

A

10.3969/j.issn.1674-1803.2017.01.14

1674-1803(2017)01-0064-05

齊振洪（1974—），男，1996年畢業(yè)于山西礦業(yè)學(xué)院，地質(zhì)工程師，主要從事礦井地質(zhì)、物探工作。

2016-12-08

責(zé)任編輯：孫常長(zhǎng)