煤田地質(zhì)地震勘探的數(shù)據(jù)處理、室內(nèi)資料處理和地震波的識別

蔡正博

(黑龍江省煤田地質(zhì)物測隊，哈爾濱 150000)

煤田地質(zhì)地震勘探的數(shù)據(jù)處理、室內(nèi)資料處理和地震波的識別

蔡正博

(黑龍江省煤田地質(zhì)物測隊，哈爾濱 150000)

地震勘探是一項系統(tǒng)工程，必須做好資料的野外采集、室內(nèi)處理和解釋的每一個環(huán)節(jié)才能取得較好的地質(zhì)成果。本文主要研究了地震數(shù)據(jù)的處理、室內(nèi)資料處理、地震波的識別等技術(shù)和方法。

煤田地質(zhì)；地震勘探；數(shù)據(jù)處理；室內(nèi)資料處理；地震波識別

1 地震數(shù)據(jù)的處理

地震數(shù)據(jù)處理技術(shù)是對野外采集的地震資料進(jìn)行各種處理，利用一次反射信號對地下反射界面進(jìn)行成像，處理結(jié)果為地震剖面(二維)或偏移數(shù)據(jù)體(三維)。利用處理后的成果，可解釋地下巖層的構(gòu)造形態(tài)和巖性特征。煤田地質(zhì)地震數(shù)據(jù)處理是以大型地震處理軟件平臺為依托，在高性能的計算機(jī)上實現(xiàn)的。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，地震數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的功能也在不斷完善創(chuàng)新，使用起來更加快捷方便，對處理人員的素質(zhì)要求也越來越高。我國使用的代表性地震資料處理系統(tǒng)，如表1所示。

表1 地震資料處理系統(tǒng)Tab.1 Seismic data processing system

2 室內(nèi)資料處理

地震勘探數(shù)據(jù)處理是地震勘探系統(tǒng)工程中的重要一環(huán)，起著承上啟下的關(guān)鍵作用。地震勘探數(shù)據(jù)處理本身又是一項系統(tǒng)工程，在完成一項處理任務(wù)時，需要把許多個模塊(一個處理步驟)有機(jī)地組織起來，組成各種各樣的處理流程，執(zhí)行這些流程，才能實現(xiàn)處理目的。地震數(shù)據(jù)處理既是技術(shù)，也是一門藝術(shù)，要求處理員不僅要詳細(xì)了解每個處理模塊的內(nèi)容，還要有系統(tǒng)的整體構(gòu)思，才能科學(xué)選擇模塊搭配，取得理想的效果。合理搭配，首先是在模塊庫內(nèi)選擇所需要的模塊，其次是安排所選模塊在流程中出現(xiàn)的先后順序，后續(xù)處理保證主導(dǎo)模塊的處理效果在最終輸出中得到充分的顯示。

疊前處理工作量比疊后處理工作量大得多，有些處理方法是以“道”為單位進(jìn)行的，如：頻率濾波、脈沖反褶積、動校正等。有些處理方法是在一組道上進(jìn)行的，如：視速度濾波、初至折射波靜校正、剩余靜校正和基于統(tǒng)計模型的反褶積等。有些疊前處理方法需要重復(fù)地調(diào)用同一組模塊，形式上類似于數(shù)學(xué)上迭代法求解。如：疊加速度分析和剩余靜校正，當(dāng)?shù)兰写嬖谑Ｓ囔o校正量時，疊加速度分析的精度就會大幅度地降低，反之，當(dāng)疊加速度不準(zhǔn)時，不管用什么方法求取的剩余靜校正量都存在較大誤差。它們之間不僅互相影響而且相互制約，需要多次迭代進(jìn)行速度分析和剩余靜校正計算。疊前數(shù)據(jù)不僅量大信息豐富，而且真實，它包含了采集到的全部信息，因此，發(fā)展疊前處理技術(shù)極為重要。

疊后處理主要包括：疊后數(shù)據(jù)的偏移歸位、信噪比以及分辨率的提高，這些方法的前提是疊加以后得到了一個零炮檢距數(shù)據(jù)體。疊后偏移方法歸納起來可分為三大類，即：克希霍夫積分法、波動方程有限差分法和頻率域偏移法。疊加本身就是一種提高數(shù)據(jù)信噪比最有效的方法，但疊后數(shù)據(jù)上仍然保留某些規(guī)則噪音和不規(guī)則噪音，需要用多道數(shù)學(xué)模型進(jìn)一步提高信噪比。

在常規(guī)處理流程的基礎(chǔ)上增加一些專有功能的處理模塊或限制一些模塊的使用，成為完成某種特殊處理任務(wù)的專項處理流程。隨著處理技術(shù)的發(fā)展和解決地質(zhì)問題能力的提高，處理流程越來越復(fù)雜。一些新的處理技術(shù)，如：深度偏移，不能用一個模塊來完成，需要組織一個專門流程。

當(dāng)?shù)乇砀卟钶^大，淺層地震地質(zhì)條件復(fù)雜多變時，對處理成果影響較大而且難以處理好的關(guān)鍵步驟是靜校正，當(dāng)初至折射波靜校正假設(shè)模型與實際的淺表條件差別太大時，其誤差較大。最新的層析法靜校正要求有較多的近道數(shù)據(jù)，其假設(shè)條件較少，值得進(jìn)一步深入研究。隨著計算效率和計算機(jī)硬件性價比的提高，疊前深度域偏移成像應(yīng)用日益廣泛，尤其從地表開始的波動方程疊前深度域偏移是未來的發(fā)展方向。

資料解釋：地震資料解釋就是將地震資料處理獲得的地震時間剖面進(jìn)行分析，最終將其轉(zhuǎn)化為地質(zhì)成果的過程。它分為構(gòu)造解釋和巖性解釋兩種。煤田地震勘探目前主要還是進(jìn)行構(gòu)造解釋，巖性解釋仍處于研究和發(fā)展階段。因此，以下重點研究構(gòu)造解釋的技術(shù)和方法。

3 地震波的識別

地震資料的解釋首先要識別時間剖面上的地震波。

3.1 地震波的標(biāo)定

識別的地震波需要賦予其地質(zhì)含義，這樣才能將地震時間剖面轉(zhuǎn)化為地質(zhì)剖面，這就是地震波的標(biāo)定工作。地震波的標(biāo)定方法主要有兩種：地震測井(VSP)和制作人工合成地震記錄。目前，主要采用制作人工合成地震記錄的方法。當(dāng)然，對已開展過地震勘探的區(qū)域，因已掌握了地震反射波的特征及地質(zhì)層位的對應(yīng)關(guān)系，也可以憑經(jīng)驗對地震波進(jìn)行標(biāo)定。制作人工合成地震記錄的方法是采用鉆孔測井曲線(速度、密度)與理論地震子波(鉆孔旁實際地震資料提取的子波)褶積，求得鉆孔處地震記錄，然后再與鉆孔實際地震時的剖面對比，將地質(zhì)層位和地震反射波一一對應(yīng)起來。

3.2 地震波的追蹤對比

波的對比首先要確定重點研究的標(biāo)準(zhǔn)層反射波同相軸。具有強(qiáng)振幅和較穩(wěn)定波形的反射波稱為標(biāo)準(zhǔn)層波，一般指煤層反射波和新生界底界反射波。通過對標(biāo)準(zhǔn)反射波的確定，就可以了解工區(qū)內(nèi)地震時間剖面波組特征和結(jié)構(gòu)。然后對確定的標(biāo)準(zhǔn)層反射波進(jìn)行追蹤對比。當(dāng)反射界面連續(xù)性好、巖性穩(wěn)定時，其反射波反射振幅強(qiáng)，連續(xù)性好，可進(jìn)行強(qiáng)相位連續(xù)對比追蹤；遇到斷層或其他地質(zhì)構(gòu)造將所追蹤的反射波錯斷時，應(yīng)根據(jù)其波形特征，經(jīng)對比后找出斷層另一盤的同一反射波繼續(xù)進(jìn)行相位對比追蹤。為了提高對比的可靠性，一般采用波組對比的方法，即：對比較靠近的若干個反射波組成的反射波組進(jìn)行對比。測區(qū)不同測線地震時間剖面之間的對比須掌握兩個原則：一是相鄰測線地震時間剖面所反映的地質(zhì)層位、構(gòu)造形態(tài)應(yīng)基本相似，對于斷層、尖滅等地質(zhì)構(gòu)造現(xiàn)象應(yīng)有相應(yīng)的反映。二是相交測線的交點處，同一反射層位的到達(dá)時間應(yīng)相等。

3.3 疊加時間剖面與偏移時間剖面

波的對比解釋首先是在疊加時間剖面上進(jìn)行的，構(gòu)造解釋、構(gòu)造點確定等要參考偏移時間剖面，有時甚至構(gòu)造圖的獲得直接來自于偏移時間剖面，這是因為相對于疊加剖面，偏移剖面有其自身的特點與優(yōu)勢。地質(zhì)剖面反映沿測線鉛垂剖面上的地質(zhì)情況，在構(gòu)造復(fù)雜地區(qū)疊加時間剖面上還會出現(xiàn)各種異常波，如：繞射波和凹界面的回轉(zhuǎn)波，它們的同相軸形態(tài)與地質(zhì)剖面完全不同。而偏移時間剖面沿測線方向進(jìn)行了歸位，地震反射波的形態(tài)、構(gòu)造點位置更接近地下地層的實際情況，一些特殊波也進(jìn)行了收斂和歸位，地質(zhì)構(gòu)造顯示更加清晰。

[1] 孟令順，杜曉娟，傅維洲.勘探地球物理教程[M].北京：地質(zhì)出版社，2012.

[2] 佟凱.煤田地質(zhì)與勘探[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2014.

[3] 王定緒.煤炭地質(zhì)勘查技術(shù)[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2007.

[4] 王定武，王運泉.煤田地質(zhì)與勘探方法[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2005.

[5] 曹代勇，等.煤炭地質(zhì)勘查與評價[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2010.

Recognitionofdataprocessing,indoordataprocessingandseismicwaveforcoalfieldgeologicalseismicexploration

CAI Zheng-bo

(Heilongjiang Coalfield Geological Survey Team, Harbin 150000, China)

Seismic exploration is a systematic project, so it is necessary to do well in the field of data acquisition, indoor processing and interpretation of each link in order to achieve better geological results. This paper mainly studies the technology and methods on recognition of seismic data processing, indoor data processing and seismic wave.

Coalfield geology; Seismic exploration; Data processing; Indoor data processing; Seismic wave recognition

P631

B

1674-8646(2017)20-0052-02

2017-08-29

蔡正博(1980-)，男，工程師。