煤田地震勘探斷層解釋技術(shù)淺析

摘 要：隨著煤炭事業(yè)的不斷發(fā)展以及從前對煤炭挖掘的日積月累，表層的煤炭資源逐漸被挖掘完畢，挖掘工人不得不進行更深層次的挖掘，而這就需要挖掘者能夠更加準確地定位煤層結(jié)構(gòu)，對斷層的解釋方法有很多，現(xiàn)在比較常用的是帶有地震屬性的技術(shù)。本文將從斷點、斷層等概念入手，淺析幾種地震屬性的斷層解釋技術(shù)。

關(guān)鍵詞：煤田勘探；斷層解釋；地震屬性技術(shù)

前言：在煤田的挖掘過程中，構(gòu)造問題一直是一個令人頭痛卻又不得不解決的問題。斷裂構(gòu)造始終是影響煤田勘探開發(fā)的一個非常重要的問題，它的好壞直接影響了煤田挖掘的安全問題。煤田地震勘探斷層解釋技術(shù)的發(fā)展可以解決這一問題。地震屬性技術(shù)有很多，包括地震相干體等，應(yīng)用十分廣泛。三維可視化技術(shù)的應(yīng)用也非常重要。三維可視化技術(shù)是指能夠以一種立體、多方位的角度去觀察斷層情況，并借此來更好地把握斷層的整體空間形態(tài)，并檢測出斷層的實際空間分布情況，有利于工作人員對整體的掌控和把握。

1.地震屬性技術(shù)對斷層解釋的理論基礎(chǔ)

1.1對斷點、斷層、斷層傾角的描述

在斷面中，時間剖面是通過波的形狀改變的面積來體現(xiàn)的。而判斷斷點的方法則是觀察與時間剖面是否發(fā)生突然的變化。如果垂直于時間剖面出現(xiàn)了反射波的一樣的方向上出現(xiàn)了顯著變化，比如相位的錯位、突然斷裂、突然增大或突然減小等情形，這樣的點一般被判斷為斷點。在對斷點解釋之后，接下來我們可以根據(jù)斷點在截面上的各種特點，將斷點與其相對應(yīng)的斷層進行配對，斷層是由斷點經(jīng)過一定的順序排列而成。因此，有相似點的煤層斷層在截面上會有很大的秩序性，有規(guī)律可循。斷層形成之后，由于斷層是由斷點組合而成，兩個或兩個以上組合的斷層將反射波分開時，最高處和最低處的反射波的連線就叫做斷層線，這條線相對應(yīng)就是斷層傾角。

1.2切片的描述

水平切片是指數(shù)據(jù)在呈三維的時候，在時間相同的條件下的水平切面或不同地層在相同時間向上露出的多少。水平切片的同一條線上相同方向的強度能夠代表反射波強度。水平切片的作用是了解、預(yù)測斷層橫、豎的方向展開的形式，并檢查是否有斷層的存在，判斷方法是根據(jù)同一條線是否有斷開處來確定。除此之外，水平切片還有其他一些作用，能夠很好的輔助地震屬性技術(shù)對斷層進行解釋。由于煤層的結(jié)構(gòu)具有一定的規(guī)律性，運用一定的專業(yè)知識進行分析，可以發(fā)現(xiàn)不同斷層的地方會形成不同類型的切片，按照這個思路對斷層進行解釋會比較簡單。埋藏越深，結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，此時如果出現(xiàn)斷層，可以利用反射的原理將其改變。這種理論很好地服務(wù)于三維可視化技術(shù)。

1.3勘探實施前的準備工作——區(qū)域控制

區(qū)域控制是進行勘探斷層技術(shù)實施的前提。在真正實施勘探斷層技術(shù)之前，工人應(yīng)該對地層的巖性以及周圍的環(huán)境有詳細具體的了解，以此來保證工作的正常進行。除此之外，應(yīng)對斷層解釋技術(shù)所涉及到的技術(shù)和物品進行分類，并對每種類型用不同的顏色加以區(qū)分，方便解釋和命名和記憶。以一種精確的方式命名會方便對實施過程的管理，方便對每個斷層的識別和記憶，從而方便以后的實施工作。在以往的經(jīng)驗中，我們發(fā)現(xiàn)，單純的解釋方法無法保證解釋的精確性，因此，為了使解釋能夠正常、更好地進行，我們采用多種解釋方法聯(lián)合的方法進行解釋。這種方法能夠提高解釋的精確度，并且也能使解釋的可信度更高，以此來保證工作的高效進行。

2.地震屬性技術(shù)的種類及應(yīng)用

2.1方差分析解釋技術(shù)

方差分析解釋技術(shù)是求出所有樣本點的方差，再求出所有相鄰的樣本點間相互的方差，再通過一系列數(shù)學(xué)計算得到所要求的值。在應(yīng)用這種方法時需要注意，應(yīng)根據(jù)一定的規(guī)則原理來選擇參數(shù)和方式。通常來說共有加、乘法兩種形式。不同的形式的特點不同，乘法形式需要計算的數(shù)據(jù)多且計算復(fù)雜，但和斷層走向的關(guān)系不是很大，加法的形式則剛好相反。

2.2地震相干技術(shù)的應(yīng)用

在對煤層構(gòu)造進行解釋的過程中，出現(xiàn)了很多地震屬性技術(shù)，地震相干技術(shù)就是其中之一，并以其高效的工作能力和明顯的效果被廣泛使用。在地震相干技術(shù)發(fā)展的過程中，經(jīng)歷了許多變革和改進，才逐漸變成今天人們使用的樣子，并被許多領(lǐng)域接受并應(yīng)用。本文利用兩種不同相干體屬性技術(shù)進行斷層解釋，其中之一是在相似性的相干體計算方式下，將一個待分析點作為幾何中心進行分析，根據(jù)比值計算出相似系數(shù)，并比較相似系數(shù)的大小。此計算方式是將地震的數(shù)據(jù)進行重疊，如果完全重疊，則樣本點可以排成一條直線，并且這條直線的方向就是正方向。如果波的形狀反向重疊，樣本點依然可以排成一條直線，不同的是，這條直線的相反方向為主方向，該方向為次要方向。之后運用數(shù)學(xué)方法進行大量的數(shù)學(xué)計算，計算出特征值，然后對所求出的值進行相干運算，將所有的相干值再次進行數(shù)學(xué)計算，求出的最大值、次大值分別代表信號能量、噪音能量，再進行對數(shù)據(jù)的取舍來降低某一個特征的干擾，以此來提高精確度。將這種方法運用到傾角上，可以減少構(gòu)造中出現(xiàn)的問題，在實際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)當?shù)靥厥獾那闆r如自然環(huán)境、氣候等等客觀條件對上述步驟進行適當修改，如將數(shù)據(jù)進行初步的降粗糙處理，能夠極大地減小誤差，使數(shù)據(jù)更加接近實際。但是運用兩種方法最后得出的結(jié)果是具有差異的，可以在得出實驗結(jié)果后做出比較，得到最優(yōu)解。 相干算法現(xiàn)在也在不停的發(fā)展之中，不斷的進步，逐漸變得分辨率更高、精度更高、更加清新地識別斷層。

2.3鉆孔技術(shù)的探究

在對煤田的開采過程中，不同的幾何形狀、不同的物理性質(zhì)的網(wǎng)都可以是有規(guī)律的鉆孔。這些網(wǎng)的截面上的線都是直線的，使得鉆孔的某些性能不是十分優(yōu)秀。這種特性使得它適合用于穩(wěn)定的煤層，但是對于不穩(wěn)定的就會有些力不從心。因此，為了穩(wěn)定起見，必須要遵從所謂的三邊原則。在真實情況下操作時，向事先設(shè)定好的方向進行鉆孔的花費是十分龐大的，但在某種特定的條件下，這種情況又是必須的。因此解決這個問題十分重要。當三個鉆孔同時看到相同斷層時，能夠?qū)嵤┳匪?。如果這幾個鉆孔的距離很遠，則斷層會在很大區(qū)域內(nèi)波動較大，追索時需要的條件是平面，也就是如果在曲面的條件下進行誤差是十分大的。而恰好，由三個點組成的面在大部分情況下是平面，但如果變化過大，則曲率越大，相應(yīng)的誤差也就越大，無法保證工作的精確施行，其結(jié)果也是我們不愿看到的。這些在鉆孔中容易出現(xiàn)錯誤或造成數(shù)據(jù)不準確的地方，我們要盡可能地找出解決的辦法，在尚未找到十分經(jīng)濟有效實用的方法前，我們應(yīng)注意規(guī)范自己的行為，盡量減少這類錯誤的發(fā)生。

3.結(jié)語：隨著煤田資源的不斷被挖掘，資源的減少給我們帶來了挖掘上的難題，這就需要有先進的科學(xué)技術(shù)來對其進行保駕護航。地震屬性技術(shù)的種類有很多，并且每一種都需要非常專業(yè)的人士才能去執(zhí)行。更值得注意的是，這些技術(shù)中還有很多方面尚不完善，仍然存在許多漏洞，這就需要更多的后來人去彌補，去完善。

參考文獻：

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作者簡介：

劉鵬飛，1982.02.23，本科，地質(zhì)工程，物探中級工程師。