地震資料整合處理與解釋在煤礦中的應用及效果淺析

林全章

（山東省煤田地質(zhì)局物探測量隊，山東 濟南 250104）

1 工作區(qū)概況

井田內(nèi)曾進行過多次三維地震勘探工作，但由于區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造復雜，各三維區(qū)之間物探成果差異較大，大大影響了工作面布置。為確保地質(zhì)資料準確，降低鉆探成本，需對井田內(nèi)三維地震資料進行整合處理，并進行重新解釋，以確保礦井施工安全。

1.1 工作區(qū)地層

工作區(qū)地層區(qū)域上屬華北型地層大區(qū)晉冀魯豫地層區(qū)濟寧小區(qū)，井田為華北型全隱蔽石炭、二疊系含煤地層，自上而下發(fā)育有第四系、侏羅系上統(tǒng)蒙陰組、上二疊統(tǒng)上石盒子組、下二疊統(tǒng)下石盒子組和山西組、上石炭統(tǒng)太原組、中石炭統(tǒng)本溪組及奧陶系中、下統(tǒng)。其中山西組和太原組是本區(qū)主要含煤地層。

1.2 工作區(qū)地質(zhì)構(gòu)造

區(qū)域構(gòu)造格局的形成始于印支運動末期，定格于燕山期，并被后期的構(gòu)造運動所改造。區(qū)域性斷裂構(gòu)造呈近東西向和近南北向展布，是一種拉張應力背景下的產(chǎn)物。區(qū)內(nèi)構(gòu)造具有多期次特點，次級斷裂構(gòu)造具有展布多方向性和切割關(guān)系的復雜性。

2 地震資料整合處理方法解析

2.1 整合處理基本思路

在進行處理前，需要先對以往資料進行整合，建立統(tǒng)一的空間屬性，把以往各三維區(qū)的炮點檢波點線號樁號換算成以統(tǒng)一的基準點起算的線號和樁號。最終把以往所有三維區(qū)的資料作為一個大區(qū)進行統(tǒng)一處理，從而獲得統(tǒng)一的三維數(shù)據(jù)體，以進行下一步的資料整體解釋工作。

2.2 整合處理方法

在資料整合完成后，三維地震資料處理就可以按照一個三維區(qū)進行處理了，處理的基本步驟為：首先是三維數(shù)據(jù)體空間屬性建立，先用綠山軟件建立空間屬性并進行反復核對，無誤后再通過程序轉(zhuǎn)成CGG 屬性文件，接著進行道編輯、濾波、真振幅恢復、反褶積等處理過程，再進行速度分析和剩余靜校正的反復迭代獲得初疊剖面，然后再進行DMO 處理、隨機噪音衰減、三維一步法偏移并最終獲得我們整合解釋需要的三維數(shù)據(jù)體。

2.3 整合處理成果

三維地震勘探整合處理，處理出來的成果是一個統(tǒng)一的三維數(shù)據(jù)體，而不是原來分開每個區(qū)的三維數(shù)據(jù)體了，這樣給下一步三維地震資料的解釋提供了很大的方便，同時也是整個地震資料整體解釋的基礎(chǔ)。如圖1 所示。

圖1 地震資料整合處理后獲得的三維數(shù)據(jù)體

3 地震資料整體解釋方法

把整合處理完成的三維數(shù)據(jù)體加載在GeoFrame解釋工作站上，采用人機聯(lián)作解釋系統(tǒng)，進行層位自動追蹤、任意方向時間剖面閉合、水平切片斷點分析、斷層立體追蹤、圖形縮放、不同方式顯示等手段對三維地震資料進行整體解釋。對于煤礦上以往三維地震資料需要整合處理解釋的項目一般都是構(gòu)造比較復雜的地區(qū)，因此構(gòu)造的解釋和煤層賦存情況的解釋為地震資料整體解釋的重點。

3.1 構(gòu)造的解釋方法

構(gòu)造的解釋主要包括斷層的解釋和褶曲的解釋。斷層解釋主要以時間剖面解釋為主，以時間剖面上反射波同相軸的錯斷、迭掩、扭曲、強相位轉(zhuǎn)換、斷點繞射波和斷面波作為解釋依據(jù)；以水平時間切片解釋為輔，在水平時間切片上表現(xiàn)為反射波明顯的水平位移，甚至在水平切片上切不到的一盤無能量顯示。

褶曲的解釋也以時間剖面為主、水平切片為輔。時間剖面上褶曲的解釋主要依據(jù)反射波同相軸所反映的褶曲形態(tài)進行解釋。在覆蓋層厚度及速度變化不大的情況下，三維偏移剖面反射波同相軸所反映的時空域中的褶曲形態(tài)基本與煤系地層的褶曲形態(tài)一致。

3.2 煤層賦存情況的解釋方法

煤層賦存情況的解釋主要是通過時間剖面上追蹤煤層的反射波的能量變化、連續(xù)性變化等信息進行解釋，傳統(tǒng)的方法是從三維數(shù)據(jù)體上按一定的網(wǎng)度抽取時間剖面通過解釋人員逐條時間剖面進行解釋。這種方法雖然也能很好地解釋煤層的異?，F(xiàn)象，但效率不高，同時由于是由點到線，再由線到面進行解釋，很難宏觀地把控煤層異常區(qū)的平面展布情況。通過GeoFrame 系統(tǒng)自帶的地震屬性分析功能，可以直接提取出地震反射波中含有的振幅、相位、頻率、能量等信息，進而直接生成瞬時頻率、瞬時相位、最大、最小、平均、均方根振幅等屬性分析圖件進行解釋。如圖4 為煤層最大振幅屬性分析平面圖，通過這個圖能很好地解釋出煤層反射波異常區(qū)在平面上的發(fā)育情況。

圖2 煤層最大振幅屬性分析平面圖

4 效果分析

（1）通過對義能煤礦區(qū)內(nèi)以往施工過的3 期三維地震勘探進行原始資料整合處理，獲得了一個統(tǒng)一的三維數(shù)據(jù)體。原單個三維數(shù)據(jù)體邊界附近覆蓋次數(shù)較低、偏移畫弧等現(xiàn)象得到了很好的改善，為后面的全區(qū)地震資料整體解釋打下了堅實的基礎(chǔ)。

（2）通過地震資料整體解釋，對全井田的構(gòu)造形態(tài)有了一個全面的認識，區(qū)內(nèi)的向背斜等褶曲形態(tài)反映更加清晰可靠，區(qū)內(nèi)的斷裂構(gòu)造平面展布更加合理，同時很好地解決了多期地震勘探解釋成果拼接處兩邊斷層互相不匹配的問題，為井田下一步的開采設(shè)計提供了依據(jù)。

（3）通過提取煤層反射波的屬性進行分析，圈定了井田內(nèi)煤層反射波異常區(qū)，通過鉆孔標定和煤層反射波特征分析，能很好地把煤層的沖刷變薄和巖漿巖吞蝕等煤層異常區(qū)準確的識別出來。

5 結(jié)語

針對進行過多期三維地震勘探的煤礦，由于每期可能施工單位不同，野外數(shù)據(jù)采集參數(shù)不同，處理參數(shù)的不同，在一些構(gòu)造復雜的礦區(qū)很容易造成不同三維區(qū)接邊處兩邊斷裂構(gòu)造不匹配的問題，讓礦方在開采設(shè)計的時候無所適從。通過對礦區(qū)內(nèi)以往三維地震資料進行整合處理解釋，能很好地解決問題。由于是進行三維地震資料的二次處理解釋，不需再進行野外施工，可以大大地節(jié)約勘探成本。