二維地震勘探技術(shù)在陜北侏羅紀(jì)煤田活雞兔西勘查區(qū)找煤中的應(yīng)用

冀月飛

摘 要：陜北侏羅紀(jì)煤田活雞兔勘查區(qū)在20世紀(jì)70年代就已經(jīng)做過煤田普查工作，從當(dāng)時(shí)的資料來看，該區(qū)域內(nèi)找煤前景良好。但是，當(dāng)時(shí)技術(shù)手段和儀器設(shè)備均比較落后，導(dǎo)致很多地方煤田富集情況還未查清。因此，為了更好地取得找煤突破，有必要開展進(jìn)一步的詳查工作。本文結(jié)合實(shí)例，分析二維地震勘探技術(shù)在該區(qū)域找煤中的應(yīng)用，說明該技術(shù)在找煤中具有重大指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：二維地震勘探;找煤;地質(zhì)成果

中圖分類號(hào)：P631.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-5168（2020）26-0074-03

Abstract： In the 1970s，The Huojitu survey area of Jurassic coalfields in northern Shaanxi Province had already done coalfield surveys， judging from the data at that time， the prospects for coal exploration in this area are good. However， at that time， the technical means and equipment were relatively backward， leading to the fact that the enrichment situation of coal fields in many places has not been investigated. Therefore， in order to make a breakthrough in coal exploration， it is necessary to carry out further detailed investigations. Combined with examples， this paper analyzed the application of two-dimensional seismic exploration technology in coal exploration in this area， indicating that this technology has great guiding significance in coal exploration.

Keywords： 2D seismic exploration;coal exploration;geological achievements

陜北侏羅紀(jì)煤田活雞兔西勘查區(qū)在20世紀(jì)70年代就已經(jīng)做過煤田普查工作，但是由于當(dāng)時(shí)技術(shù)手段與儀器設(shè)備均比較落后，很多地方煤田富集情況還未查清。從當(dāng)時(shí)的資料上看，該區(qū)域內(nèi)找煤前景良好。為此，陜西省自然資源廳專門下達(dá)了該區(qū)的地質(zhì)詳查任務(wù)書，以期在該區(qū)取得找煤新突破，為陜西省煤炭資源開發(fā)提供有力支撐。

1 勘查區(qū)概況

勘查區(qū)位于陜北侏羅紀(jì)煤田神北礦區(qū)的西北角，呈近北北西向的多邊形，北西長(zhǎng)約為16 km，北東寬約為7 km，工作面積為88.84 km2。其屬于中等沙漠化地區(qū)，地處毛烏素沙漠，地勢(shì)開闊，沿地震測(cè)線大部分地段較平坦，僅個(gè)別地段有溝谷發(fā)育且有茂密的植被，易給野外施工帶來不便。大部分地段沙丘連綿起伏，高差較大，海拔一般介于1 100～1 300 m。

鉆孔揭露區(qū)內(nèi)地層由老到新依次為：三疊系中上統(tǒng)延長(zhǎng)組（原永坪組）（T2-3y）、侏羅系中統(tǒng)延安組（J2y）、直羅組（J2z）、安定組（J2a）、新近系上新統(tǒng)保德組（N2b）、第四系中更新統(tǒng)離石組（Q2l）、上更新統(tǒng)薩拉烏蘇組（Q3s）、第四系全新統(tǒng)風(fēng)積層（Q4eol）和沖洪積層（Q4al）。

2 野外數(shù)據(jù)采集

2.1 試驗(yàn)工作

生產(chǎn)前進(jìn)行充足的試驗(yàn)，以保證原始資料的質(zhì)量。本次試驗(yàn)的目的是進(jìn)一步了解區(qū)內(nèi)的地震地質(zhì)條件和有效波、干擾波的發(fā)育情況，選擇最佳的激發(fā)因素、接收因素和儀器因素，以獲得信噪比較高的主要目的層反射波，確定高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量、高速度完成本次地質(zhì)任務(wù)采用的基本工作方法及最佳施工參數(shù)[1-3]。

本研究針對(duì)不同地質(zhì)條件的不同地段進(jìn)行了藥量和井深試驗(yàn)。

圖1為黃土覆蓋較厚地段同井深不同藥量對(duì)比試驗(yàn)記錄，可以看出，在單井12 m激發(fā)且藥量為1 kg時(shí)，因激發(fā)藥量小，目的層反射波能量較弱，隨機(jī)干擾波、面波等不能得到有效壓制，目的層反射波不連續(xù);而當(dāng)激發(fā)藥量加大到2 kg時(shí)，記錄面貌明顯變好，干擾明顯變?nèi)?，目的層反射波能量增?qiáng)，連續(xù)性增加。

圖2為黃土覆蓋較薄或風(fēng)化基巖出露地段試驗(yàn)對(duì)比記錄，可以看出，在井深為35 m，鈣質(zhì)結(jié)核層中或黏土中激發(fā)時(shí)，因疏松的介質(zhì)對(duì)能量的吸收衰減作用比較強(qiáng)，導(dǎo)致能量不能盡可能地向下傳播，目的層反射波被面波干涉較嚴(yán)重，不連續(xù)，能量較弱，而當(dāng)井深加大到6 m，在基巖面激發(fā)時(shí)，因?yàn)槠涫且粋€(gè)好的激發(fā)界面，使得激發(fā)能量有效地向下傳播，從而使目的層反射波能量增強(qiáng)，連續(xù)性增加。

2.2 參數(shù)選擇

根據(jù)本次補(bǔ)充驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)論及以往類似地區(qū)和鄰區(qū)所獲得的地震勘探工作經(jīng)驗(yàn)，本次地震勘探工作采用以下施工參數(shù)。

2.2.1 激發(fā)因素。黃土覆蓋較厚地段采用單井激發(fā)，采用洛陽鏟+破石鏟的人工成孔方式，激發(fā)層位選在相對(duì)致密土層中，激發(fā)藥量為每井2 kg;在黃土覆蓋較薄或風(fēng)化基巖出露地段，采用破石鏟進(jìn)行成孔，單井激發(fā)，井深打至基巖面，藥量1～2 kg;基巖出露地段采用單井激發(fā)，采用風(fēng)鉆進(jìn)行成孔，激發(fā)層位打至基巖面下2～3 m激發(fā)，藥量為1～2 kg。

2.2.2 接收因素。觀測(cè)系統(tǒng)選擇中點(diǎn)激發(fā)，接收道數(shù)為96道，道距為10 m，炮距為20 m，覆蓋次數(shù)為24次;5個(gè)10 Hz檢波器串聯(lián)后沿測(cè)線進(jìn)行線性組合。

2.2.3 儀器因素。儀器選用法國產(chǎn)428XL高分辨率遙測(cè)數(shù)字地震儀，前放增益為12 dB，采樣間隔為1 ms，記錄長(zhǎng)度為2.5 s;采用全頻帶接收。

3 資料處理與解釋

結(jié)合本區(qū)地質(zhì)任務(wù)，本研究在資料處理中著重強(qiáng)調(diào)以下幾點(diǎn)：做好折射靜校正，選取合理的基準(zhǔn)面和充填速度;注重疊前單炮記錄凈化，在反褶積處理之前盡量將面波、聲波等各種干擾波濾除干凈;為有效提高地震資料的分辨率，應(yīng)選擇多道統(tǒng)計(jì)反褶積方法來歸一化地震子波，改善不同記錄道之間波形特征不一致、能量差異過大的現(xiàn)象;處理過程中充分利用各種資料做好速度分析工作，確保最終剖面上波組特征明顯、地質(zhì)現(xiàn)象清楚，斷層斷點(diǎn)、斷面清晰[4-5]。剩余靜校正前后剖面對(duì)比如圖3所示。

本次二維地震資料解釋工作主要利用Geoframe解釋系統(tǒng)，解釋中充分利用區(qū)內(nèi)的鉆探資料，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造規(guī)律及周邊測(cè)區(qū)地質(zhì)成果，對(duì)本次地震資料進(jìn)行了精確的分析、研究。解釋中對(duì)反射地震疊加時(shí)間剖面進(jìn)行層位標(biāo)定、追蹤對(duì)比和地質(zhì)解釋，以人工解釋為主、工作站人機(jī)聯(lián)作解釋為輔，充分利用了解釋系統(tǒng)的多參數(shù)的顯示方式，完成本次地震勘探的資料解釋工作[6-7]。

4 地質(zhì)成果

4.1 地震地質(zhì)成果

本次二維地震勘探主要取得以下成果：解釋了1個(gè)孤立正斷點(diǎn)df1，其位于DZ2地震測(cè)線H004孔西南方向，傾向NNE，傾角為74°，落差為12 m;圈定了測(cè)線上主要可采煤層1-2上、1-2、2-2、5-1上煤層的賦存范圍并控制了各個(gè)煤層的底板起伏形態(tài);解釋了測(cè)線上各主要可采煤層的厚度變化趨勢(shì);解釋了剖面上覆蓋層厚度變化趨勢(shì)。

4.2 鉆探驗(yàn)證成果

在充分研究地震資料的基礎(chǔ)上，結(jié)合地面地質(zhì)填圖調(diào)查結(jié)果，在勘探區(qū)內(nèi)布設(shè)鉆孔12個(gè)，共見到具有對(duì)比意義的編號(hào)煤層10層，其中可采煤層有7層，即1-2上、1-2、2-2上、2-2、3-1、5-1、5-2煤層，主要可采煤層為1-2上、1-2、2-2、5-1煤層;次要可采煤層為2-2上、3-1、5-2煤層。

4.3 估算資源量

對(duì)1-2上、1-2、2-2上、2-2上、3-1、5-1、5-2煤層資源量進(jìn)行估算，除去已有礦權(quán)占用資源量外，勘查區(qū)內(nèi)共獲各類資源量99 916萬t，其中，可利用資源量為98 873萬t，鐵路壓覆資源量為1 043萬t。可利用資源量中控制的（332）資源量為32 779萬t，占33.15%;推斷的（333）資源量為66 094萬t，占66.85%。

5 結(jié)語

實(shí)例分析表明，二維地震勘探技術(shù)在新時(shí)期找煤方面具有重大指導(dǎo)意義。用地震勘探指導(dǎo)鉆探工作，可以減少鉆探工作的盲目性，縮短勘探周期，這樣就大大節(jié)約了成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

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