淮南矿区高精度三维地震勘探技术应用

淮南矿业集团于2007年首次将全数字高密度三维地震勘探技术引入煤炭领域,并成功推广应用;由于常规三维地震区块受采动塌陷影响,不具备再次施工高密度三维地震的条件,2012年开始,淮南矿业集团对常规三维地震区块的原始采集数据进行二次精细处理、解释。高密度三维地震勘探和三维地震资料二次处理解释都有效提高了地震资料的信噪比和横向、纵向分辨率,达到了高精度三维地震探测的目的。通过煤矿大量揭露资料对比分析:高密度全数字三维地震勘探技术对于识别小断层、查找陷落柱、刻画灰岩地层裂隙等方面效果显著;常规三维地震资料进行二次精细处理、解释能明显改善下部煤层的成像效果。高精度三维地震勘探技术具有广阔的推广应用前景。      

山西某矿陷落柱三维地震成果可靠程度评价

三维地震勘探技术在全国大多数煤矿得到推广和普及,但是如何评价三维地震勘查成果,对其验证情况如何评判,一直没有统一的标准和做法。从定性解释准确与否、摆动误差及规模吻合程度等几个角度,利用公式计算及实际探采对比资料,对同一勘探区前后两次三维地震解释陷落柱的可靠程度进行综合打分及评价等级划分。研究认为,在矿区开展原始资料的二次精细处理解释工作,对提高陷落柱准确率有明显的效果,进一步证明此三维地震解释成果可靠程度的评价标准具有一定的合理性和可操作性。      

小面元三维地震勘探技术在西山屯兰矿南五采区的应用

屯兰矿南五采区地形复杂,最大高差达271m,地表大面积为第四系黄土覆盖,激发困难。为探索研究小面元三维地震勘探技术的应用效果。在常规三维地震勘区域内划出1km^2,采用5m×5m小面元进行采集。在地震数据采集过程中,采取了加大激发井深、提高覆盖次数、减小CMP面元网格和加大接收排列等技术措施,做到“四小三高、二中一深、两个等高面”。通过插值、抽线及扩大面元处理。获得2．5m×2．5m×1ms、5m×5m×1ms、5m×10m×1ms、10m×10m×1ms以及不同叠加次数的三维数据体。资料解释工作主要是在5m×5m×1ms、2．5m×2．5m×1ms两个数据体上进行,解释落差大于或等于5m的断层6条,落差3～5m的断层8条;查明长轴直径20～30m的陷落柱4个。30～100m的陷落柱1个,大于100m的陷落柱3个。与相邻区常规三维地震比较,小面元三维地震勘探有利于对小陷落柱、小断层的控制和解释。     

三维地震属性分析解释技术在山西赵庄矿的应用

依托山西晋煤集团赵庄矿三维地震勘探项目进行三维地震属性分析解释技术的应用研究,对其关键技术进行了重点描述,并应用多种属性联合解释方式与三维可视化技术、三维地质建模技术相结合,对小的断层和陷落柱等进行了解释。同时,选取多种属性作为BP神经网络预测模型的基本参数,预测了煤层的厚度。通过对比目前煤田三维地震勘探中通行的常规资料处理解释和属性分析解释两种方法的效果,认为属性分析解释更加精细,成果更加可靠。     

三维地震资料拼接处理技术在山西赵庄矿区的应用

在赵庄矿区不同时期采集的两块三维地震资料连片处理中,针对资料存在着采集方向不同(面元方向不同)、地震子波存在差异、地质构造相对复杂、偏移成像效果差等问题,采用了统一划分面元,块间地震子波匹配滤波,地表一致性振幅补偿,叠前时间偏移等技术。此次连片处理效果较原有地震时间剖面在信噪比、分辨率、地震保真度等方面都有较大提高,反映的地质现象更清晰:其中解释新增19条断层,均为落差较小的断层;新增5个陷落柱,否定4个陷落柱。     

高密度三维地震勘探在四川复杂山区的应用效果

勘探区位于四川盆地与云贵高原的过渡地带,地形高差大、地层倾角陡、煤层薄、地质情况复杂,浅表层地震地质条件较差。通过实验,采用端点下倾方向激发的观测方法。在资料处理中,采用了多种静校正方法与去噪处理技术;在资料解释时,利用三维地震数据体等时水平切片、均方根振幅属性等多种方法对断层、陷落柱及采空区进行解释,其中解释溶洞2个,陷落柱1个,断层38条,并圈定了C13、C19、C25三层煤的采空范围。实践证明:若满足地形高差不超过500m、地层倾角不能大于45°、煤系地层上覆灰岩厚度不大于200m等条件,在四川山区开展煤田地震工作具有可行性。     

高精度三维地震勘探技术在煤田安全生产中的应用

高精度三维地震勘探技术在提高数据采集密度的同时,可以有效提高地震信号的信噪比及纵横向分辨率,为解决复杂地区的精细构造解释及煤矿瓦斯预测奠定良好的数据基础。在淮南某煤矿采用了5m×5m小面元、64次覆盖、纵横比为0.8的高精度三维地震采集技术,及叠前去噪、保持振幅、提高分辨率、叠前时间偏移等处理技术,获得了高质量的地震剖面。在解释工作中,将方差、曲率等属性进行综合分析,有效提高了解释的准确性。该研究区的高精度三维地震勘探实例表明,沿煤层的方差体切片,可以有效识别断距2~5m的断层;方差属性和曲率属性能够清晰显示20m左右的小陷落柱,且不受附近大陷落柱等地质体的影响;而利用叠前道集数据得到的煤层泊松比与煤层气呈负相关关系,即低泊松比区为煤层气(瓦斯)的相对富集区,并与断层关系密切。     

地面物探技术在煤矿隐蔽致灾地质因素探测中的应用

通过勘探实例,介绍了地面电法、三维地震等地面物探手段在采空区、断层及陷落柱探测中的应用,结合地质背景及煤矿采掘情况,对采空区积水、断层及陷落柱的含(导)水性进行了分析,多数解释成果得到了矿方验证,效果良好。根据当前煤炭资源勘查形势,地面物探技术应从煤矿安全生产需求出发,致力于煤矿隐蔽致灾地质因素的探测,注重加强在各种复杂地质条件下物探技术应用研究,将采空区积水、断层及陷落柱导水等精细探测技术作为物探技术的发展方向。     

利用三维地震解释技术识别煤田陷落柱

三维地震资料能够识别的陷落柱大小与三维地震横向分辨率密切相关,在三维数据体中,三维偏移剖面的最佳水平分辨率取决于反射界面的平均速度及零相位子波的中心频率。为验证三维地震资料分辨陷落柱最小直径的能力,设计了9个直径从30 m到100 m不等、影响深度不同的陷落柱模型,其波动方程正演结果表明:陷落柱直径大小、垮塌高度都对地震反射波产生影响,进而影响到地震解释陷落柱的精度;陷落柱的直径与垮塌高度越大,则其在地震剖面上的反映越明显,反之则不易识别。并通过煤矿采区三维地震勘探技术应用实例,展示了常规三维地震解释技术结合方差、曲率等多属性综合分析技术在识别煤层陷落柱的有效性。     

地震波形差异技术在山西ky矿预测陷落柱中的应用

地震波形差异主要表现在陷落柱边界部位的差异、不连续/间断的异常特征。在地震时间剖面分辨率不能满足陷落柱精细解释时,依靠地震波形差异属性特征值的空间变化,可以有效地刻画出陷落柱在各煤层中的发育边界及高度。以山西ky矿为例,在陷落柱的解释中,对三维地震勘探技术中的常规时间剖面、波形差异属性雕刻技术、方差体切片等进行对比分析,结果表明利用地震时间剖面解释陷落柱的边界及高度误差较大,而地震波形差异属性可以精细刻画出陷落柱的边界及冒落高度。通过地震波形差异技术在该区的运用,圈定陷落柱7处,其结果经矿方实际采掘验证,效果较好。     

东庞矿突水陷落柱三维地震处理效果与对比

以东庞矿2903工作面突水陷落柱为例,利用三维地震的纵横剖面、联井剖面、等时切片与沿层切片对陷落柱进行了对比解释,并对偏移速度90%、95%和103%的3个不同地震数据体上陷落柱边界的控制效果进行了分析。结果表明:偏移速度95%的地震处理效果较好,地震沿层属性切片技术对陷落柱的解释精度最高。      

地震属性解释技术在探测陷落柱中的研究与应用

为有效识别采区中陷落柱,提高煤田地震勘探的解释精度,在三维地震数学模型的基础上,设计了相对容易建立的三维陷落柱模型。通过正演模拟,对提取模型数据的地震层属性、方差体属性进行研究、分析、优化与筛选,最终得到对陷落柱反应灵敏的地震属性。将该研究成果应用到某勘探区的资料解释中,解释成果经采掘资料验证．该方法选定的地震属性具有较高的构造识别精度。     

全数字高密度煤矿采区三维地震技术研究与实践

通过分析常规煤矿采区三维地震勘探存在的问题及技术瓶颈,提出了全数字高密度煤矿采区三维地震勘探的主要技术框架,即:数字检波器、单点接收、更小的接收道距与线距、更小的激发点距与线距、单炮超多道数、小面元、全方位、高覆盖次数观测,真实记录全波场海量数据的采集技术,及其与之相配套的高精度地震成像处理和精细综合地震解释技术。与以往的常规三维地震勘探相比,全数字高密度煤矿采区三维地震勘探技术在断层方位、小断层识别、陷落柱探测、下组煤层探测、高陡构造勘探等多个方面都有明显优势。     

综合物探方法在煤矿水文地质勘查中的应用

针对河南省禹州某煤矿区水文地质条件不明等问题,采用地震和瞬变电磁法相结合的方法进行勘探。为保证解释结果相互印证,在垂直于地层走向上布设了4条重合测线,并以其中的DZ03地震时间剖面和TEM03视电阻率断面图为例,依据其物理特征分别对陷落柱与断层进行了解释。结果表明,二种方法在解释异常位置、深度、形态及富水性等方面高度吻合。利用该方法解释矿区存在1个陷落柱,8条组合断层。根据断层的位置及富水区分布情况,推断F3和F5以北,富水性强且面积较大,特别在断层交汇部位岩溶水极其发育,且上下连通,另外陷落柱具有强富水性;F3以北和兴F2以西存在较大面积的中等富水区。     

三维地震探采对比及再分析初探

寺河矿为一个千万吨级特大型现代化矿井,截止2006年底,矿井三维地震勘探面积已达51km^2,目前采掘范围为二盘区和三盘区,面积分别为6．8km^2和2．8km^2。对比三维地震解释成果与矿井采掘区域实际揭露地质异常,发现早期的常规解释技术手段,在山区复杂地震地质条件下,勘探效果较差,难以满足高产高效矿井生产要求。建议根据采掘得到的相关煤层底板标高、补充钻孔数据、构造及异常数据,利用最新解释技术,在原有地震资料解释技术的基础上,重新进行层位标定,重点利用地震方差体解释技术及属性分析,更好地解释断层、陷落柱等地质异常,进而提高解释精度。     

湖区三维地震勘探应用与效果

微山湖某采区面积约4.07km2,区内长年积水,个别区域水深达5～6m,地震勘探施工条件复杂。针对该区资料采集的技术难点,其深水区使用专用检波器,并系重物固定到位;激发井位10～12m,采用船载人工钻成孔;观测系统为8线8炮36道中间激发,24次覆盖。资料处理采用折射静校正及分频处理等方法,其资料处理效果满足地质解释的要求。通过属性识别及相干分析等技术手段本区共解释断层49条,陷落柱2个,目前已验证断层2条,两者高度吻合。     

蚂蚁追踪技术在三维地震精细解释中的应用——以淮北祁南煤矿82采区为例

煤矿安全高效开采对小断层、小陷落柱等解释精度的要求越来越高,基于蚂蚁算法的地震属性分析技术能够较好地识别落差3~5 m的小断层。以淮北祁南煤矿82采区三维地震数据为例,采用蚂蚁追踪技术增强异常边界特征,从蚂蚁体沿层切片和剖面上综合分析,提高了对小断层的识别能力。利用蚂蚁追踪技术解释的18条断层异常,其中15条与实际揭露的相比,吻合率较高,验证率达83.3%。      

三维地震精细处理技术在识别煤田小断层中的应用

煤层中发育的断层构造不仅破坏煤层的连续性,而且往往与冒顶、突水、瓦斯突出等事故伴生,小断层等微幅构造的精确探测一直是煤田安全生产研究的重点。三维地震技术是目前获得煤区构造特征、识别小断层最有效技术手段之一,但常规地震数据处理技术难以满足现阶段煤田勘探精度的需求。笔者等针对煤田采区三维地震资料的特征,提出一种有效的煤田三维地震数据精细处理技术,通过对静校正、叠前去噪、振幅处理和反褶积等关键技术进行攻关试验,提高煤田三维地震资料的信噪比和分辨率,进而更好地识别小断层等微幅构造。通过对实际煤田三维地震资料进行精细处理测试表明,笔者等提出的精细处理技术对于煤田三维地震资料具有很好的实用性,在现有三维地震叠后偏移剖面基础上可以识别出煤层中5 m以内的小断层,验证了研究区煤田三维地震精细处理技术的有效性,体现了精细处理技术在煤田精细勘探中的重要作用。     

三维地震精细处理技术在识别煤田小断层中的应用

煤层中发育的断层构造不仅破坏煤层的连续性,而且往往与冒顶、突水、瓦斯突出等事故伴生,小断层等微幅构造的精确探测一直是煤田安全生产研究的重点。三维地震技术是目前获得煤区构造特征、识别小断层最有效技术手段之一,但常规地震数据处理技术难以满足现阶段煤田勘探精度的需求。笔者等针对煤田采区三维地震资料的特征,提出一种有效的煤田三维地震数据精细处理技术,通过对静校正、叠前去噪、振幅处理和反褶积等关键技术进行攻关试验,提高煤田三维地震资料的信噪比和分辨率,进而更好地识别小断层等微幅构造。通过对实际煤田三维地震资料进行精细处理测试表明,笔者等提出的精细处理技术对于煤田三维地震资料具有很好的实用性,在现有三维地震叠后偏移剖面基础上可以识别出煤层中5 m以内的小断层,验证了研究区煤田三维地震精细处理技术的有效性,体现了精细处理技术在煤田精细勘探中的重要作用。     

三维地震在陷落柱探测中的应用

本文简述了陷落柱的地质特征和三维地震探测陷落柱的可行性，结合张双楼矿三维地震解释陷落柱实例，重点介绍了陷落柱的三维地震解释方法。可以看出：三维地震是探查煤矿隐伏陷落柱最为有效的技术手段。