煤炭高密度空间采样地震勘探方法研究及应用效果

高密度空间采样地震勘探技术在野外采用单点激发、单点接收,可有效避免野外组合时差对高频的影响及组合产生的接收各向异性问题,并有利于室内对规则干扰进行压制。通过开展高密度空间采样试验,对高密度勘探技术中空间采样密度与分辨率的关系,高密度激发技术、静校正、高保真室内组合方法、噪声压制方法及三维去噪最小数据集抽取方法等关键技术进行了总结。以HNDJ区的高密度地震勘探项目为例,高密度地震勘探获得的新剖面,其各煤层的反射特征都比过去普通三维资料有明显提高,特别是Td波。对该区的高密度空间采样数据利用多种地震属性对断层进行识别,新发现6～8m的断层2条,尤其2m断距的断层显示的也非常清晰,实例表明高密度空间采样地震勘探技术,可提高地震勘探的成像精度。     

淮南矿区三维地震探采对比效果与实例分析

淮南矿区十多年来开展的煤矿采区三维地震面积达到254.56 km2,占井田面积的46.14%。通过对以往三维地震成果1 030个验证点的统计分析,拟定了三维地震成果验证准确率的评价标准;据此得出常规三维地震勘探对13-1煤层中3 m以上断层解释的准确率达62.38%,11-2煤层中2 m以上断层解释合格率约46.74%;而高密度三维地震勘探对11-2煤层中2 m以上断层解释的准确率达到85.71%。结合实例研究,分析了小断层、煤层变薄区在三维地震资料上的显示特征与探采对比效果。      

隐伏活断层地震勘探正演模拟方法

浅层高分辨率地震勘探是城市活断层探测手段中最有效、最可靠的方法之一,但是由于隐伏活断层勘探时存在着勘探深度浅、地层的属性差异小以及环境噪声大等因素,导致地震勘探数据信噪比低、反射信号弱等问题,严重影响地震数据的采集、处理和解释。采用一阶应力-速度方程的高阶交错网格有限差分方法, 结合完全匹配层(PML)的边界处理方法和通量校正(FCT)法消除频散的技术手段,对活断层模型地震勘探进行正演模拟,清晰直观地表现了断层处的细微差别,有助于地震勘探中对信号的分析与理解。结果表明,这些处理手段结合波动方程有限差分算法,能够有效实现薄层、弱反射的隐伏活断层模型的波场正演模拟,可有效识别隐伏活断层的断层倾角、断距、规模、跨越范围、断层深度以及断裂带影响范围,为分析这些参数对地震记录的影响提供有力帮助,同时结合实测地震数据的处理、解释,为防灾减灾提供具体有力的判据。     

微动和浅震反射技术在威宁-水城断裂构造隐伏地段的探测应用

威宁-水城断裂近年来地震较为频繁,历史地震最大震级为5.5级,为贵州地震发育较为频繁的一条较大断裂。本文为探查该断裂的隐伏部位的延续,进而判定该断裂隐伏段的位置、走向、倾向、断距等特征,利用微动和浅层地震反射两种物探方法对威宁-水城断裂重点位置进行精确定位。由于面波干扰的影响,根据地震反射剖面很难准确判定浅地表断层的精确位置。本文根据浅地表地层的错断往往会引起地层横向的速度变化的原理,利用微动方法提取2-5Hz频率范围的瑞雷面波相速度频散曲线,再利用面波层析成像方法反演获取面波二维相速度图像,从而反映出浅地表地层速度结构的变化,可以从另一方面揭示浅地表地层断层的精确位置。将这两种方法同时应用于威宁-水城断层勘探中,可在一定程度上弥补浅层地震反射勘探方法上判定断层浅地表地层精确位置上的不足。同时根据两种物探方法判断断层深浅位置不同,使两种方法能够相互验证。     

应用三维共炮点P波反射数据反演煤系地层参数

常规地震处理方法很难从反射时距中将速度与界面深度、走向和倾角等地层参数分离开来，这使得许多陡倾界面发育的构造复杂区反射成像质量不高。发挥三维地震勘探反射面接收的优势，利用三维倾斜界面P波反射仍具有双曲面时距的特点，导出界面深度、走向、倾角及P波速度的反演解，该反演解是唯一的。经实际资料验证，用网格接收面中任两条测线的时距可以得到全部速度和界面参数。这对于三维叠加偏移处理和提高成像质量有直接的影响。     

断层分段生长定量判别标准的建立及其地质意义—以松辽盆地杏北开发区萨尔图油层为例

为了降低地震断层解释中的不确定性,以松辽盆地杏北开发区三维地震资料为靶区,以断层"转换位移/离距(D/S)"为基础,建立了断层平面分段生长定量判别标准,其中,侧列叠覆、开始破坏和完全破坏3个阶段的临界D/S分别为0.27和1。研究结果表明,1杏北开发区278+273断层是由278断层和273断层侧列叠覆组成,同时验证了断层分段生长定量判别标准的可靠性;2断圈类型由单断下盘翘倾型断圈校正为侧列叠覆断层孤立型断圈,同时断圈范围也明显变小;3断层封闭性评价由整体评价校正为278断层和273断层分别独立评价。因此,断层组合校正对油气田勘探开发方案的精确部署具有重要的指导意义。     

利用地震道积分技术识别三维地震解释的陷阱

在铁法某井田内，利用三维地震勘探得到的地震时间剖面上并无断层显示，但巷道揭示有一个落差9m的断层，后采用三维地震道积分，在其时间剖面识别出一个与实际规模相符的断层。为此对该区所有三维地震资料进行地震道积分，解释出一条新的断层。后经巷道验证，该断层位置、性质与解释结果完全一致，可见地震道积分技术可以准确避开三维地震时间剖面上的断层陷阱。     

高分辨率二维地震勘探在城市活动断层探测中的应用

城市活动断层探测是一项非常复杂的系统工程.目前二维地震勘探是城市活动断层探测的有效手段.为了发现断距较小的断层,准确解译断层上断点位置,高分辨率二维地震勘探应运而生.本文结合保定活动断层探测工程,介绍了高分辨率二维地震勘探的关键技术及应用效果.     

厚覆盖层地区隐伏活断层探测的地震方法技术——以桥北镇—宿迁断层为例

地震反射勘探法是当前城市地震活断层探测的主要方法,它在厚覆盖区探测断层及其上断点的效果取决于所采用的工作方法和技术参数。桥北镇—宿迁断裂是郯庐断裂带在江苏境内一条重要的隐伏断裂。以宿迁市活动断层探测项目中针对该断裂敷设于厚覆盖层地区的QL14测线为例,为了查明测线控制地段内断裂的空间展布形态、性质以及活动性,针对不同目标、目的层深度和精度要求,作者按照组合、分步探测的工作思路,采用了不同的地震勘探方法技术和采集参数对其进行了高分辨率地震反射成像,解决了地质任务要求与野外资料采集方法之间的矛盾,从而获得了埋深约16~450 m范围内高分辨率的地层结构和非常清晰的断裂构造图像,为钻孔联合剖面位置的布设、钻孔深度的设计以及断裂活动性的评价提供了地震学依据。最后经高精度钻孔联合地质剖面证实,地震勘探方法反演得到的主要地层界面和构造特征都与钻孔联合地质剖面吻合较好。试验结果表明:采用组合探测的方法能够获得断层在不同深度的产状、展布以及由深至浅完整的分布图像;地震勘探法在厚覆盖区确定隐伏断层具体位置和判定断层活动性具有可行性以及地震勘探与钻孔联合地质剖面相结合的工作方法具有有效性。     

三维地震勘探在晋煤集团成庄矿的应用分析

晋煤集团成庄矿位于沁水煤田南部,区内大部分基岩裸露,少部分黄土覆盖,地形以中、低山、丘陵为主,相对高差436．4m,区内村庄较多,地震测量和野外采集难度较大。区内的黄土覆盖区与坡积物区成孔困难,激发条件差。矿区地层较为平缓,煤系地层较稳定,主采煤层及标志层全区基本上可连续追踪对比。成庄矿共施工三维地震勘探面积51．648km^2,解释陷落柱为165个,断层66条,现已验证4个盘区内9个工作面,验证面积达4．68km^2,准确率平均为50％。通过探采对比,证明勘探边界、陷落柱大小、断距落差及长度以及地形条件等因素都会影响到勘探精度。     

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。     

三维地震勘探技术在淮北矿区的应用

淮北矿区地处华东腹地,其采区地震勘探虽具有良好的激发条件及较高的煤层反射波能量,但因地质构造复杂、煤层数多、深层反射信噪比低、新生界地层厚度大及地面障碍物遍布等原因,致使三维地震勘探困难较大。通过开展高密度三维地震勘探及岩性勘探,综合利用波阻抗反演、叠前时间偏移与叠前深度偏移等新技术手段,在淮北矿区成功地进行了煤层厚度预测、岩浆岩侵蚀带预测及小断层对比等,为煤炭安全高效开采及枯竭矿山接续提供了可靠的地质资料。根据淮北矿区10多年来三维地震勘探的实践经验,指出了采区勘探中依然存在的问题,并提出了解决这些问题的方法。     

三维地震技术在探测煤矿腔状采空区中的应用

采用三维地震勘探方法对采空区进行勘探,虽积累了大量的经验,但在实际应用中,解释误差依然存在,尤其是煤层顶板悬空,并在一定范围内呈"腔状"类型的采空区,会出现较高的"漏检率"。为此根据实际地层序列设计了地质模型,对采空区的地震反射波场特征进行了研究。将腔状采空区充气、充水时的正演地震剖面,与煤层开采前正常地层波场响应特征进行对比发现,煤层开采后将会产生比正常波场能量更强的反射波组。另外根据腔状采空区充水和充气反射波最大振幅及反射波频谱对比结果,还发现充气时产生的反射波能量比充水时产生的反射波能量强;充气时产生的反射波频率比充水时产生的反射波频率要低。山西左权佳瑞煤业有限公司的应用实例佐证了三维地震勘探技术探测腔状采空区的有效性。     

靖远矿区地震勘探中存在的问题浅析

通过总结靖远矿区近十年三维地震勘探经验,对该区施工投入的仪器及观测系统参数进行对比,指出该区前期地震勘探中存在的问题,如：块段施工及分块处理,造成相邻区块之间相邻线上波组特征变化大,解释自相矛盾,对比困难,甚至出现构造假象;某些地震剖面记录虽具有明显同相轴错断、上下盘断点清晰、落差大等逆断层特征,但后期采煤揭露仅为一褶曲,仅部分地段存在小断层;在向斜勘探区,因侧面波的影响,往往导致主测线与联络测线上反射波特征差异明显,特别是远离向斜轴的测线,在侧面波终止处,会出现断层特征,造成误判。针对上述问题,提出了应广泛应用高精度地震勘探,加强验证资料的总结与分析,进而提高勘探水平,为矿方提供更好服务的建议。     

三维地震小面元采集技术在晋城矿区的应用

依托“西部煤炭资源高精度三维地震勘探技术”工程,对晋城矿区进行了旨在提高小断层,小陷落柱探测能力的高密度三维地震勘探。根据面元选择因素及该区地质任务,采用5m×5m网格进行野外数据采集;考虑炮检距、方位角、覆盖次数、排列片横纵比及煤层埋深（350～500m）等因素,采用中点放炮、60道接收,24次覆盖（横向4次,纵向6次）的8线16炮束状观测系统,基岩中激发。原始资料经同一处理流程后,获得5m×5m×1ms、5m×10m×1ms、10m×10m×1ms及2.5m×2.5m×1ms不同单元的三维数据体多个,通过对比可以发现小断层,小陷落柱在其小面元叠加时间剖面、顺层切片及相干切片都有清晰的反映。实例说明,小面元采集技术可以提高对小构造的纵、横向分辨能力,满足山区对三维地震精确勘探的要求。     

三维地震勘探技术在宋新庄井田中的应用

以宋新庄井田三维地震勘探为例,介绍了该区主要地震反射波组与标志层位的对应关系,并通过对T3、T10、T18波的研究查明了勘探区构造形态：除了对甜水堡背斜形态及位置更明确外,还新发现汪水塘向斜及9条新断层,其中DF5逆断层及西移的金家渠子西侧逆断层控制了该井田边界。通过对煤层隐伏露头的解释及钻孔验证,证实部分煤层露头向东南平移200～500m,扩大了煤层赋存范围。另外强反射波组TN、TE表现,确定了新生界古松散层内部地层的界限及底界与下伏地层的不整合关系,该区新生界底界面总的变化趋势为西部高、东部低。     

三维地震资料波阻抗反演技术及其应用

利用高纵向分辨率的测井资料与连续观测的地震资料进行波阻抗反演,可以大大提高三维地震资料对地下地质情况的研究程度。以山西常村矿为例,介绍了波阻抗反演在目的层位追踪、薄层辨别、断点断距的确定、陷落柱的解释以及冲刷无煤带的圈定等方面的应用。实例表明波阻抗反演地震剖面比常规地震剖面具有明显的优势,特别是在薄层的分辨率能力上,波阻抗反演表现的尤为突出,如在该区波阻抗反演剖面上,不仅能够分辨15#煤层的三个分层,同时对6#、9#、12#薄煤层也有清晰的反映。     

地震技术在隧道工程勘查中的应用

以折射波法及反射波法介绍了地震勘探技术在石柱槽隧道及大桠隧道探测断裂破碎带、断层中的应用情况，包括观测系统、处理方法及解释依据。结果表明地震技术在隧道工程勘查中具有良好的应用效果。实例说明，在隧道工程勘探中，因地震波能量衰减较快，除了选择合适的地震勘探方法、观测系统及工作参数外，还应特别注意选择较小的偏移距及道距。