三維地震勘探技術(shù)在煤田勘探中的應(yīng)用價(jià)值

白如晶

摘 要：我國(guó)煤炭資源非常豐富，但是煤炭的消耗比重大，煤炭利用率比較低。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和進(jìn)步，對(duì)煤礦提出了高產(chǎn)的要求。三維地震勘探技術(shù)在煤田勘探中起到重要的作用，解決了傳統(tǒng)二維地震勘探技術(shù)無法解決的問題。本文對(duì)三維地震勘探技術(shù)在煤田勘探中的應(yīng)用進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：三維地震勘探技術(shù)；煤田勘探；應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.24.051

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，三維地震勘探技術(shù)也取得了較大的發(fā)展，并逐漸在煤炭行業(yè)中普及。我國(guó)近年來加大了對(duì)地震勘探技術(shù)的研究，分析論證了勘探過程中的地質(zhì)資料，處理了勘探過程中的采集問題。把三維地震勘探技術(shù)應(yīng)用在煤田勘探中，有利于提高勘探的精度和準(zhǔn)度。本文講述了三維勘探技術(shù)的概念、應(yīng)用的環(huán)節(jié)以及作業(yè)方法，旨在推動(dòng)我國(guó)煤田勘探的發(fā)展。

1 三維地震勘探技術(shù)的概念

三維勘探技術(shù)涉及到學(xué)科種類眾多，如物理學(xué)、計(jì)算機(jī)學(xué)等，三維勘探技術(shù)是在二維勘探技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，主要利用三維技術(shù)分析研究地震波信息，從而確定地質(zhì)條件。三維勘探技術(shù)比二維勘探技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)更多，它所獲得的空間數(shù)據(jù)比較大，信息點(diǎn)的密度比較高。二維勘探技術(shù)所采集的數(shù)據(jù)密度不夠高，在實(shí)際工作中，無法準(zhǔn)確對(duì)數(shù)據(jù)地點(diǎn)進(jìn)行定位和甄別，影響了數(shù)據(jù)采集的質(zhì)量。

2 煤田三維地震勘探技術(shù)應(yīng)用的環(huán)節(jié)

2.1 野外地震數(shù)據(jù)的采集

所謂野外地震數(shù)據(jù)采集就是指利用先進(jìn)的地震勘探數(shù)據(jù)采集設(shè)備，對(duì)煤田以及周邊進(jìn)行地震數(shù)據(jù)收集。數(shù)據(jù)采集人員在進(jìn)行地震勘探數(shù)據(jù)收集時(shí)要能保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，因?yàn)橹挥斜ＷC采集到的數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，才能為以后的數(shù)據(jù)分析和處理提供可靠的數(shù)據(jù)信息，從而確保數(shù)據(jù)分析和準(zhǔn)確的準(zhǔn)確性，這是環(huán)環(huán)相扣的。在野外地震數(shù)據(jù)的采集過程中，要對(duì)勘探區(qū)域的鉆孔地點(diǎn)進(jìn)行彈藥的預(yù)處理。處理過程如下，首先把彈藥放在特定的位置，隨后準(zhǔn)確記錄爆炸的位置和進(jìn)行收集接收的位置。其次，還要記錄在爆炸中產(chǎn)生的地震波折射數(shù)據(jù)。最后，要分析研究地震波折射數(shù)據(jù)，并據(jù)此得出煤田地質(zhì)結(jié)構(gòu)的相關(guān)信息，完成煤田勘探工作。

2.2 數(shù)據(jù)勘探作業(yè)的處理

煤田的三維地震勘探工程的復(fù)雜性和綜合性比較強(qiáng)，涉及到多個(gè)學(xué)科。地震勘探的各個(gè)環(huán)節(jié)都是緊密聯(lián)系在一起的，但同時(shí)每個(gè)環(huán)節(jié)都有其獨(dú)立性，是在相對(duì)獨(dú)立的方式下進(jìn)行的。傳統(tǒng)的地震勘探技術(shù)有著局限性，已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代勘探發(fā)展的需求。三維地震卡特技術(shù)相比于傳統(tǒng)二維地震勘探技術(shù)而言，具有無可替代的優(yōu)勢(shì)，三維地震勘探技術(shù)能收集到數(shù)據(jù)空間和數(shù)據(jù)密度都比傳統(tǒng)地震勘探技術(shù)獲取的空間和密度都要大。數(shù)據(jù)勘探作業(yè)的處理在三維地震勘探技術(shù)中起到了重要的作用，能對(duì)收集到的地震波折射數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)合理的分析和處理。第一，就是要對(duì)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確度檢驗(yàn)，以此來確保數(shù)據(jù)的可靠性和準(zhǔn)確性；第二，就是要在完成各個(gè)環(huán)節(jié)的工作后，根據(jù)波點(diǎn)的變動(dòng)繪制出波點(diǎn)分布圖。

2.3 地震資料的解釋

解釋就是利用地震運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)知識(shí)解釋地震數(shù)據(jù)信息，這種技術(shù)是對(duì)地震、測(cè)井以及地質(zhì)信息的綜合運(yùn)用。三維地震勘探技術(shù)收集到的數(shù)據(jù)包含了大量的地質(zhì)信息，但主要是運(yùn)動(dòng)學(xué)信息和動(dòng)力學(xué)信息。三維地震勘探技術(shù)收集的地震資料主要包括兩個(gè)方面，分別是地質(zhì)結(jié)構(gòu)和礦物資源。一方面，要分析和處理采集到的地震數(shù)據(jù)信息，并對(duì)比其他圖表，找出數(shù)據(jù)信息的特點(diǎn)，再依照分析研究后的數(shù)據(jù)情況得出地質(zhì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，提高勘探結(jié)構(gòu)的效率。另一方面，利用采集到的資料，對(duì)煤田中的各類礦物資源進(jìn)行分析和判斷，并根據(jù)記載資料進(jìn)行科學(xué)的分類，同時(shí)做好相關(guān)的記錄報(bào)告工作。

2.4 勘探資料的處理

在煤田勘探的應(yīng)用過程中，需要利用三維地震勘探技術(shù)處理大量的圖片和資源。現(xiàn)在的處理方式主要有兩種，一種是利用室內(nèi)影像對(duì)資料底圖的設(shè)計(jì)方式進(jìn)行深加工，另一種是展現(xiàn)高程資料圖片。在三維地震勘探的過程中，對(duì)地質(zhì)圖及疊加，常常采用資料底圖的設(shè)計(jì)方式。該方式存在一定的優(yōu)點(diǎn)，也存在一定的缺點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)是這種方式能全面表現(xiàn)出煤田所在區(qū)域地形的高度差，缺點(diǎn)就是這種方式會(huì)存在底圖形不好、準(zhǔn)確度不高的問題。正是如此，所以要用室內(nèi)影像對(duì)底圖形進(jìn)行進(jìn)一步的加工處理。在地質(zhì)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的煤炭底層和斷層進(jìn)行勘探作業(yè)時(shí)往往使用高程資料圖片，這種處理方式可以將煤田較為復(fù)雜的地表圖像轉(zhuǎn)化為較為清晰的數(shù)字表達(dá)形式。這種表達(dá)方式可以更加準(zhǔn)確的表現(xiàn)出煤田地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征，提高資料處理的效率和便捷。

3 煤田三維地震勘探技術(shù)作業(yè)方法的應(yīng)用

3.1 合理控制煤田層小斷面及起伏形態(tài)

在三維地震勘探時(shí)，根據(jù)三維地震勘探區(qū)域的地質(zhì)特點(diǎn)，要將起伏形態(tài)中目的層的深度誤差需要控制在1%以內(nèi)，幅度范圍盡量控制在5m 以外的小曲面內(nèi)。這樣才能確保煤田起伏狀態(tài)勘探的精確度達(dá)到相關(guān)要求的標(biāo)準(zhǔn)，在85%以上，有效控制控制煤田層小斷面及起伏形態(tài)。我國(guó)近年來在煤田勘探技術(shù)方面取得了巨大的進(jìn)步，通過勘探人員不斷的實(shí)踐和創(chuàng)新，現(xiàn)如今已經(jīng)良好掌握了反射點(diǎn)的實(shí)際歸位，但就現(xiàn)階段的勘探精度而言，煤田勘探的精確度水平仍有待提高。根據(jù)相關(guān)調(diào)查顯示，在3m到5m的小范圍煤田層斷面進(jìn)行勘探，精準(zhǔn)度的平均值在50%左右，如果在地質(zhì)情況更為復(fù)雜的地區(qū)進(jìn)行勘探，那么煤田層的斷面勘探精確度更低，在20%以下。

3.2 地震勘探相關(guān)煤層的厚度變化的研究

低速薄層是煤田油層的標(biāo)準(zhǔn)，在一定的范圍內(nèi)，地震波振幅譜和煤田反射振幅譜的一階比值與煤層的厚度成正比。利用地震勘探技術(shù)獲取煤層的厚度，只要保證鉆孔的數(shù)量以及典型的比例系數(shù)，這樣的方法更加簡(jiǎn)單和便捷。在進(jìn)行煤層厚度勘探時(shí)，一般使用的方法有三種，分別為分析統(tǒng)計(jì)法、普矩法和反演直接法。其中，最常使用的是普矩法，這種方法的主要作用就是用在繼發(fā)性的削弱非均勻蓋層上，并在特定條件下會(huì)對(duì)煤田層的橫向變化產(chǎn)生影響。endprint

3.3 對(duì)采集陷落柱的范圍

采集陷落柱屬于煤田的表面構(gòu)造，附屬于非變動(dòng)構(gòu)造堆積的破碎巖塊。采集陷落柱出現(xiàn)的原因是，高速層在向低速層進(jìn)行轉(zhuǎn)變的過程中發(fā)生了時(shí)間延遲。對(duì)于采集陷落柱坍陷深度以及幾何變形，可以利用三維勘探技術(shù)的地震構(gòu)件圖的時(shí)間剖面進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐扑?，以此來?shí)現(xiàn)提高勘探數(shù)據(jù)精度的目標(biāo)，使其性能提高80%以上。在地質(zhì)雷達(dá)、煤田勘探等方面，我國(guó)煤田三維地震勘探技術(shù)采用透坑方式。三維地震勘探技術(shù)已經(jīng)在我國(guó)煤田勘探中取得了廣泛的應(yīng)用，正在發(fā)揮出越來越重要的作用。

4 煤田三維地震勘探數(shù)據(jù)的處理措施

使用三維地震勘探技術(shù)進(jìn)行煤田勘探后的數(shù)據(jù)處理會(huì)受到較多因素的影響，如信噪比，一旦勘探時(shí)的背景噪音較大，就會(huì)影響三維地震勘探激發(fā)的層位的穩(wěn)定性，從而影響單炮聲波與面波，致使被測(cè)層面數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確。特別是在干擾因素較為強(qiáng)烈的時(shí)候，勘探數(shù)據(jù)會(huì)存在很大的偏差，這種情況一般要重新進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。在進(jìn)行三維地震勘探數(shù)據(jù)處理時(shí)，需要注意下述幾個(gè)方面。第一，要進(jìn)行靜校正。這主要因?yàn)樵诳碧降貏?shì)起伏變化較大的地區(qū)時(shí)，低速帶速度變化會(huì)變得劇烈，需要校正的量就會(huì)增多。而靜校正是其中較為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，結(jié)合傳統(tǒng)的自動(dòng)統(tǒng)計(jì)剩余靜校正技術(shù)，運(yùn)用修正軟件將地表高差和低速帶的影響降到最??；第二，是去除干擾波。干擾波有兩種類型，分別為面波和聲波。去除干擾波一般都是先壓制低頻，同時(shí)采用高頻隨機(jī)干擾。壓制低頻干擾一般都會(huì)選用內(nèi)切濾波法，這樣做可以有效地壓制低頻面波，提高資料的信噪比，減少對(duì)信號(hào)的損害；第三，進(jìn)行地表一致性處理。

5 總結(jié)

三維地震勘探技術(shù)是目前來說最為先進(jìn)的地震勘探技術(shù)，在地震勘探的各個(gè)環(huán)節(jié)都有應(yīng)用。在使用三維地震勘探技術(shù)進(jìn)行煤田勘探時(shí)，需要嚴(yán)格控制勘探過程，保證數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性。我國(guó)煤田勘探的發(fā)展和進(jìn)步，有利于推動(dòng)我們經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步和發(fā)展。

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