三维地震精细处理解释技术在新元公司首采区的应用

齐振洪，查文锋

（阳泉煤业集团有限责任公司，山西阳泉 045000）

三维地震精细处理解释技术在新元公司首采区的应用

齐振洪，查文锋

（阳泉煤业集团有限责任公司，山西阳泉 045000）

随着三维地震资料处理和解释技术的进步，诸如高精度静校正、叠前时间偏移、属性体解释等新技术得到了广泛的应用。以阳煤集团新元矿井西翼首采区为例，利用精细处理与解释技术，对该区以前采集的原始数据进行了二次处理解释。二次解释只确认了原解释的2条断层、6个陷落柱，否定了11条断层、2个陷落柱，新解释又增加了19个陷落柱。分析认为造成原有解释误差的原因一是存在多解性，二是对资料的认知失误，三是处理细致程度及处理技术水平所限。该实例表明精细处理技术，可使三维地震资料的纵、横向分辨率和保真度得到提高，保证资料解释成果更加真实地反映煤矿地下的地质构造特征。

地震勘探；陷落柱；断层；精细处理与解释技术；地质构造

0 引言

阳煤集团有限责任公司于2003～2004年，在新元矿井西翼首采区开展了三维地震勘探工作。10 a来，随着上组煤3#煤层的开采，发现受当时技术水平和勘探区复杂的地震地质条件限制，其三维地震勘探成果的精度和准确性较差。例如，三维地震解释断层、陷落柱等平面误差较大，超出地震勘探规范的要求。对于较小构造也未能探测出来，甚至有误解释的现象存在。因此，如何在阳煤集团及类似矿区提高三维地震勘探的精度和准确性，成为地质勘探工作者需解决的重要课题。随着三维地震资料处理和解释技术不断进步，利用高精度静校正、叠前时间偏移、属性体解释等新技术对以往的老资料开展精细处理和解释，特别是对小构造进行检测已被煤炭地质科技工作者广泛认可。

此次对新元矿井西翼首采区原有地震资料进行的二次处理与解释，其主旨是提高三维地震地质成果精度，最终总结出一套三维地震勘探资料高分辨精细处理、精细解释的实用方法和流程，以期在类似地区推广。

1 精细处理与解释技术

1.1 处理技术

开展精细处理关键技术研究，以提高三维地震数据的信噪比和分辨率，并力争做到高保真。①精细静校正处理，通过对比层析静校正和折射静校正效果，选取合理的基准面和充填速度；②叠前去噪处理技术；③高分辨处理；④精细速度分析；⑤基于近地表起伏基准面叠前时间偏移技术；⑥扩大面元处理技术，提高深部奥陶系灰岩顶部的成像效果。

1.2 解释技术

采用的解释技术系列是否合理，会直接影响到地震解释成果的精度。针对本次任务要求，综合分析勘探区及相邻采区地震资料、地质、钻井、采掘等资料，确定了以下解释技术。①全三维综合解释技术：通过地震垂直时间剖面、水平时间切片、沿层切片等的单独和组合使用开展全三维地震资料解释；②属性体解释：使用相干、方差属性、谱分解技术、振幅属性等，开展了属性体解释技术研究与应用；③断层、陷落柱解释技术：在分析研究新元煤矿断层、陷落柱发育规律的基础上，系统研究了断层、陷落柱地震解释技术；④层位自动追踪技术：快速准确解释振幅强、连续性好的稳定的反射同相轴；⑤三维地质建模技术：定量解释全区构造形态。

2 二次解释及探采对比

2.1 断层解释

精细处理解释结果表明，区内断层构造简单，断裂构造不发育。全区共解释断层2条，均为正断层，断层以北西走向为主。其中，有一条最大落差约为5 m，另一条最大落差约为4 m，两条均同时错断上组煤和下组煤。根据规范对两条断层评价结果为：DF2为可靠断层，DF1为较可靠的断层。

第一次解释的断层中除WF5与本次解释的陷落柱X74（采掘揭露）、WF2与本次解释的断层DF1有一定相关度之外，其余均被本次处理解释所否定。二次处理解释的断层中DF1所在位置尚未被采掘工作揭露，DF2位置采掘揭露出1条落差1.6 m的断层，两者位置比较吻合而落差存在一定误差。DF1、DF2在时间剖面上的显示如图1、图2。

图1 断层DF1在时间剖面上的显示Figure1 Display of fault DF1 on time section

图2 断层DF2在时间剖面上的显示Figure2 Display of fault DF2 on time section

2.2 陷落柱解释

全区重新解释陷落柱25个，其中，有8个陷落柱在采掘范围内，另外在采掘范围外新解释陷落柱17个。新解释的陷落柱大部分与以往解释结果误差较大，仅有少部分与以往解释的位置相近。下面例举的几个陷落柱均在采掘范围内，新解释陷落柱与实际揭露吻合程度明显较高。

①陷落柱X74。位于勘探区南部，断陷3至15号煤，平面图上呈近椭圆形，其长轴呈NE向，长轴直径为140 m（3#煤层）。在时间剖面上表现为：标准反射波中断，中断段仍与标准反射波相似，如图3所示。它在方差体切片及沿煤层提取振幅图上反映较明显，与实际采掘揭露的陷落柱X74相比较，验证效果为较正确。

图3 陷落柱X74在时间剖面上的显示与探采结果对比Figure 3 Display of subsided column X74 on time section and correlation with exploration and mining information

图4 陷落柱X204在时间剖面上的显示与探采结果对比Figure 4 Display of subsided column X204 on time section and correlation with exploration and mining information

②陷落柱X20。位于勘探区南部，断陷3至15号煤，平面图上呈近椭圆形。其长轴呈NW向，长轴直径为114 m（3#煤层），在时间剖面上特征为：标准反射波中断或振幅变弱，如图4所示。它在方差体切片上也有反映，与实际采掘揭露的陷落柱X20相比较，验证效果为正确。

③陷落柱X14。位于勘探区北部，断陷3至15号煤，平面图上呈近椭圆形，长轴直径为110 m（3#煤层），在时间剖面上特征为：在两断陷点外侧一定范围内，反射波同相轴有不同程度的弯曲或向陷落中心倾斜的现象，如图5所示，它在方差体切片上反映较明显，与实际采掘揭露的陷落柱X14相比较，验证效果为正确。

④陷落柱X5。位于勘探区东南部，断陷3至15号煤，平面图上呈近椭圆形，长轴直径为75 m（3#煤层），在时间剖面上特征为：标准反射波中断或振幅变弱，如图6所示，它在方差体切片上也有反映，与实际采掘揭露的陷落柱X5相比较，验证效果为较正确。

图5 陷落柱X14在时间剖面上的显示与探采结果对比Figure 5 Display of subsided column X14 on time section and correlation with exploration and mining information

图6 陷落柱X5在时间剖面上的显示与探采结果对比Figure 6 Display of subsided column X5 on time section and correlation with exploration and mining information

2.3 二次解释的效果

为了对前后二次处理解释成果进行对比评价，将两次处理解释的构造进行了统计和对比，图7所示。

图7 前后二次解释成果与采掘工作揭露对比示意图Figure 7 Schematic correlation diagrams of primary and secondary interpreted results with winning and opening information

2.3.1 断层

第二次处理后解释了两条断层，即DF1和DF2，其中DF1最大落差约4 m，与第一次解释的WF2位置大体相当，规模明显有所减小，但无实际采掘工程揭露；DF2与采掘揭露的小断层倾向一致、位置相当，地震解释最大落差约5 m，与实际揭露相差不足3 m，误差不大。

原来解释的断层被否定11条，原因有两方面，第一为多解性所造成，原来解释的其中的6条断层本次解释多为陷落柱，如WF5为陷落柱X74，WF8、WF9为NX9，WF10、WF12为下组煤的陷落柱NX10、NX17；第二方面的原因就是误解释，即有6条断层本次重新处理解释后认为不存在，如WF1、WF3、WF4、

WF6、WF7、WF11，采掘资料也验证了其不存在。综合研究，造成解释成果验证率不高有解释不细致的原因，更重要的是受处理细致程度及当时的处理技术水平所限。

2.3.2 陷落柱

本次解释的25个陷落柱中，与第一次解释结果基本一致的陷落柱有6个，分别为WX2对应NX1、WX3对应NX3、WX4对应NX2、WX5对应X20、WX7对应X9、WX8对应NX12；否定第一次解释的2个，即WX1和WX6，；增加陷落柱19个，分别为X74、X14、X13、X75、X5、X52、NX4、NX5、NX6、NX7、NX9、NX8、NX10、NX11、NX13、NX14、NX15、NX16、NX17。

3 结语

本次三维地震资料处理技术中的关键技术主要有：折射静校正技术、地表一致性剩余静校正技术、振幅处理技术和叠后、叠前时间偏移技术。通过对新技术不断地进行试验、对比分析，找到了适合于阳泉寿阳地区原始地震资料特点的资料处理技术方法，最大限度地消除了由于地面起伏和地表障碍物对原始地震数据的不利影响，使精细地震资料处理成果真实地反映了采区地下地质构造特征，从而使煤层起伏形态、断裂构造、陷落柱等地质异常能够实现真正的偏移归位。

根据三维地震时间剖面、水平切片、振幅属性、方差体属性等属性体上断裂、陷落柱构造显示特征，达到了对构造和煤层进行精细解释的目的。二次解释的断层、陷落柱构造更加符合矿区断层、陷落柱构造的发育规律，解释精度大大提高。

相比较第一次处理解释成果而言，本次进行精细处理解释后构造成果的验证率有了明显提高。综合评价结果，第二次比第一次解释的陷落柱的准确率高出了10%，断层的成像和解释成果的验证效果也非常理想。总体上讲，本次研究工作表明，开展地震资料精细处理解释工作的效果非常明显。随着三维地震处理及解释技术的不断提高，在类似地区对以往三维地震资料有针对性地开展二次精细处理和解释是必要的，具有推广价值。

[1]安西峰，刘平，张旭.地表一致性反褶积在地震勘探中的应用及效果[J].地球物理学进展，2010，25(6):2125-2129.

[2]丁国荣.静校正在准噶尔盆地三维地震数据处理中的应用[J].新疆石油地质，2001，22(5):424-425.

[3]冯世民.层析静校正在三维地震资料再处理中的应用及效果[J].地球物理学进展，2012，27(3):1234-1242.

[4]孙维昭，谷跃民，徐刚，等.高分辨率近地表速度模型重建及在静校正中应用.地球物理学进展，2010，25(5):1757-1762.

[5]李健南，丛丽萍.三维地震勘探在复杂山区的应用[J].煤炭技术，2011，(30)5:149-150.

[6]周峰岩，赵作峰.三维地震勘探在复杂山区煤矿的野外采集方法[J].能源技术与管理，2006，(6):18-19.

[7]唐汉平.黄土塬区地震勘探方法与效果分析[J].煤炭科学技术，2010，38(2):97-100.

[8]郭良红，胡宗正.三维地震属性分析解释技术在山西赵庄矿的应用[J].中国煤炭地质，2010，26(8):1674-1803.

[9]Grechk V，Tsvankin I.3-D move out velocity analysis and parameter estimation for orthorhombic media，Geophysics，1999，64(3)，820-837.

[10]Pitarka A.1999，3D elastic finite-difference modeling of seismic motion Using staggered grids with nonuniform spacing.Bull.Seism.Soc. Am，89(1):54-68.

Application of 3D Seismic Data Fine Processing and Interpretation Technology in Xinyuan Coalmine First Mining Area

Qi Zhenhong,Zha Wenfeng
(Yangquan Coal Industry Group Co.Ltd.,Yangquan,Shanxi 045000)

In the wake of 3D seismic data processing and interpretation technology progress,the new techniques such as high-precision statics,prestack time migration,and attribute volume interpretation have been widely applied.Taking the west limb first mining area of Xinyuan coalmine,Yangquan Coal Industry Group as an example,using the fine processing and interpretation technology carried out previously collected primary data secondary processing and interpretation in the area.The secondary interpretation confirmed only 2 faults and 6 subsided columns;denied 11 faults and 2 subsided columns formerly interpreted;newly interpreted 19 subsided columns. The analysis considered that the original error firstly is from interpretation ambiguity,then data cognitive error,and the third is processing meticulous degree and limited technical level.The example has shown that the fine processing technology can promote vertical and horizontal resolution and fidelity of 3D seismic data;ensure interpreted results more actually reflect coalmine underground geological structure features.

seismic prospecting;subsided column;fault;fine processing and interpretation technology;geological structure

P631.4

A

10.3969/j.issn.1674-1803.2017.01.14

1674-1803(2017)01-0064-05

齐振洪（1974—），男，1996年毕业于山西矿业学院，地质工程师，主要从事矿井地质、物探工作。

2016-12-08

责任编辑：孙常长