地表复杂地区煤田地震勘探方法及效果

辛永超　杨志国

摘 要：当前，为满足复杂地区煤田勘探的需要，需要对地震勘探方法不断研究。由于三维地震勘探方法具有明显的技术优势，因此大部分复杂地区的煤田地震勘探方法主要是依托于三维地震勘探。在此背景下，文章对三维地震勘探技术及其应用现状和问题进行了分析，并结合实际效果，介绍了地表复杂地区的煤田地震勘探的一些技术措施，以及取得的较好地质成果，满足了煤矿建设开采的需要。

关键词：地表复杂地区；三维地震勘探方法；勘探问题

中图分类号：P631.4 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）25-0077-02

引言

煤炭作为中国主要的自然能源之一，与人类生产、生活、生存和发展密切相关，起着至关重要的作用。传统的二维地震勘探技术适用于勘探程度较低的地区，可以对勘探区的构造格局进行控制。中国煤炭资源丰富，但大部分煤炭资源分布在内蒙古，新疆，宁夏等地区，这些地区地形复杂且干旱少雨，对煤炭资源勘查带来了很大困难。随着三维地震勘探技术的发展，在这些地区取得了较好的经济效益。三维地震勘探技术在我国煤田勘探中起着不可替代的作用。

1 地震勘探的基本方法

地震勘探方法主要包括反射、折射、VSP地震以及微地震井等方法，常见的反射法又分为二维、三维、四维地震勘探。而三维地震勘探是现在应用范围最广、勘探效果最为显著的地震勘探方法。当前，随着采区构造越来越复杂，国内许多地区的煤炭勘探开采越来越困难。我国西北地区的煤炭资源较丰富，地下赋存构造相对简单，但是多数为地表条件较为复杂地区，这些地区的煤炭资源已成为主要的勘探目标。因此，提高地震勘探的分辨率以及深部数据的信噪比，是我国煤田地震勘探技术未来发展的主要方向。

2 地表复杂地区的常见勘探问题

目前，我国大部分煤炭资源分布在地形复杂的地区。这些地区地震勘探面临的主要问题如下：（1）复杂的地形和地貌会严重影响低速带调查结果的准确性，进而影响后期的数据处理效果。（2）成孔方式更加复杂，井深选择多样化；（3）地质条件的复杂性会形成各种干扰，严重影响信号的信噪比；（4）由于客观条件的影响，导致偏移的精度降低，影響数据处理成果的质量。

3 地表复杂地区煤田地震勘探方法的具体应用

3.1 勘探地区概述

新疆哈密某区地表为戈壁地貌，无居民点，无潜水面。区内地势南高北低、西高东低，地表标高700-900m左右。区内冲沟发育，第四系岩性为砾石、风积砂、残积的黄土、亚砂土等，厚度分布不均，地表条件较为复杂。这不利于激发层位的选择，而且地表砾石对地震波的高频信息会产生散射作用，降低了纵向分辨率。区内常年有7级以上的大风，地震资料采集会受到较强的干扰。

3.2 数据采集方法

针对上述客观环境因素影响，在生产中要提前进行低速带调查工作，作为数据处理中静校正的依据，并且为激发井深的选择提供参考。另外，要做好检波器埋置工作并观察气象规律选择合适的时间放炮，来降低风的干扰，保证资料的信噪比。为了使地质勘查工作正常进行，要进行充分的试验工作。

3.2.1 低速带调查

对于该区域的复杂地表条件，通过使用浅层折射波法获得现场低速带。使用相遇时距曲线观测系统进行数据采集。在对地震勘测线进行低速带测量后，其结果指导井深选择，并为数据处理提供静校正参数。

3.2.2 干扰波调查

本区干扰波调查采用“L”型布设排列，分别在排列的两端及中间折点激发，对所得地震记录进行分析，识别出有效波和各种干扰波。从干扰波调查试验记录分析，干扰波主要有面波、风的干扰。面波干扰主要集中在炮点两侧对近道的影响较大；而随着距离的增加，有效波能量逐渐衰减，风的干扰加强。因此，选择无风或风小时施工，选取合适的井深、药量，采用合适的接收排列，最大限度降低干扰对有效波的影响。

3.2.3 试验工作

点试验共5个，进行不同井深和药量试验。通过点试验确定了最终激发参数为井深8-12m，药量2kg。点试验完成后进行段试验，采用中点激发160道检波器接收，道距10m，炮距20m，炮数100炮。段试验完成后确定了本区的观测系统。

3.2.4 资料采集方法

资料采集使用法国428数字地震仪，100Hz检波器4串组合。三维观测系统采用束状12线12炮中间激发，叠加次数6×4次 （横向6次，纵向4次），接收道数80×12=960道，道距20m，线距40m，横向炮点距20m，纵向炮排距200m，井深8-12m，药量2kg。最终原始记录的质量较好，甲级记录占75.7%，为完成地质任务打下了良好基础。

3.3 资料处理与解释

在资料处理中，进行了精细静校正，振幅补偿，叠前去噪，地表一致性预测反褶积，高精度速度分析，自动剩余静校正，DMO叠加，叠后去噪，全三维偏移等。获得的三维数据体具有高的信噪比和分辨率。通过分析对比，该地区认识了四组反射波：T9，T14，T18和T20波，分别对应9、14、18和20煤。其中，T9和T20波的能量最强，波组特征明显，连续性好，全区可以连续跟踪。解释中，采用人机交互的方式，利用时间剖面解释为主，参考水平切片、方差体等三维可视化技术。图1是本区几个地质现象在时间剖面上的显示。

3.4 主要地质成果

查明了覆盖层厚度的变化情况，新生界厚度在70～200m，局部存在隆起及凹陷现象，其中南部存在一北西向的凹陷，两翼坡角3-5度，东翼相对较宽缓。控制了煤系地层的形态，煤系地层总体呈轴向北-北东、向南倾伏的宽缓向斜形态，向斜南翼为一单斜，在向斜北翼M3背斜构成了煤层总体形态格局。查明了测区9煤、14煤、18煤及20煤层的赋存情况。共解释断层94条，其中≥100m断层1条，50m≤H<100m的断层2条，10m≤H<50m的断层26条，5m≤H<10m的断层65条。对煤层的厚度变化趋势进行了预测，圈出了煤层变薄区范围。解释了两个地质异常带。

4 结束语

在地震地质条件较复杂地区，应通过低速带调查和充分的试验工作选择最佳的激发与接收参数。根据不同地区的特点，有针对性的优化三维地震观测系统，使采集到的数据具有较高信噪比和分辨率，以便较好的完成地质任务。三维地震勘探技术在复杂地区煤炭勘探中的应用将会大大提高该区的构造解释精度，为矿井的建设提供可靠的地质依据。目前中国的煤田三维地震勘探技术尚有很多缺陷，只有通过不断的技术创新，才能使其具有更加广泛的应用空间。

参考文献：

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