淮北某矿复杂构造煤层精细处理实践*

智 敏，朱建刚

(中煤科工集团西安研究院有限公司，陕西 西安 710077)

0 引言

近年来，随着电子技术、计算机技术的高速发展，地震勘探的仪器装备、处理软件升级换代的速度明显加快，地震资料采集、处理与解释的一体化趋势得到加强。老资料的重新处理解释，既可以减少投资，又可以更好指导生产的新办法[1]。

QN煤矿位于安徽省宿州市埇桥区祁县镇境内，地处淮北平原，地形平坦，全区被第四系的松散冲积层覆盖。首期在2005年对进行过三维地震勘探，2006年底完成整个项目任务。在生产过程中发现物探成果与实际情况有些出入，为了进一步确定主采煤层的构造发育情况，决定对老资料进行重新处理、解释，重点解决主采煤层底板标高、煤厚、构造等问题，为后续煤层工作面的设计提供依据。

1 原始地震资料及难点分析

1.1 原始地震资料

本区地处淮北平原，地形平坦，地面标高一般为+19.5～+21 m。潜水面一般在地表下2～4 m间。激发层位以粘土、砂质粘土为主，激发条件较好。全区为第四系的松散冲积层所覆盖，在松散层的含隔水层之间，能形成多个反射波。从测区煤层情况分析，区内主要煤层与围岩密度和速度差异较大，波阻抗差异明显，是产生地震反射波的良好条件。区内地层总体为一单斜构造。主要煤层厚且较稳定，因此，深层地震地质条件较好。

1.2 难点分析

所选资料：本次三维地震资料精细解释探采对比分析所用资料为巷道掘进资料、钻孔资料以及2006年一期成果所用数据体和相关成果资料。

技术难点：分析认为，原三维地震勘探成果可能存在的问题及面临的技术难点有以下3个方面。①资料处理过程中，因野外变观现象较多，部分位置有丢炮，错炮较多，静校正工作存在不足，造成部分数据品质降低，如部分地段的反射波中断的现象；②原数据体在整体上面貌较好，但是在部分断点位置与实际揭露有所偏差。已施工的巷道中主采煤层的底板起伏形态与揭露的基本吻合，但在测区东南部解释的断层与揭露断点的位置有所偏差，或者是有未揭露的断层。通过对原三维地震数据解释的分析，局部层位和断面闭合不是很好，进而影响煤层底板标高有所出入和断层位置不精准等问题；③原始单炮记录中的信噪比较低，且目的层形态较复杂，部分地区露头不整合处效果不理想，因此如何去噪，并更好地呈现目的层形态是本次精细处理关键之一。

2 三维地震资料精细处理

2.1 处理措施及流程

处理措施：根据探采对比的结果，依据原三维地震勘探存在的不足，本次精细处理采用了如下措施。①对资料进行重新校正，解决好炮检点重新定位问题；②合适的叠前去噪，并精选速度，确保资料准确成像；③充分与解释人员结合，选择合适的偏移速度，并采用叠前时间偏移技术，提供优质成果，以满足地质解释需要。

处理流程：处理流程如图1所示。

2.2 三维数据体空间属性定义

准确建立炮、检点空间属性是提高处理质量的必要条件，是一切处理工作的基础，不正确的空间属性会导致地质构造假象。在野外施工过程中，由于各种原因部分炮、检点偏离了原来的设计位置，虽然施工人员及时做了较详细的记录，但正确与否还需要在资料处理时进一步检查。本次处理利用炮检曲线关系，加观后的数据，其炮检曲线应与单炮初至一致，如发生错位说明其炮、检关系不正确，要反复调整，直到正确为止[2]，如图2所示。完成第1步检查后，绘制炮、检点位置图和覆盖次数图，如图3、4所示，与原始设计进行对比发现异常区(原设计覆盖次数为24次，检查后的数据覆盖次数为20～30次左右，部分异常区为变炮点引起的覆盖次数异常，与炮点变化情况相符)，随后进一步检查空间属性。

图3 炮点位置示意

图2 数据纠偏示意

2.3 自适应叠前去噪

噪声分类：地震勘探所采集到的数据中包含有各类噪声和有效信号。噪声大体可以归纳为2类：随机噪声和相干噪声。相干噪声包括线性干扰、交混回响和多次波，陆地地震资料的相干噪声主要有多次折射、线性干扰、面波等[3-6]。

去噪的目标：对原始单炮资料噪音分析，选取有代表性的3炮做滤波扫描：H(10，15)、H(15，25)、H(15，35)、H(20，25)、H(25，30)、H(30，35)，结合有效波和干扰波频谱分析，最终确定面波干扰最大，因此去噪的主要目的是去除面波。

图4 覆盖次数

去噪的方法：针对本区存在的低频面波干扰，处理中分别采用区域滤波与自适应叠前相干噪声压制方法，综合对比处理效果，最终采用自适应叠前相干噪声压制方法对面波进行压制。该方法首先对噪声频率、视速度进行分析，根据其频率与视速度特征在干扰波的优势频段内建立噪声初始模型，然后将此噪声模型输入到原始数据中，用神经网络系统检测数据中与噪声模型相匹配的成分，最后将噪声去除[7]。面波衰减前后的单炮记录，如图5所示。由图5可知，面波得到了很好的压制。

图5 面波衰减前后分析

2.4 速度分析

速度是地震资料处理的重要参数之一，其精度直接影响着叠加处理的效果。为了提高速度谱解释的精度，首先进行速度扫描，得到本区由浅至深的速度规律，然后以此为参考速度计算速度谱，速度谱的密度为100 m×100 m，并且和剩余静较正进行二次迭代，速度谱，如图6所示。

图6 速度谱分析

2.5 叠前时间偏移成像

处理方法选取：采样地震数据面元越小，在偏移处理过程中不易产生空间假频，更有利于提高偏移成像精度。叠前时间偏移方法取消了输入数据为零炮检距的假设，避免了NMO校正叠加所产生的畸变，会得到比叠后时间偏移更为理想的效果[8]。为更加精细准确刻画本区断裂特征，提高横向分辨率，采用了叠前克希霍夫绕射积分法叠前时间偏移方法[9-10]。

具体操作：处理中通过对目标线的共反射点道集、偏移剖面及均方根速度场的综合检查来判断偏移速度场的正确性。采用横向上沿层和纵向上拾取速度误差的方式，通过叠前时间偏移与速度分析迭代的方法来优化均方根速度场，本次处理中共进行了3次叠前偏移与速度分析的反复迭代处理，最终使CRP道集全部拉平，保证偏移成果的质量，如图6所示。叠后时间偏移与叠前时间偏移的对比剖面，如图7所示。可见，叠前时间偏移结果反映断点更加清楚，断面特征刻画的更加细致。并且在新生界的露头不整合面，单斜煤层与新生界地层不整合的刻画也更加清晰明了。

图7 叠后时间偏移和叠前时间偏移剖面对比

3 成果对比分析

DF30断层原解释为正断层，位于区域北部，落差0～3 m，错断7组煤层反射波。仔细对比原三维处理剖面与新处理剖面后认为该断层不存在，如图8所示。

DF36断层原解释为正断层，位于区域北部，落差0～5 m，错断61、72、9煤层反射波。仔细对比原三维处理剖面与新处理剖面后认为该断层不存在，如图9所示。

图9 原DF36断层在时间剖面上的显示

4 结论

本次老资料二次精细处理，查明了精细解释区域内落差5 m以上断层，并对落差小于5 m的断层进行了解释。全区共解释断层55条，其中正断层52条，逆断层3条，以走向近SN，倾向E为主。对所解释的断层按可靠程度进行了分类，其中可靠断层22条，较可靠断层6条，未评级断层27条；按落差大小分类，落差>20 m的断层5条，10 m≤落差<20 m的断层7条，5 m≤落差<10 m的断层16条，落差<5 m的断层27条。对比精细解释成果与原地质解释成果可知，基本一致断层20条，修正断层15条，否定断层3条，新发现断层20条，取得了良好效果，为此地区精细处理解释提供一定参考。