祁东煤矿三维地震资料解释方法应用研究

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【摘 要】随着计算机和物探技术方法的发展，煤田采区三维地震勘探资料的高信噪比、高分辨率为地震资料的精细解释提供了可能。本文以祁东煤矿三维地震资料解释为例，应用三维可视化技术等人机交互解释方法进行综合地质解释，为采矿工作面的合理布置提供了可靠的依据。

【关键词】三维地震；资料解释；三维可视化；祁东煤矿

引言

高产高效矿井必须要以充分可靠的开采地质条件为基础，由于矿井开采地质条件缺乏系统掌握，在采区和工作面布置与生产上具有一定的盲目性，进一步损失煤炭储量，这方面的教训很多。采区三维地震勘探为煤矿采区的开发决策、巷道布置与开拓布局提供了可靠依据，三维地震勘探在勘探小断层、褶曲、巷道、陷落柱、火成岩分布、采空区等检测工程及解决问题的能力上是二维地震勘探无法比拟的。本文结合祁东煤矿四采区进行的三维地震勘探资料，系统阐述了煤矿采区三维地震资料的解释方法。

1 三维地震资料解释方法

三维地震勘探资料的解释工作包括两个方面的内容，一个内容是将经过计算机处理的数据进行各种显示和作图，另一个是根据所得到的各种图件进行地质解释，通过地质解释获得探区范围内有价值的地下构造、煤层厚度变化等情况。

1.1 三维可视化解释技术

三维可视化技术的应用能够快速显示三维数据体中的任意细小构造并将其识别出来，层位、断层分别拾取，井的数据直接置入三维数据体中，直接把时间剖面嵌入到“子三维体”中检查解释的质量，检查断层的交切关系是否合理。三维可视化的基本方法主要有显示和透明度控制，进行三维可视化解释的基本思路一般如下：动画观察___截取数据体___调节可视化参数（透明度、颜色、光源等）___显示控制（调节方位、角度、观看切片数据体）___种子点追踪和振幅拾取___层面拾取___沿层雕刻___反复修改___综合分析。

1.2 三维相干体技术

计算地震相干数据体的目的主要是对地震数据进行求同存异，以突出那些不相干的数据。通过计算纵向和横向上局部的波形相似性，可以得到三维地震相关性的估计值。沿某一张时间切片计算各个网格点上的相关值，就能得到沿着断层的低相关值的轮廓，对一系列时间切片重复这一过程，这些低相关值的轮廓就成为断面。同理，地层边界、特殊岩性体的不连续性也产生类似的低相关值的轮廓。通过三维相关属性的提取，就可以把三维反射振幅数据体转换成三维相似系数或相关值的数据体。

2 三维地震资料反射波解释

地震资料解释工作是在Sun工作站上进行的，使用美国斯仑贝谢公司的GeoFrame高版本全三维解释系统，利用偏移数据体进行解释，数据体网度为5m×5m×1ms。在资料解释过程中，采用最新解释技术（如三维可视化技术）及多种解释方法对地震资料进行综合分析、解释，确保了解释成果的可靠性和准确性。

2.1 反射波地质层位的确定及命名

地震反射波地质属性的确定是地质构造解释的基础，我们利用区内钻孔资料、结合资料处理速度分析，与过井实际地震时间剖面对比确定反射波的地质层位，二者相互吻合较好（如图1所示），故可以认为层位标定结果是正确的。现将反射波特征分述如下：

TQ波的对比：产生于新生界底界和基岩分界面。新生界总厚度约为300～360m，一般厚330m左右，以砾砂为主，属于河湖相沉积。该界面能形成较强反射波，其与下伏基岩反射波成角度不整合关系，在时间剖面上容易辨认和追踪。

T6波组的对比：T6波是来自6煤层组的复合反射波。本区6煤层组结构复杂，其煤层编号分别为60-63四层煤，能产生地震反射波的煤层是61、62、63煤层，由于煤层间距较小，现有的地震采集处理技术难以分辨，在地震时间剖面上显示的是它们的复合反射波，可以连续对比追踪作为地质解释依据的有连续两个相位，其能量相对较强，信噪比较高，特征明显，容易识别。

2.2 反射波的对比解释

反射波对比解释以偏移时间剖面为主，结合水平切片、顺层切片进行。本区用于对比解释标准反射波是T6波、T7波、T8波、TQ波。

对主要反射层形成的标准反射波是T6波、T7波、T8波进行一定网度（40m×40m）的对比追踪，这三组波能量较突出、波组波形特征较稳定、易于识别追踪。我们对其反映出的构造起伏形态、断裂进行反复确认，在平面上对断点进行初步组合，形成测区内构造形态及断层构造基本格局。再利用工作站的自动拾取功能进行加密追踪对比。这样不仅保证逐线逐道均有解释结果，而且保证了解释质量。对于构造复杂地段则遵循先易后难的原则，仔细分析T6波、T7波、T8波各反射波波组之间的关系，分区分块进行层位追踪，将不可靠的部分进行删除。

3 对陷落柱的解释应用

陷落柱是溶岩发育矿区的一种特殊地质现象，不仅破坏了煤层的连续性，同时作为灰岩岩溶水的导水通道，诱发矿井事故。陷落柱大小不等，规律性差，但从其形成机制上看，内部填充物成分复杂，比较松散，与周围岩性存在着物性差异。时间剖面上反射波同相轴横向不连续，造成层数突然增多或几组反射波自上而下全部中断、消失，有明显的“塌陷漏斗”等现象，如图2所示。

4 结论

本文通过多种解释技术在祁东煤矿四采区三维地震资料解释中的应用，取得了显著的效果。解释结果表明，利用三维相干技术和三维可视化解释技术，不仅明显地提高了本区的构造解释精度，而且能够利用三维地震数据体与测井信息的有机结合进行反演，解决煤层开采过程中的顶底板地质问题，使我们对煤层的构造及开采地质问题的认识更全面，从而将采煤中的安全地质风险降到最低。

参考文献：

[1]张爱敏.采区高分辨率三维地震勘探[M].徐州：中国矿业大学出版社，1997.

[2]王联合. 三维地震勘探资料精细解释方法的应用[J]. 陕西煤炭，2010（5）.