二维地震勘探

2024-05-20

二维地震勘探（精选8篇）

二维地震勘探篇1

沧州市卧佛堂煤田预查区是2011年省地质勘查专项预算项目, 勘查手段为二维地震及钻探。二维地震勘探是利用地下介质弹性和密度的差异, 通过观测和分析大地对人工激发地震波的响应, 推断地下岩层的性质和形态的地球物理勘探方法。

1 区域地质概况

1.1 地质概况

预查区位于河北省任丘市至河间市一线。区内地势平坦, 海拔高程介于+3～+10m之间。在区域构造位置上处于沧县断隆与冀中断陷交接部位, 主体呈一向斜。本区可采及局部可采煤层7层, 其中, 山西组2层, 太原组5层。

1.2 浅层地震地质条件

本区地表及地表以下几十米范围内, 均为黏土或砂黏土。潜水位9m左右, 总体激发条件良好;新生界由第四系和第三系组成, 厚度在850～1400m之间, 第四系为未胶结的黏土、砂黏土和砂层;第三系为胶结较差的黏土岩和砂岩, 界线不严格。因此, 新生界以上虽形成多个反射波, 但特征不明显, 不能获得第三、第四系之分界面的反射。

1.3 深层地震地质条件

新生界底与下伏地层之间呈不整合接触, 岩性密度差异大, 有较大的波阻抗差, 能形成良好的反射波TZ波, 特征明显, 易于辨认, 而且能全区连续追踪。

煤系地层中, 由于主要煤组与围岩物性差异大, 是良好的波阻抗界面, 能形成一组标准的反射波 (T3、T6) , 其特征清楚, 连续性好, 并能全区追踪 (见图1) 。

2 技术措施

2.1 观测系统

选择井炮激发, BOX遥测数字地震仪录制, 60Hz高频检波器接收, 观测系统及参数为:接收道数72道、道距20m、36次叠加、单边下倾激发, 偏移距80m。预测目的层埋藏深度1500m以浅网度4×4km, 预测目的层埋藏深度1500m～2000m网度4×8km。

2.2 质量控制

质量控制是资料处理的保障。从空间属性的建立、静校单炮、叠加速度分析到最终叠加剖面均要进行认真分析、检查, 以确定相应的处理参数和所用功能模块, 从而保证了该区资料处理的质量和精度。在资料解释中根据有效波的运动学和动力学的相位特征、振幅特征、波组特征并结合钻孔资料进行对比, 采用强相位与波组对比的原则, 对其进行连续追踪, 再利用测线交点的闭合确定全区层位。

2.3 构造解释

1) 断点解释

断点解释的主要依据是反射波同相轴的错断、终止、转换、重复、断面波、绕射波, 落差较大的正断点表现为反射波的错断或终止, 有时有断面波或绕射波出现 (图2) 。落差小的正断点, 表现为反射波错断间距较小或扭曲等 (图3) 。

2) 断层的组合

将性质相同、落差相近的相邻测线的断点按一定的展布规律组合起来, 构造解释过程中结合分析钻孔和地质资料, 既利用了地震成果又符合地质规律, 使二者融合在一起, 真正反映地下构造情况。

3) 速度研究

由于勘查区范围较大, 共施工两个钻孔, 邻近大城的东部参考了大城区速度资料, 测区中部依据了一个石油孔速度数据, 北部较深地段只能通过频谱计算的方法获得, 做出速度平面分布图, 用于时深转换。

3 资源量估算

钻孔揭露本区的可采煤层为2、3、4-1、5、6、8及9号煤层, 估算最大深度为垂深2000m, 即-2000m标高, 本次资源量估算的基准日为2009年10月31日。通过对区内2、3、4-1、5、6、8及9号煤层估算, 按《固体矿产资源/储量分类》 (GB/17766-1999) 国家标准, 共获得-2000m以浅煤炭资源量 (334) ?435161万t。其中, -1200～-1500m为110952万t, -1500～-2000m为324209万t。

4 结束语

卧佛堂预查区地处河北省东部平原区, 内、外部开发条件均较好, 煤炭资源量丰富。经过预查所获资料成果, 初步了解其构造轮廓主体呈一轴向北东的向斜, 区内地层平缓, 倾角一般小于10°。区内地质条件优良, 煤层赋存较好, 可采煤层主要赋存于上石炭统太原组和下二叠统山西组, 属稳定～较稳定型。本区可采煤层为低～中灰、低～中高硫气煤, 煤类为优质的炼焦配煤, 也可作为动力用煤。可建年产500万t矿井, 经济效益巨大。本区储量丰富, 服务年限较长, 不仅可带动该区域的工业发展, 搞活地方经济, 还可以解决当地大量的劳动力就业, 意义深远而重大。

摘要：以卧佛堂区煤炭资源二维地震勘探为实例, 根据二维地震成果, 结合钻探成果及该区地质资料介绍了利用二维地震勘探及钻孔资料查明煤层的分布位置和资源储量, 从而为矿井的设计、生产提供了依据。

关键词：二维地震勘探,煤层分布,地质条件

二维地震勘探篇2

石油对我们并不陌生，在生活中我们处处与之打交道，我们的衣食住行都有石油的影子。总而言之，我们人类社会、文明、科技等的发展与进步，很大程度上依赖与石油的贡献。可是在平常生活中，我们都只是接触到石油的副产品，连加油站里的汽油和柴油我们都很少真正见过，甚至小时候家里所用的煤油和修路所用的沥青都是从石油中提炼出来的，因此我们还没有见过石油的真正面。这也是我学习地震勘探专业以来一大缺憾。石油的重要性已经是全世界所公认的不争事实，我很幸运自己正在学习与之密切相关的专业，并且现在已经开始喜欢上这个专业，对石油的认识也在一步一步地加深，我相信在不久的将来我一定会与之见面！

本学期学习王老师讲授的《地震勘探仪器》课，我从中初步了解了勘探仪器的发展历程、工作原理、主要构造和实

际应用等。

地震勘探仪器主要有震源、检波器和地震仪三部分组成，地震勘探仪器经历了半个世纪的发展，随着电子技术、计算机技术和地震勘探方法的飞速发展，地震勘探仪器在逐渐完善和提高。震源主要为炸药震源和非炸药震源，前者主要用于陆上勘探，后者主要为空气枪，用于海洋勘探。检波器主要原理是将振动信号转化为电信号。根据使用环境可以分为陆上、沼泽和海洋检波器；从工作原理分为动圈式、压电式和数字检波器；按输出信号所追踪的物理量分为速度、加速度和压力检波器。地震仪经历了六代的发展，从传统的模拟光电记录地震仪发展到了现代新一代数字地震仪，具有传感器数字化、传输网络化和定位GPS等特点。

由于石油勘探观测研究的介质和对象为岩层，因此地震勘探仪器主要观测地震波在地层中的传播方式。震源产生地震波，在传播过程中遇到介质的分界面会发生反射波或折射波，在它们返回地面时被高灵敏度的检波器所接收，转化为电信号，输入到地震仪中，通过地震勘探原理的各种方法和处理软件的处理和解释，重塑地下构造，寻找油气圈闭。

现在随着地震勘探仪器的不断发展和改进，其应用领域已经涉及到了石油地震勘探、煤炭地震勘探和工程地震勘探，并且得到了广泛的应用，产生了良好的经济效益。寻找到了大量的石油资源和煤炭资源，在工程建设方面也起到了

重要作用，保障了工程的安全建设。

这门课虽然是一门选修课，但是并不代表该课程不重要。在学习了这门课后，加深了对专业的认知，同时对《地震勘探原理》课的学习也起到了促进作用。在学习的过程中，老师通过许多例子讲述了仪器的各种应用，解决了许多工程问题，如测量锚杆的长度，检测大堤蚁洞。在工程方面，地震勘探原理的应用时间还不长，还有好多问题需要新方法解决；但是有些不法分子利用这一缺点，偷工减料，不顾工程的安危，想从中牟取利益，出现了一些豆腐渣工程和无影工程。因此，在今后我们要利用自己所学知识，运用到实际问题中，加快仪器科技的发展，为社会服务。

当前大学生就业形势严峻，只有从多方面完善自己的专业知识，才能为自己争得一席之地。在石油行业上，我国的处理和解释软件大部分都要依赖与国外，同时我国在勘探仪器、测井仪器和海洋勘探仪器等方面都有所缺乏，甚至有些技术被外国所垄断，这些都是我们大学生将来要面临的巨大挑战，同时也是机遇。

二维地震勘探篇3

1 利用水平叠加剖面绘制煤层底板构造图

利用水平叠加剖面绘制煤层底板构造图时, 首先要在闭合后的水平剖面上拾取新生界底界时间和煤层反射波时间, 制作出新生界底界等时线图和煤层反射波等时线图, 把2张图放在一个平面上, 然后垂直煤层反射波等时线走向, 间隔一定的距离切剖面, 计算出不同点的空间归位点和真深度值, 将归位点及真深度值放到另外一张带有测线的平面图上, 用线段把不同点的真深度值连接起来勾绘等值线, 这种利用2层介质空校的方法能得到相对准确的煤层底板构造图。

在水平叠加剖面上除有效的反射波外, 还存在绕射波和回转波等异常波, 这些波叠在一起干扰了断点的显示;另外, 倾斜界面没有归位, 产状不清, 因此在水平剖面上很难准确确定断点的位置 (图1a) 。断点位置难以可靠确定时, 空校后构造图上的断层位置仍不准确, 常出现断层两盘位置不合理 (校反, 两盘打架、裂开太宽等) , 后面的点校到前面、甚至校到断块外面的现象[1]。因此使用水平叠加剖面绘制煤层底板构造图的方法虽然得到的真深度值相对较准确, 但是在复杂地区断层位置是不可靠的。

利用水平剖面先绘2层反射波等时线图, 而后进行空间校正, 绘制出煤层底板构造图, 这种空校方法主要还是靠手工完成, 操作起来比较麻烦。但是, 在构造比较简单、地层倾角不大、断点显示较清楚的地区, 运用这种方法对全区地震测线进行2个方向的全面校正, 空校后的结果相对准确, 不失为一种有效的方法。

2 利用叠加偏移剖面绘制煤层底板构造图

利用叠加偏移剖面绘制煤层底板构造图, 首先要在主测线叠偏剖面上间隔一定距离及特征点拾取煤层反射波时间;将煤层反射波时间值转换成深度值展绘在平面图上, 人机联合绘制煤层底板构造图。与水平叠加剖面相比, 叠加偏移剖面不仅地质现象清楚, 而且由于绕射波的收敛、断面波及倾斜界面的归位, 断点及界面反射波组清晰可靠 (图1b) 。

但是在地层倾斜的情况下, 偏移剖面上交点处的T0时间不能闭合, 因此, 绘煤层底板构造图时, 只能采用同一方向的测线, 这样就大大减少最后成图的数据量。用偏移剖面直接绘制煤层底板构造图时, 通常采用主测线地震剖面, 因为主测线线距较小, 控制点密, 尤其是地震主测线基本都垂直于地层走向时, 叠加偏移剖面上的反射波在处理过程中基本都得到正确归位, 反映的构造形态较真实、清楚, 绝大部分区段不需要再作二次空间校正[2]。另外, 由于这种方法是直接将偏移剖面上的时间值换算成了深度值, 不需要绘煤层底板等时线图就可直接完成, 相比其他方法减少了工作量。

3 利用综合法绘制煤层底板构造图

在构造复杂地区, 单纯利用水平或叠加偏移剖面已无法完成二维地震资料的三维归位, 只有把这2种剖面综合起来解释, 才可以提高煤层底板构造图的精度。利用综合法制作煤层底板构造图的方法:①分别在水平剖面和叠加偏移剖面上追踪对比目的层反射波, 并在偏移剖面上拾取交点、断点的T0时间, 勾绘等T0图。②进行空间校正计算。在测线的交点上, 从水平叠加剖面上读取交点及其上倾或下倾方向的辅助点的T0时间, 计算出沿测线的偏移量、归位点的真深度和交点处的横向视倾角;在任意点 (断点) 上、在叠加偏移剖面上读取各层位的T0时间, 利用其邻近交点上的横向视倾角, 即可计算出该点的偏移量和真深度。③绘制构造图。在等T0图上标注上交点及任意点 (断点) 的空间归位点和真深度值, 将各归位点的真深度值用线段连接起来, 就完成了煤层底板构造图的绘制[3]。

叠加偏移剖面在处理中已完成了沿测线方向的一次偏移, 虽然只须再沿垂直测线方向进行一次偏移即可完成该反射点的空间校正, 但是这种空间校正方法计算繁琐, 还没有可以使用的程序, 在实际工作中, 这种方法使用相对较少。

综合利用水平剖面控制煤层深度, 利用叠加偏移剖面控制断层精度, 这样勾绘出的煤层底板构造图不仅提高了地震信息的利用率, 还可以减小煤层的深度误差, 提高构造图的精度。

4 结语

(1) 在构造简单、地层倾角不大、断点显示清楚的情况下, 利用水平剖面先作反射波等时线图, 而后进行空间校正、绘制煤层底板构造图, 是一种不错的方法。

(2) 在构造相对复杂、地震主测线基本垂直构造走向的情况下, 利用偏移剖面绘制煤层底板构造图相对方便。

(3) 在构造复杂地区、地震测线与地层走向不垂直或部分垂直时, 采用同时利用水平剖面和叠加偏移剖面控制煤层深度和断层精度的综合法, 效果较好, 但操作起来繁琐。

综上所述, 煤层底板构造图的3种绘图方法各有利弊, 在地震成果解释过程中, 应根据实际情况选择合适的制图方法, 在保证煤层底板构造图准确性的同时提高工作效率。

参考文献

[1]张立柱, 耿玉岭.煤田地震勘探中应用偏移剖面作构造图问题初探[J].物探与化探, 1993, 17 (4) :258-265.

[2]陆基孟.地震勘探原理[M].北京:石油大学出版社, 1992.

《地震勘探原理》专业英语词汇篇4

《地震勘探原理》专业英语词汇

地球物理学：Geophysics 应用地球物理学：Applied Geophysics 地球物理勘探(物探)：Geophysical Prospecting/Exploration/Survey 地震勘探：seismic Prospecting 重力勘探：gravity prospecting、gravitational prospecting 电法勘探：electrical prospecting 磁法勘探：magnetic prospecting 地震资料采集：seismic data acquisition 地震资料处理：seismic data processing 地震资料解释：seismic data interpretation 介质：medium（复数media）地层：stratum（复数strata）界面：interface/boundary 水平界面：horizontal interface [hori′zontal] 倾斜界面：tilted/angled/slanting/ing interface 倾角：dip angle 波前：wave front 波后：wave rear 波面：wave surface 振动：vibration 波长：wave length、wavelength 周期：period 频率：frequency 速度：velocity 视速度：apparent velocity 地震波：seismic wave 弹性波：elastic wave 直达波：direct wave 反射波：reflection wave 透射波：transmission wave 折射波：refraction wave 入射角：incident angle 反射角：reflection angle 回折波：diving wave 费马原理：Fermat principle 惠更斯原理：Huygens principle 斯奈尔定律：Snell Law 反射定律：reflection law 震源：source 接收器：receiver 检波器：geophone，detecter 炮点：shot point, source point, SP 接收点：receiver point, RP 炮检距：offset 时距曲线：time-distance curve, T-X curve, hodograph 连续介质：continuous medium 垂直地震剖面：Vertical Seismic Profile, VSP 地震剖面：seismic profile;seismic section 测线：survey line 信号：signal 噪声：noise 有效波：effective wave 干扰波：interference wave 信噪比：S/N（signal to noise ratio）, SNR（Signal Noise Ratio）频谱：frequency spectrum 振幅谱：amplitude spectrum 相位谱：phase spectrum 频谱分析：spectrum analysis / frequency analysis 褶积：convolution 相关：correlation 自相关：autocorrelation;self correlation;selfcorrelation 互相关：cross correlation;mutual correlation 主频：dominant frequency 频宽：bandwidth 采样定理：sampling theorem 采样间隔：sampling interval 采样频率：sampling frequency 假频（混叠、折叠）：aliasing [‘eiliəsiŋ] 滤波：filtering 滤波器：filter 低通：lowpass（low pass，low-pass）;LP 带通：bandpass;BP 高通：highpass 陷波器：notch filter 观测系统：geometry 复盖次数：fold 共中心点：CMP(common middle point)共炮点：CSP(common source point)共接收点：CRP(common receiver point)三维地震勘探：3D(three dimension)seismic prospecting 空间假频：spatial aliasing 地震测井：well shooting，check shot GPS：Global Position System 检波器组合： geophone array;geophone grouping;geophone pattern 线性组合： linear array平均值： mean value 方差： variance 多次反射波：multiples 虚反射：ghost reflection 层间多次波：interbed multiple 全程多次波：simple multiples 层速度：interval velocity平均速度：average velocity 均方根速度：root-mean-square velocity 等效速度：equivalent velocity 叠加速度：stacking velocity 动校正速度：NMO velocity 地震测井：well shooting, check shot 声波测井：acoustic logging, sonic logging 声波时差：interval transit time, slowness 地震记录seismic record，seismogram 合成地震记录synthetic seismogram 绕射波diffracted wave 分辨率resolution 垂向分辨率vertical resolution 横向分辨率lateral resolution 子波wavelet 最小相位minimum phase 最大相位maximum phase 混合相位mixed phase 零相位zero phase 倾角dip angle 真倾角true dip angle 视倾角apparent dip angle 倾向inclination [inkli neiS n] 走向strike 偏移migration 时间偏移time migration 深度偏移depth migration 叠前偏移prestack migration 叠后偏移poststack migration 三维偏移three dimension migration 二维偏移two dimension migration 回转波reverse branch

二维地震勘探篇5

1 地质及地震条件

1.1 地质概况

伊犁盆地是在前二叠纪褶皱基底的基础上, 于二叠纪扩张、裂解, 经历了二叠纪后的拗陷、隆升、改造而成的山间盆地。区域基底主要是石炭系中酸性火山岩、花岗岩及二叠系火山沉积碎屑岩、正常沉积岩。盖层为中新生代陆湖相碎屑岩建造, 也是主要的含煤建造。区内主要的含煤地层是中下侏罗统水西沟群, 共有12层煤层, 煤层总厚度达48m, 其中可采厚度有41m。其中, 侏罗纪八道湾组含煤层5层, 煤层平均总厚度12m, 地层平均厚度155m;侏罗纪三工河组含煤层2层, 煤层平均总厚度3, 地层平均厚度93m, 含煤系数为5.18%;侏罗纪西山窑组含煤层5层, 煤层平均总厚度32m, 地层平均厚度103m, 含煤系数为31.73%, 均为可采煤层。

1.2 地震地质条件

勘查区位于伊犁盆地南缘。总体地势南高北低, 海拔高度一般在700~1500m之间, 西北部地势较平缓, 但多为农田和树林, 东南部局部切割相对强烈, 属侵蚀剥蚀低山地貌, 区内近南北走向的冲沟给野外施工带来不便。本区地层构造简单, 主要目的层位赋存稳定, 主要可采煤层以上无强反射层覆盖, 煤层顶、底板能形成较强反射波, 且反射波组特征明显, 易于反射层位的对比解释。本区地表和浅层地震地质条件较差, 深层地震地质条件较好。

2 地震资料的地质解释

地震资料的解释首先就是地震反射波的标定, 确立地层特别是主要目的层与其地震反射波的对应关系。根据本区钻孔实际揭露地层情况和测井资料显示, 煤层附近地层中没有明显的岩性分界面, 不会形成对煤层顶底反射产生较大影响的较强的反射波组。因此本区M1煤层反射波在时间剖面为上一组能量强, 信噪比高, 连续性好的反射波。M1煤层反射波组能量较强, 连续性好, 利于反射波的对比追踪 (如图1所示) 。

2.1 构造解释

地震资料解释的关键是时深转换, 进行时深转换后, 地震数据由时间域变为空间域, 即反应主要目的层的构造形态。利用M1煤层反射波, 辅以其他可追踪对比的反射波, 在工作站上对全区地震资料进行追踪对比, 对比在叠加剖面上进行, 在测线交点上采用整道波形闭合的方法, 消除局部异常或干扰波带来的假象。断层在地震时间剖面上表现为同相轴错断、扭曲、强相位转换等特征。图2为大断层, 图3为小断层显示。当表层速度变化不大时, 煤层褶曲形态在时间剖面上得到直观地反映, 如图4。

2.2 煤层解释

1) 煤层厚度。当煤层厚度较大时根据煤层顶、底板反射波时差解释煤层厚度, M8煤层平均厚度20m左右。M1煤层厚度平均8m左右, 其顶底板反射波的时间正好叠加在一起, 在时间剖面上为一能量较强的复合波, 可以根据煤层反射波振幅等动力学参数解释煤层厚度。由此可绘制煤层等厚线平面图, 等厚线间距1m (如图5所示) 。

2) 煤层赋存边界。在覆盖层厚度较大时, 利用时间剖面可以比较准确的解释煤层的赋存边界, 一般情况下, 煤系地层与其上面盖层一般为角度不整合关系, 这为识别煤系地层的反射波提供了依据, 并可利用其特征较准确的确定隐伏煤层露头位置;当盖层厚度较小时, 由于难以得到很浅的煤层反射波, 此时解释的煤层的露头位置为煤层赋存边界的视边界 (如图6所示) 。

3) 煤层底板等高线图。利用t0等时线图和速度场进行计算得到M8煤层底板到基准面的深度图, 用基准面与其相减得到M8煤层底板等高线图 (如图7所示) 。

1.勘查区范围;2.断层及编号;3.M8煤底板等高线;4.地震勘探线编号

3 地质成果

3.1 煤层

1) M1煤层。北区煤层底板呈南东东走向, 向北东东倾伏的近似单斜形态, 中部为一向西高角度倾斜的狭长地带, 往西煤层埋深急剧增加, 最深达到1700m, 煤系地层基本呈平缓状向西北产出。南区基本为一盆状凹陷, 其中育有次一级褶曲, F1断层以西煤层埋深大, 断层下盘煤系地层产状局部变化大, 地层倾角达45°。M1煤层基本全区赋存, 厚度稳定, 全区可采, 尤其是北部为主采煤层。

2) M8煤层。其空间赋存状态与M1煤大致近似, 在北区东部其赋存范围仅限于靠近伊犁河的近似条带状内, M8煤厚度比较稳定。南区M8煤厚度局部变化较大, 多出现分叉合并现象, 单一煤层厚度最大33m。

3.2 构造

总的来看区内断裂构造不发育, 查明了区内落差大于50m的断层, 并对落差小于50m的断层和断点进行了解释。全区共解释断点13个, 其中A级断点13个, 组合断层3条, 均为可靠断层 (如图8所示) 。

1.勘查区范围;2.断层及编号;3.断点及编号;4.M1煤底板等高线;5.地震勘探线编号;

4 结语

通过本次地震勘探工作, 结合已有钻探工作, 对该区煤层空间展布、埋深、厚度变化、地质构造形态, 覆盖层厚度等特征有了定性、定量的解释。地震勘探成果将对该区煤炭资源的勘探及开发利用提供有力的依据。

参考文献

[1]李盛富, 孙鹏飞.新疆伊南煤田察布查尔县阿尔玛勒勘查区 (北区) 煤炭详查报告[R].核工业二一六大队, 2011.

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[3]余丽.二维地震勘探在实际中的应用[J].煤炭技术, 2012, 31 (1) :167-168.

[4]钟绍华.山区二维地震勘探多次覆盖灵活观测方法[J].石油物探, 1991, 30 (4) :89-101.

[5]杨小强, 彭烨, 吕俊维.新疆伊南煤田察布查尔县阿尔玛勒北勘查区煤层地质特征[J].西部探矿工程, 2015 (1) :113-116.

[6]朱书阶, 李林元, 朱跟彦, 等.永城矿区复杂条件下的三维地震勘探技术[J].煤炭技术, 2008 (2) :123-124.

[7]刘革, 刘迪新.地震勘探方法在采空区上的应用[J].煤炭技术, 2002, 21 (9) :61-62.

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[9]刘国庆, 张铁桩.二维地震勘探在睢县西部煤普查中的应用[J].矿产与地质, 2013, 27 (4) :342-346.

[10]程建远, 张广忠, 李林元等.老窑采空区地震探测新技术及其应用前景[J].中国煤田地质, 2003, 15 (5) :50-52.

[11]郭建军, 李小伟, 王永明.二维地震勘探在大海则煤炭普查中的应用[J].陕西煤炭, 2014 (4) :68-71.

二维地震勘探篇6

1地质概况

勘查区位于济源市的西部, 西北至铁山, 东南至李沟, 东西长5.4 km, 南北宽2～3 km, 面积约16.0 km2 (图1) 。地质构造上位于北西西向王屋山向斜的北东翼, 区内地层呈单斜产出, 走向呈北西西向, 倾向南南西, 倾角30°左右, 中部地层走向发生偏转, 形成小型褶皱, 轴线方向近南北向, 北部为基岩裸露区, 南部被第四系覆盖, 地层由老到新依次为奥陶系马家沟组, 石炭系本溪组, 二叠系下统太原组、中统山西组、下石盒子组、上统上石盒子组、石千峰组, 三叠系下统刘家沟组、中统二马营组, 油房庄组及第四系。勘查区内含煤地层为石炭系太原组和二叠系山西组及上、下石盒子组。煤系地层总厚约600 m, 含煤13层, 煤层总厚1.61～12.31 m, 一般厚5.90 m, 含煤系数为0.9%。二1煤层普遍可采, 其他煤层均不可采[1]。

2地震地质条件

2.1地表

勘查区属暖温带大陆性气候, 半干燥地区, 年平均气温为+14.4 ℃, 最低气温为-25 ℃, 最高气温为+41.9 ℃;年平均降水量为665.34 mm。年平均蒸发量1 250～1 820 mm。11月下旬降雪, 到次年3月份为霜冰期, 年平均无霜期210 d。

勘查区属于低山区, 地势总体为中间高四周低, 海拔标高+480～+650 m, 相对高差150 m左右, 区内北东或近南北向冲沟发育, 村庄和公路较多, 有些测线从这些村庄和公路中穿过, 人为干扰因素较多, 地表种植玉米、烟叶等, 部分地段灌木丛生, 人员通行困难, 给地震勘探施工工程造成了困难[2,3]。

2.2浅层

勘查区浅层地震地质条件十分复杂, 北部为基岩裸露区, 南部大部分为第四系黄土覆盖, 中—西北部有砾石坡积物。第四系黄土层表层结构松散, 对地震波高频成分吸收强烈, 造成资料分辨率降低, 同时由于表层岩性结构均一性比较差, 降低了资料的信噪比, 不利于地下小断层、小褶曲、陷落柱的分辨和构造解释, 西北部砾石层的存在不仅对成孔有影响, 而且该层覆盖在勘探目的层之上, 对地震反射波的高频信息有较强的吸收衰减作用, 直接影响地震数据的采集[2]。

2.3深层

勘查区内新近系、第四系岩性为黏土、砂土夹薄层砂砾石层, 密度2.2 g/cm3, 反射波平均速度1 900 m/s;下伏基岩多为砂岩及粉砂岩, 密度2.7 g/cm3, 反射波平均速度3 500 m/s, 两地层之间存在明显的波阻抗差异, 具有形成能量强、波形突出、稳定且全区可连续追踪对比的反射波条件。但是由于该区新生界厚度较薄, 为0～36.29 m, 不能接收到其反射波。所以采用野外成孔深度进行控制[2]。

勘查区二1煤层层位较稳定, 平均厚5.47 m, 多为单一煤层, 偶有1层夹矸, 属于结构简单的可采煤层。煤层直接顶板多为泥岩及砂质泥岩, 局部有炭质泥岩伪顶, 基本顶为大占砂岩。直接底板一般为炭质泥岩或泥岩及细砂岩。煤层密度1.45 g/cm3, 反射波速度为2 600 m/s, 与围岩相比存在显著的波阻抗差异, 具有形成放射波的良好条件。因此, 二1煤形成的T2反射波能量强、波形突出, 连续性好, 能够全区对比追踪。该区L5线地震时间剖面如图2所示。

总体而言, 井田内地震地质条件较差, 地震勘探类型为Ⅴ类地区, 属典型的山区条件, 具有多种表、浅层地震地质条件。

3野外原始数据采集

3.1试验工作

根据勘查区内地表地震地质条件和浅、深层地震地质条件制定了适合本勘探区的试验方案, 全区均匀布置了3个试验点, 完成试验物理点40个。有针对性地进行了现场采集参数和观测系统试验, 提高了原始记录的质量[4]。

在地表为黄土覆盖层的地区, 采用人工推磨钻成孔, 以确保钻孔的深度到达基岩层, 使炸药在基岩层上激发, 才能取得较高的信噪比原始记录。在成孔较浅的地段, 进行了多井组合孔试验。通过试验记录得出, 当孔深大于6 m时可施工单孔, 药量2 kg;孔深3～6 m时可两孔组合, 每孔药量为1 kg;孔深小于3 m时为3孔组合, 每孔药量为1 kg。

在地表为坡积物的地区, 采用镐、钎、锨人工挖坑, 把坡积物挖掉并挖到基岩上, 坑深试验参数为2.0, 2.5, 3.0 m。由实验记录可知, 当坑深大于2.5 m、药量为3 kg时, 可获得较好的目的层反射波 (图3) 。

在风化的泥岩、砂质泥岩出露的地方, 采用柴油机作动力的风钻成孔, 用1～3 m的单井进行试验。通过试验记录看, 当坑深为3.0 m、药量为2 kg时, 目的层反射波比较明显 (图4) 。

3.2试验效果分析

通过以上试验点资料的分析对比, 结合设计要求及以往施工经验, 综合技术经济合理原则, 得出以下试验结论:在黄土覆盖区采用人工推磨钻成孔, 必须打到基岩层;孔深大于6 m的施工单井, 3～6 m的两孔组合, 3 m以下用3孔组合;单孔药量2 kg, 2孔组合药量各1 kg, 3孔组合药量各1 kg。在坡积物区采用挖坑成孔, 以挖到基岩面为止, 若挖不到基岩面, 坑深要求2.5 m以上, 药量3 kg。基岩出露区采用风钻成孔, 孔深3 m, 药量2 kg。

根据以往地震勘探经验及该地区的地震地质条件, 选择主频为60 Hz检波器, 采用2串2并4个检波器, 防止高频干扰。组合基距采用堆放式。考虑勘查对象深度及地质任务要求, 尽量避免漏掉可能有用的信息, 尽可能地保持原始数据的真实性, 最终选择采样间隔1 ms, 记录长度3 s, 全频段接收。

根据目的层埋深、地质任务、二维地震勘查理论等要求, 采用的二维观测系统主要参数为:道间距, 20 m;炮间距, 20 m;激发方式采用中间点和下倾端点激发;接收96道;覆盖不少于24次。

3.3施工工序

根据勘查区的地震地质条件, 最终有针对性地采用1 000 m×1 000 m地震测网, 地震主测线的方向为近似北东向, 基本垂直地层走向, 联络线与主测线垂直, 形成正交测网。以1 000 m×1 000 m基本地震测网布设二维地震测线10条。其中主测线7条, 联络线3条, 测线总长35.6 km, 测线上物理点1 790个, 加上试验物理点34个, 小折射物理点6个, 全区总计物理点1 830个。野外施工过程中严格执行《煤炭煤层气地震勘探规范》, 建立独立的质量监督体系, 以便保质保量地完成此次勘查工作。

4资料处理与解释

4.1资料处理

结合该勘查区地震地质条件及承担的地质任务, 考虑突出高分辨率特点, 在认真进行试处理、反复测试与选择参数的基础上, 确定适合该勘查区地震资料处理的基本流程。处理中着重做好预处理 (空间属性的建立、道编辑分选、振幅恢复以及滤波等) 、静校正 (初至折射静校正、野外静校正、剩余静校正) 、反褶积、速度分析及去噪工作, 使地下构造归位准确, 断点清晰, 目的层反射波信噪比高[5]。

按照相关评级标准, 对此次所获得的时间剖面进行了评级, 在36.1 km长的剖面中, Ⅰ类剖面26.79 km, 占74.21%;Ⅱ类剖面7.46 km, 占20.66%;Ⅲ类剖面1.85 km, 占5.13%。Ⅰ类剖面和Ⅱ类剖面总计约占全部时间剖面的94.87%, 符合要求, 为资料解释提供了优质的地震处理结果。

4.2资料解释

资料解释是把地震成果转化为地质成果的过程, 是地震勘查最重要的环节。资料解释以资料处理后产生的地震数据为基础, 由已知到未知、再由时间剖面至平面的多次反复对比分析, 结合已知地质等资料进行综合解释。

勘探区地震资料的解释采用水平叠加剖面进行交点闭合, 利用水平叠加剖面参考偏移剖面进行构造解释, 直接利用水平叠加剖面绘制等时图, 进行空间归位和时深转换。通过分析钻孔资料及反射波的波组特征, 确定时间剖面上二1煤层对应的反射波 (T2波) 由2个强相位组成, 视频率40～60 Hz。T2波能量较强, 波形较稳定, 利用此特征对比追踪, 基本能完成整个勘查区的对比工作, 在特征不明显的地段用联络线的交点闭合并利用辅助相位加以对比确定, 其作用是为了对同一反射层在全区进行纵横闭合, 保证不同方向测线对同一反射层进行连续对比追踪, 进而确保资料的解释正确性与精度[5]。

5勘探成果

通过对勘探区二维地震数据解析发现目标层位二1煤层的埋深总体上北部浅, 最浅部底板标高为+140 m, 南部越来越深, 最深处底板标高为-1 000 m (图5) 。勘探区构造主要以断层为主, 此次二维地震数据共解释断点21个, 其中A级断点15个, B级断点5个, C级断点1个。利用这21个断点共组合断层4条, 即DF1、DF2、DF3、DF4 (均为正断层) , 孤立断点10个 (df1、df2、df3、df4、df5、df6 、df7、df8、df9、df10) , 具体数据见表1、表2。

注:断层性质均为正断层, 错断层位均为二1煤层。

按照断层的落差可分为:大于100 m的2条 (DF1、DF2) ;小于50 m的2条 (DF3、DF4) 。按可靠程度可分为:可靠断层3条 (DF1、DF2、DF3) ;较可靠断层1条 (DF4) 。

6结论

(1) 通过对勘探区地表、地下浅层和地下深层地震地质条件分析, 认为勘探区地震地质条件复杂, 地震勘探类型为Ⅴ类地区, 属于典型的山区条件, 具有多种复杂的地震地质条件, 必须采用相应的措施, 才能保证采集的地震资料具有较高的信噪比, 确保单炮质量。

(2) 通过试验测试和效果分析, 此次地质勘探选择主频为60 Hz检波器, 采用2串2并4个检波器, 防止高频干扰。组合基距采用堆放式。为了尽可能地保持原始数据的真实性, 最终选择采样间隔1 ms, 记录长度3 s, 全频段接收。

(3) 通过对地震资料处理和解释分析, 勘查区目标层位二1煤形成的T2反射波能量强、波形突出, 连续性好, 能够全区对比追踪, 其埋深总体上北部浅, 最浅部底板标高为+140 m, 南部越来越深, 最深处底板标高为-1 000 m。勘查区构造主要以断层为主。此次地震勘查共解释断点21个, 其中A级断点15个, B级断点5个, C级断点1个。利用这21个断点共组合正断层4条, 孤立断点10个。

参考文献

[1]赵显宗.二维地震勘探在河北泊头找煤中的应用[J].河北煤炭, 2011 (5) :34-35.

[2]孙中文, 张玉珠, 张鹏.二维地震勘探在柴北缘红柳泉井田的应用[J].山东煤炭科技, 2010 (5) :1.

[3]张彦湘, 罗振丽, 张友林, 等.地震勘探在多种地震地质条件共存区域内的应用——以山西同煤集团马道头井田二维、三维地震勘探为例[J].中国煤炭地质, 2009, 21 (A02) :79-83.

[4]姜亮.大雁西部煤炭采区二维地震勘探技术和效果[J].黑龙江国土资源, 2012 (2) :57.

地震勘探的应用篇7

关键词：地震,勘探,物理性质,偏移研究

通过地震资料处理, 任何计算技术为了生成地下图像, 都要去除噪声或波传播中的干扰。一旦这种图像生成后, 就有许多方法对资料做进一步处理, 以获取更多的信息。

众所周知, 叠前偏移对速度误差非常敏感, 这就意味着我们需要为叠前偏移寻找另外的解决方法。解决这一难题的一种方法是把叠前偏移过程分为单独的步骤, 这种观点认为, 叠前偏移是正常时差, 其后是一个神秘的过程, 接下来是共中心点叠加, 最后是叠后偏移。该过程要满足处理结果与叠前偏移结果相同的一切条件。希望这两种结果在复杂岩层或水平速度变化大的情况下完全一致是不合理的, 但在轻度变化条件下这一目标是可实现的。那么这一神秘的处理过程是什么呢?早在1978年就有一种商业应用软件DEVILISH, 其发行版本叫做叠前部分偏移, 但未被广泛接收和普遍使用。到1984年这种神秘处理的最终形式被称为倾角时差———DMO, 由于人们的普遍接受, 很快被当作标准处理过程, 它对速度误差并不敏感, 而且效果很好。在过去的16年里, DMO已发展成包括速度变化 (垂直和水平) 、波形变换、各向异性及三维应用。一些偏移纯粹主义者认为DMO只是一种手段, 是惹人分心之源, 应当努力投入到解决叠前偏移的实际问题中去。也许这种观点是对的, 但是DMO所做的就是要在80年代叠前偏移的计算需要和实际的计算机能力的鸿沟之间架设一座桥梁。此外, 如果地下情况较好, DMO还是一种十分有效的处理手段。无论过去还是现在DMO依然是一个数据处理的主要里程碑。

各向异性众所周知, 早在50年前对地震波的研究就倾向于有方向性的速度, 而在此前的50年前就提出了详细的理论, 但事实上各向异性直至80年代末期以前一直都被人们所忽视。为什么呢?因为各向异性是一种弹性效应。看起来我们无法对这种弹性效应做出评估, 没有通过对三分量数据的测量来观察全弹性波场也无法消除它的影响。普遍认为各向异性的影响是依据横波—即横波的分解、偏振等来衡量的。但是起作用的横波数量很少, 至少相对于大量的起作用的标准纵波是这样。令人遗憾的是自然规律并不是这样, 从横波只能得到大约希望频率值的一半左右, 并且分辨率并无根本性的提高。所以尽管人们认识了各向异性, 对它进行了讨论和分析, 但其命运仍是如同以前一样, 不被人们所重视。到了1986年这种情况才有所改变, 当时有人论证, 各向异性是我们已处理了60年的纵波资料中的一个重要因素。

此外, 有人提出设立易懂的, 意义明确的各向异性参数, 这使得各向异性的意义为每个人所了解。人们更深入地理解了这个问题, 这在各向异性的发展过程中是一个令人高兴的时刻, 人们把它论述得更清楚, 而且在实际中有了很好的应用。如果你想寻找, 各向异性随处可见, 重要的是, 如果地下是各向异性的并且假定它不存在时你来处理数据, 那么所得到的图像会变差, 振幅都是错的;反射层不在正确的深度或正确的水平位置;断层终点被拉长等等。解释员会受到处理员的各向同性世界观的连累。1986年以来, 我们经常会见到大量描述各种类型的各向异性的著作, 介绍如何从纵波资料中去掉各向异性旅行时及振幅效应, 如何根据所得资料估算各向异性参数等等。现在已经有了各向异性NMO、DMO及偏移, 而且几乎每个月都有更多的新算法问世。

三维处理虽然本文讨论的是处理, 但我们都知道, 是采集技术的进步推动了数据处理的发展。在过去20年里开发了许多重要的采集技术, 例如井间采集, 海底电缆, 遥测技术、海底地震检波器及垂直电缆, 这些只是其中的一小部分。但没有比三维采集所引起的变化更大的技术了。三维放炮的根源可追溯到30年代, 但在计算机问世之前没有多大进展。在80年代中期情况就改变了, 三维变成了工业标准。

许多根据二维资料研制的处理程序都可直接应用于三维资料。二维和三维都是单道进出的单一通道理处理, 做三维处理时不需要做实质性的修改。但多道处理就不同了, 例如正常时差, 二维与三维可视作相同。毕竟它只采用了建立在震源和检波器分离的时间轴的一种转换。但是假如对一个2000米炮检距沿东北方向的地震道应用DMO时, 那么另外一个2000米炮检距的地震道是在南北方向吗?二维DMO并不能分辨这种情况, 但三维NMO能够解决这类问题, 因为NMO速度是方位角的一个函数。NMO只是其中的一个例子, 我们还要提及DMO、偏移、地表一致性处理 (静校正、反褶积) 、压制多次波及各种各样的速度分析。除了理解这些处理在三维中是怎样工作的这个有争议的问题外, 还存在着卷积道的计算问题。1982年的一次大规模三维地震勘探其地震道数不高于二百万, 而现在一次更大规模的地震勘探会有多于两亿个地震道, 在20年内地震道有了成千倍的增加。

通过比较的方法, 莫尔定律告诉我们, 印刷电路中晶体管的数量每18个月就会翻一番。同晶体管的数量的增加一样, 处理速度也是如此。令人惊奇的是, 1964年的莫尔定律, 恰好适用于今天计算技术的发展。过去的20年可以用18个月为间隔划分为13个阶段, 所以1982年的计算机速度到现在应为213或者说大约快了8000倍。这似乎听起来变化是巨大的, 我们有了比当时多1000多倍的数据, 而处理的速度却快了8000倍。只需用1982年时的1/8时间就可完成处理。但速度只是构成计算机性能的一个组成部分, 此外还有内存、磁盘空间、网络及批量处理的并行结构等。事实上, 数据处理需要远远超过当时的计算机处理能力, 并总是如此。由于计算机处理能力的提高, 我们将能对更大的数据体进行空前复杂的地震处理, 深度偏移就是一个良好的范例。深度偏移如果我们把讨论的范围仅限于过去的20年, 那么我们应当认识到在1982年时偏移就已经是一项成熟的地震处理技术了。地震工作者都知道, 人们几乎在放炮采集数据开始就知道存在水平定位的误差。在50年代和70年代早期, 人们对偏移是什么和怎样做偏移的一种综合性观点的形成做了重要的工作。从而把海上勘探引向更深的水域, 可以探测水下盐丘四周情况, 检验盐下岩层, 有效地处理极端恶劣的地形及难于成像的逆掩断层地区。这些情况都涉及到了剧烈的三维水平速度变化。当地层的硬度达到一定程度后, 就变成了偏移问题。在这种极端恶劣的地形条件下, 去偶处理流程根本不能提供精确的成像, 这使得叠前深度偏移只不过成为了一种游戏。

多波地震勘探篇8

1 多波技术简介及难点

在一般理论意义下，矢量地震勘探要求震源能够同时激发出三个方向的入射信号。而作为矢量地震勘探的一种特例-多分量转换波地震勘探则没有震源上的特殊要求，它是研究由爆炸震源 (近似为纵波震源) 激发的信号经过地层的传播，波型发生转换且转换横波在裂缝介质中产生分裂后的三个分量信号。但是多波勘探还存在许多技术难点：如何使纵波和横波或转换横波剖面中的对应层位进行准确的对应;褶积后如何处理两个地震道的波峰不一定正好对应波峰，纵波的波峰可能不对应横波的波峰或波谷，而是中间斜坡上(或过零点)的某一位置;在横波资料处理中，静校正问题非常严重，对纵波速度的影响很大;当波形横向变化时，纵、横波层位追踪对比产生很大误差;由于纵、横波的子波各不相同，“同分辨率滤波”法也很难将纵、横波剖面中的相位完全对应;共转换点的精确确定存在一定的困难;转换波的叠加振幅随排列长度而变化，很难讨论其振幅保真问题。

在实际地震勘探中，一般多采用纵波激发、三分量接收的转换波勘探，这是因为横波震源可以360°方向传播，不易接收，而且横波能量在地下衰减很快，信噪比低，横波震源造价较高，对地面的破坏大。

多分量地震勘探与常规纵波地震勘探不同。多波多分量地震，有人称全波地震它是指利用纵波震源激发，同时利用地震的多个分量信号进行勘探三分量检波器接收，其接收到的不仅有纵波信息记录地震纵波、横波 (包括快、慢横波) 还有转换波信息。为地质构造的成像、裂隙和孔道的确定、储层岩性的解释等提供特定的信息。由于多分量转换波地震勘探是建立在各向异性介质模型上的，故它对薄互层、泥岩裂缝、碳酸盐岩缝洞、火成岩等发育的非均质岩性储层有更好的反映。

与常规纵波勘探相比多分量勘探具有以下几个优点：不同的岩石和饱和流体可能产生类似的纵波响应，因此纵波信息有多解性，不能完全满足勘探需要;可以提供更丰富的信息但纯横波勘探不易操作且费用极高。转换波不仅能提供大量的信息且操作方便、成本低，因此多分量勘探成为油气勘探新的发展方向。多波多分量地震勘探所能提供的地震属性信息将成倍增加，并能衍生出各种组合参数。利用这些参数估算地层岩性孔隙度、裂隙含气性等将比只用单纯波的可能性更大可靠性更高。

基于常规爆炸震源三分量检波器接收的多分量转换波，地震技术是在常规声波法的基础上适当做一些野外检波器处理方法和解释技术的更新，即同时研究纵波和转换。横波在各向异性假设下还包括分裂横波这种方法，兼有纵波和横波的双重优点并克服了纵横波各自的缺点，综合利用这种技术可以降低速度和岩性等参数反演的不确定性，其中弹性波传播理论地震各向异性理论。多分量地震数据的采集处理与解释是这项技术的主要研究内容。

2 多分量的地震解释

多分量地震资料解释，主要的资料分析内容有：1、用转换波提高成像精度2、用纵横波振幅差异分析含油气性及岩性识别3、流体描述4、用横波分裂进行裂缝和各向异性分析5、油藏监测和纵横波联合反演判别真假亮点6、用 (vp/vs) 1/2预测孔隙度。由于多分量勘探可以同时提供纵波和横波的速度信息，使岩性研究成为可能;快慢横波的分离和分裂时差又额外地给我们提供了进行非均质性介质弹性参数反演的可能，包括各向异性因子、裂缝的发育方向和发育密度。

为了做好纵横波资料解释的关键所以前提是要做好纵、横波的对比工作。在保证纵、横波正确对比的基础上，可利用提取的参数和信息进行岩性预测、构造成像、各向异性及裂缝分析、油藏监测等。

2.1 用纵横波振幅差异分析岩石类型及含油气性

由于不同的岩石以及含不同流体的岩石有着不同的弹性参数，这些不同的弹性参数对纵横波有着不同的影响，从而引起地震纵横波反射振幅的差异。因此当不同的岩性或相同的岩性含油气时，其纵横波反射振幅有着不同的特征，利用这种纵横波振幅差异可以进行岩性预测和油气检测。

2.2 用vp/vs和泊松比预测岩性变化

试验结果表明，随着砂岩百分比的增加，vp/vs值呈增大的趋势，不同的岩石有着不同的vp/vs值范围。

2.3 用 (vp/vs) 1/2预测孔隙度

实际应用表明， (vp/vs) 1/2等值线大致反映着不同的孔隙度，而与岩性无关。这是为孔隙度大时，vp, vs都要降低。

2.4 用纵横波联合剖面判别真假亮点亮点

技术是用于在纵波叠加剖面上识别含气砂岩的强反射。然而，其他岩层也可能产生强反射，例如沉积岩下面的火成岩、煤层等，于是，纵波剖面上有时会出现“假亮点”。

2.5 用横波分裂进行裂缝各向异性分析

根据横波分裂理论，当横波通过方位各向异性介质时，会分裂成两个偏移方向正交的横波，利用数据处理中的旋转扫描得出最佳旋转角度，就可以得出地下裂缝的方位。在处理后的快、慢横波剖面上拾取相应的初至波时间就能得到延迟时间并计算出方向各向异性系数。

2.6 用转换波改善成像质量