二维地震勘探在煤田勘查的运用范文

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摘要:甘肃省张掖市山丹县LS勘查区具有较好的找煤前景，为了寻找煤炭资源并对勘查区是否有进一步地质工作价值做出评价或总结，对该区进行了二维地震勘探。勘查区地震地质条件复杂，地震数据采集前，参考邻区采集参数，做了井深、药量、井组合等激发参数试验，确定了该区的数据采集方法，保证了原始数据的可靠性。利用静校正、叠加、偏移、速度分析等地震处理技术，获得了较好的地震时间剖面，并通过人机交互地震解释系统对地震资料进行分析解释，取得了较好的效果，达到了预期的目的。

关键词:二维地震;试验;采集;处理;解释

甘肃省张掖市山丹县LS勘查区周边已先后完成了普查、详查等煤炭资源勘查工作，取得了较好的地质、地震成果，LS勘查区与周边勘查区位于同一构造单元内，具有较好的找煤前景。而地震勘探是找煤勘查中非常有效的方法，对了解覆盖层厚度、构造形态、地层分布及钻孔布设具有重要的意义［1］。本次应用二维地震勘探对LS勘查区进行煤炭资源勘查，探测结果对勘查区的地层分布、构造形态有了初步的认识，为钻孔布置提供了依据。

1勘查区概况

1．1地质特征勘查

区位于山丹县东南部，属山丹盆地的一小区。根据邻区勘探资料，推测勘查区呈北北东倾的单斜构造，区内自上而下为第四系(Q)、新近系临夏组(N2l)、中二叠统窑沟群(P2yg)、中二叠统大黄沟组(P2d)、下二叠统太原组(P1t)和下寒武统大黄山群(∈1dh)。其中太原组为含煤地层，新生界属松散覆盖层，大黄山群为基底地层。

1．2地震地质条件

1)表层地震地震条件。勘查区地处大黄山北缘之山前冲洪积倾斜戈壁平原。区内地形平坦而略显东南高、西北低之势，海拔一般在1910～2060m之间。测区地物特征复杂，主要为农田，水渠及村庄，地表一般为第四系耕植土所覆盖，春秋季多风沙，随机干拢严重。地表农田密集、浇灌水渠纵横相连，机械化施工难以进行，各种设备进入现场均需人工抬扛，复杂多变的地表条件使得地震施工难度大、效率低。2)浅层地震地震条件。勘查区浅层主要为第四系砂砾石层，地震成孔施工时易塌孔，使得施工效率低下，加之本区潜水面相对较深，炮井最佳激发深度难以达到，不利于地震波激发。3)深层地震地震条件。根据邻区地震数据及岩性特征分析，认为勘查区深部地层之间存在着明显的波阻抗差，能形成较强的反射波。综合分析勘查区的表、浅、深层地震地质条件，认为勘查区具备地震勘探的地球物理前提，属地震地质条件复杂地区。

2数据采集及资料处理

2．1数据采集

勘查区处于找煤预查阶段，本次地震勘探的地质任务是初步了解勘查区的构造形态及地层分布情况。全区按照地震测线垂直主要构造及地层走向，自西向东以3km基本线距布置测线4条。数据采集使用加拿大产AriesⅡ型数字地震仪。勘查区地震地质条件复杂，数据采集前有必要对采集参数进行充分试验，试验主要是在借鉴邻区采集方法的前提下，结合本勘查区地质特征进行。1)邻区地震采集方法。邻区位于本区东北部约10km处，已完成普查、详查阶段的地震施工，所获得的原始地震资料信噪比高。两区地质特征及地震地质条件类似，其采集方法可以为本区所借鉴。邻区地震采集方法为:3井组合激发，井深4～6m，单井药量3kg，10个60Hz检波器串联纵向线性组合埋置，144～192道道接收，36次以上叠加，炮点距20m，道距10m，中点放炮。2)本区地震采集方法。在区内4条测线上选取具有代表性的不同地段，按照单一因素变化的原则，主要对井深、药量、井组合等进行试验［2］、确定出适合本区地震勘探的采集方法。通过成孔调查，勘查区4条测线顶部有2～4m的次生黄土及耕植土，其下部主要为砂砾石层，井深试验主要以穿透顶部的次生黄土为前提进行试验［3］，井深选取5m、7m，药量选取1kg、2kg、3kg，井组合选取3井、5井分别进行试验。药量3kg，井深5m和7m的单炮记录对比图，井深5m相对于7m的单炮记录在面貌上背景干扰小。图2为3井组合激发，井深5m，药量1kg、2kg、3kg的单炮记录对比图，药量1kg的单炮记录上很难看到有效反射波，随着药量的增大，有效反射波特征逐渐明显，药量3kg时有效反射波特征较清晰(图中虚线框所示)。图3为井深5m，药量3kg，3井和5井组合激发的单炮记录对比图，3井、5井单炮记录面貌差别不大，由浅层至深层均有有效反射波，但是3井组合有效反射波连续性相对较好。通过试验并结合邻区地震采集方法，确定了本区的地震数据采集方法:3井组合激发，井深5m，单井药量3kg，10个60Hz检波器串联纵向线性组合埋置，144～168道接收，36次以上叠加，炮点距20m，道距10m，中点激发。

2．2资料处理

采集完成后，需对原始数据进行处理。本次处理主要采用以下关键技术［4］:预处理与质量控制;静校正;叠前振幅处理;叠前去噪技术;叠前反褶积技术;精细速度分析;剩余静校正等。通过精细处理获得了高信噪比的地震时间剖面(图4)，为后续的资料解释奠定了基础。

3资料解释

3．1波组特征

对比本次地震时间剖面上地震波组的地质属性，在没有人工合成记录的条件下，主要是根据时间剖面的波组特征并结合邻区已有的地质地震资料进行对比，分析认为:T1波为新近系底界反射波，位于时间剖面0．1～0．3s之间，有1～2个强相位，能量弱，连续性一般，全线可追踪;T2波为中二叠统窑沟群底界反射波，位于时间剖面0．2～0．5s之间，有2～3个强相位，能量强，连续性好，在测点1940～3890间可追踪;T3波为下二叠统太原组内部反射波或煤层反射波，位于时间剖面0．4～0．65s之间，有1～2个强相位，振幅较强，连续性较好，在测点750～3890间可追踪;T4波为二叠系底界反射波，位于时间剖面0．4～0．8s之间，有2～3个强相位，能量较强，连续性较好，全线可追踪。

3．2解释成果

1)地层分布情况。测线上由浅至深主要发育4组反射波:T1～T4波。初步分析认为T1波为新近系底界反射波，T2波为中二叠统窑沟群底界反射波，T3波为下二叠统太原组内部反射波或煤层反射波，T4波为二叠系底界反射波。故推测勘查区内地层自上而下可能为第四系、新近系临夏组、中二叠统窑沟群、中二叠统大黄沟组、下二叠统太原组和下寒武统大黄山群。新近系与其下覆地层呈角度不整合接触。2)断点解释。在时间剖面上，断点表现为同相轴错断、振幅变弱等［5］。根据以上现象并结合勘查区地质资料进行解释。测线上解释断点2个(DF1、DF2)，DF1断点位于测点3000附近，断面倾向南南西，视倾角40°，T4波错断。DF2断点位于测点3890附近，断面倾向北北东，视倾角为76°，T1、T4波错断。3)构造形态。测线上的DF2断点将测线划分为2个构造单元，表现为DF2断点以北地层抬升，DF2断点以南地层总体呈倾向北北东的单斜。

4结语

本次应用二维地震勘探进行找煤勘查，野外数据采集、资料处理及解释，方法正确，参数选择合理。尤其是数据采集时借鉴邻区采集方法，进行了充分的试验，确保了野外采集数据的真实可靠;资料处理采取静校正、叠前、速度分析等处理方法保证了资料信噪比，资料解释结合勘查区地质特征初步了解了勘查区地层分布、构造形态及构造发育情况，为后续的钻探提供了依据，完成了设计提出的地质任务。本次找煤勘查有2点认识供大家参考。1)数据采集是基础。为了保证原始资料的质量，数据采集前应进行充分的试验，试验应在参考邻区采集方法的基础上进行。2)地震解释成果需要钻探进行验证，以全面认识勘查区的地质特征。

参考文献:

［1］中华人民共和国国土资源部．DZ/T0300－2017煤田地震勘探规范［S］．北京:地质出版社，2017．

［2］田忠斌，申有义，王建青．非常规气地震勘探采集技术－沁水煤田中东部煤系为例［J］．物探与化探．2016，40(1):169－171．

［3］陆基孟，王永刚．地震勘探原理［M］．东营:中国石油大学出版社，2011:78－79．

［4］李世峰，金瞰昆，周俊杰．资源与工程地球物理勘探［M］．北京:化学工业出版社，2008:148－162．

［5］左明星．三维地震技术在朝川矿深部勘探中的应用［J］．中国煤炭地质，2012，24(11):56－59.

作者：王文忠；孙海川 单位：甘肃煤炭地质勘查院