浅谈地球物理勘探技术中的三维地震勘探技术

浅谈地球物理勘探技术中的三维地震勘探技术

周蕾

陕西省煤田物探测绘有限公司陕西省西安市710005

摘要：基于煤矿采区三维地震解释成果与实际揭露地质现象仍然存在一定差距的实际情况，通过分析煤田三维地震数据采集、资料处理及地质解释过程，提出一些实际工作中的注意事项，为煤田三维地震勘探工程中的相关技术人员提供参考资料。

关键词：地球物理；勘探技术；地震勘探；技术分析

随着浅层煤炭资源的开采完成，煤矿开采深度在不断地加深，地质条件也越来越复杂。随着煤矿安全、高效生产的需要，采区三维勘探技术成为详细查明小断层、陷落柱、采空区、煤厚变化等地质资料的有效手段。三维地震勘探具备成本低、分辨率高等特点，能够为煤矿的安全、高效生产提供有利支持。

1三维地震勘探原理

三维地震勘探是指：在三维空间中，采用炸药或震源车等方式进行激发，产生振动波（弹性波），通过研究地震波在地层中的传播规律，以查明地质构造，确定油气、矿石、水、地热资源等矿藏赋存位置的一种技术方法。

2煤田三维地震勘探技术主要步骤

2.1野外地震数据采集

煤田勘探工作，大部分是在野外进行，在野外进行工作时，我们通常是利用地震勘探数据采集器进行数据采集，采集的目的层一般为煤系地层。煤田勘探过程中需确保数据采集的准确性，这样才能够保障下一步工作的顺利进行，这对于安全生产及经济收益的提高，都具有巨大的现实意义。野外勘测地震数据采集需要工作人员采集数据的同时，对于各个钻孔位置、深度及炸药量都要进行周密计划和管理。将炸药放在预先计划好的位置上，同时对各个位置进行记录，在炸药被引爆之后，会产生非常强大的地震波，利用地震波的反射来获取地质结构资料。

2.2数据勘探作业处理

煤矿勘探原本就是一项复杂又难度较高的工作，三维地震勘探技术在煤田勘探的应用过程中，也必然会面临很多综合性问题，这就使得数据的获取及处理难度更大。地震勘探工作具有一定的特殊性，它的每一个步骤的工作既需要具有一定独立性，又要能够与其它各个环节相互联系和配合，彼此之间是相互协作，相辅相成的关系。如果与以往的二维地震勘探技术相比，三维勘探技术的优点特别明显，这种技术在获取数据时，数据空间大，密度高。而以上这些都是与数据勘测作业密不可分的，准确数据是数据处理质量的保障，因此，工作人员需要及时合理地对数据进行整理和清除，这些工作结束之后，需要进行收尾工作，分布图通常是利用波点记录方式取得的。

2.3地震勘探资料解释

对于勘探地震材料的解释通常分为两个方面，一个是数据的计算和处理，同时结合图表进行对比，接着对数据进行分析，这样做的目的是为了能够高质量、高效率地进行数据地质结构分析。另一个就是煤层及构造位置，在进行地质资料解释的同时，对于地质构造进行标定，为下面的工作做好万全准备。

3煤田三维地震勘探处理技术

3.1高精度静校正技术

煤田三维地震勘探的静校正是非常关键的处理步骤。静校正对近地表条件复杂区信噪比的提高以及叠加成像起着至关重要的作用。尤其在山地、山前带以及黄土塬地区，地形起伏剧烈，小折射难以实施；表层结构复杂，很难控制其变化；低降速带巨厚，高速层追踪困难，高精度静校正已经成为地震勘探能否成功的制约因素。

目前，室内静校正的方法很多，在实际使用时应避免盲目使用。应根据静校正方法的原理结合工区的实际情况，选择合理的静校正方法。在低降速带变化不大的地区，仅作高程静校正就可以较好地消除长波长静校正量，获得较好的叠加剖面；在近地表结构简单、存在明显的折射层以及单炮初至中有清晰稳定的折射波时，使用折射静校正就能够较好地解决静校正问题；在近地表结构较复杂但能够用分层模型表示且不存在速度倒转和尖灭层时，用无射线追踪层析静校正能够获得较好的处理效果；在近地表结构极复杂，存在速度倒转、层尖灭时，用非线性层析静校正能够获得较满意的结果。

虽然室内静校正技术越来越成熟，但野外静校正工作仍不可忽视，也难以被室内技术所替代。用表层模型静校正方法，可重点解决长波长静校正问题。野外静校正成果对于长波长静校正量的控制是室内方法无法替代的。我们可以采取多种表层调查方法，如地形平坦地段应用小折射；地形变化剧烈、小折射无法实施地段，应用微测井；悬崖峭壁上应用露头微测井、进行地质露头调查等。我们可以利用这些资料分析表层调查结果和静校正结果的合理性和可靠性，建立准确的近地表模型，也可用野外静校的速度和厚度来约束室内折射波反演或层析静校正的近地表模型，控制长、短波长静校正量。

3.2叠前时间（深度）偏移技术

叠前时间（深度）偏移技术是解决复杂地质构造成像的重要方法，对于我国煤田地质条件比较复杂的地区，它是解决大部分成像问题的有效手段。例如：当断裂发育，地层倾角较大，横向速度变化较大，叠后偏移不能很好成像时，可进行叠前时间偏移。如果构造条件过于复杂，横向速度变化剧烈，叠前时间偏移也难以得到很好的结果，需要做叠前深度偏移处理。但是，如果地表起伏很大，表浅层结构很复杂，静校量过大，原始地震资料信噪比不高，观测系统复杂多变，叠前时间（深度）偏移也难以获得好的偏移效果。经过实践具体的分析得出在构造复杂、煤层倾角较大的矿区，叠前时间偏移比叠后时间偏移成像效果明显改善。

3.3高精度地震资料解释技术

（1）正演模型技术。模型正演技术就是根据实际地质情况建立地质模型，然后通过模拟地震采集，形成模拟的地震剖面，通过模拟地震剖面与实际的地质情况进行对比，找到实际地质异常对应的地震剖面特征的规律，从而指导解释人员在地震资料解释过程中识别这些特殊的地质现象。（2）三维可视化技术。三维可视化技术就是通过在三维空间中，综合显示地震、地震属性、层位、沿层属性、井数据、采掘数据等，进行综合分析研究，有助于解释人员最大限度的合理的解释组合断层。（3）谱分属性解技术。利用数学变换，将地震资料从时间域转换到频率域，通过分析振幅和相位在频率的变化特征，开展地质综合解释。（4）方差属性技术。在地震构造解释中的应用，不仅可以直观地显示断层的平面位置，检查断层解释的正确性，而且还可以检查岩浆岩侵入体、天然焦以及煤层冲刷带等引起反射波振幅发生变化的地质异常体。（5）波阻抗反演技术。是利用观测数据恢复地下地质结构和岩石性质的方法。高精度地震资料密度高、覆盖次数高、方位角齐全，通过叠前反演，能够得到更加可靠的地质结构和岩性信息。

4结论

三维地震勘探技术在煤田勘探中的应用，极大程度地提高了煤矿安全生产的工作效率，不仅增加了矿区的煤炭产量，同时还节约了大量的人力、物力，因此为煤矿企业创造出巨大的经济效益。但煤矿采区三维地震解释成果与实际揭露地质现象仍然存在一定差距，针对此问题，以煤田勘探的应用为例，对三维地震勘探数据采集、资料处理、地质解释等方面进行了分析，提出了一些有效的工作方法建议，为相关的技术人员提供帮助和参考。

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