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逆冲推覆构造带地震勘探方法探讨

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[摘要]逆冲推覆构造带中地震勘探存在着地下条件复杂、激发及接收条件差、原始资料信噪比低问题等难题。以煤矿生产中遇到的实例为基础,总结了地质及地球物理特征,应用正演、反演及处理技术,分析该地质构造类型下的地震勘探资料,提出地震资料解释的方法及措施,这些手段可应用于煤田中类似构造的地震勘探工作中。

[关键要]逆冲推覆构造;正演;处理技术;地震剖面

在控煤构造中逆冲推覆构造影响井田划分的构造形态,也影响着煤层的赋存区域和形态。煤矿实际生产中的实践和经验证实,能否在地震时间剖面上正确识别该构造形态,关系煤矿开采的顺利和安全生产,甚至对于矿井的设计和建设起着重要的作用。因此,研究逆冲推覆构造对地震、地质及测井资料的综合分析和研究,对指导在时间剖面上对煤层赋存情况的解释、判断和预测具有重要的实际意义。

一、逆冲推覆构造的地质特征

(一)地层倾角

钻井遇到逆冲推覆构造时地层层序发生倒转,有老到新。地层倾向相同,正常翼倾角较缓(10°-30°),倒转翼倾角较陡(40°-90°),而倒转点(轴)地层产状比较杂乱。

(二)常规测井

测井资料表明,以倒转点(轴)为中心,自然伽马和侧向曲线有一定镜像对称关系。对于同一层段,因为倒转翼的倾角比正常翼大,导致获得数据资料中倒转翼层段比正常翼厚度大。利用这些特征,在时间剖面上可以恢复倒转地层。

二、逆冲推覆构造的地震响应

(一)地震地质特征

逆冲推覆带是最复杂的地震勘探区域之一,涉及地震勘探中的各种复杂难题。在表层地震地质条件方面,出露岩性多样,地形高差相对变化剧烈,伴随着长期的风化、剥蚀、垮塌、堆积、冲积,形成了横向变化大的表层结构,加上地质构造运动造成的表层地层产状变化大,使地震资料采集信号的接收和激发条件更加复杂,地震资料的信噪比改善较为困难;在深层地震地质条件方面,由于老地层推移覆盖到新地层之上,造成射线路径复杂,常规处理方法较难以满足提高信噪比和偏移成像的要求。

(二)地震时间剖面的逆冲推覆构造反射特征

逆冲推覆构造除了有一般背斜(未倒转)的反射特征外,还有其特殊性。主要表现在倒转翼的反射。此次研究的采区中的地层由于受到挤压,岩层由直立→斜歪发展成为倒转→平卧,在倒转平卧褶皱的倒转翼因挤压而拉伸撕开,形成独特的上陡下缓的“犁式”推覆构造。因此,一般来讲,倒转翼地层的构造较正常翼地层复杂,目的层赋存变化较大。正常翼在时间剖面上反射波能量较强,连续性较好,信噪比高及波形特征比较稳定,易于地震属性的确定。而倒转翼的目的层反射波能量较弱,连续性差,信噪比低,波形特征较正常翼发生变化,且稳定性差。特别是在倒转点(轴)引起近直立的地层产状,其在时间剖面基本没有反应。

(三)用模型、正演分析逆冲推覆构造反射特征

根据钻探和测井资料,本次研究的逆冲推覆构造体为平卧势。通过正演、反演和模型可以较清晰、直观看到该构造的地震响应,从而较好识别该地质构造类型。正演剖面上的反射形态和模型形态相差较大,正常翼fde段发射良好,但有延伸较远的“尾巴”,近乎直立的cd段在剖面内表现为缺失,abc段表现为较大“背斜”。在反演(偏移)剖面上正常翼fde段、abc段均能较好的归位,而过渡带de段出现空白,在时间剖面上也无法成像。

三、地震资料的处理和解释

(一)地震资料的处理成像

一直是逆冲推覆构造的难点和重点之一,通过不断的试验分析,结合以往的处理经验,对于该构造带的处理取得了一定的成果。逆冲推覆带干扰波复杂,是造成信噪比低的原因之一,因此,叠前去噪也是改善资料品质的重要手段。借助随机干扰和相干干扰的去噪方法进行了相应试验,取得了一定的效果。在成像方面,逆冲推覆带的射线路径复杂,采用建立在水平均匀层状介质基础上的叠加成像方法已不能实现真实成像,只有通过叠前深度偏移才能实现。为此,采用了“层析成像建立近地表模型—叠前时间偏移—反偏移—改进速度—深度模型—叠前深度偏移”的方法实现逆冲推覆带震成像,基本确立了逆冲推覆带地震资料的处理方法和流程。

3.2地震剖面的识别和解释

逆冲推覆带保存完整的地段在地震叠加、偏移时间剖面上表现的并不完整,且二者有明显的差别。主要是因为该部分地层较陡,倾角比较大,一般大于500。另外由于此部分地层和煤层受到的地质应力复杂,构造及其相互关系错综复杂,造成煤层赋存不完整,只是在部分测线的煤层相对比较完整的多,在倒转点(轴)部分的煤层在地震时间剖面上没有显示。所以在如此强烈复杂构造运动中煤层很可能受到破坏,其状态很可能支离破碎、变薄或者缺失。因此,在地震勘探中形成较强的连续可追踪的反射波比较困难,但通过各种处理手段和地震波反射特征,同时参考钻孔资料、巷道揭露情况能较可靠的识别该部分地层。

四、结束语

通过对煤矿实际生产中遇到的逆冲推覆构造的分析,综合利用地质、地震资料和多种技术手段,较好的对其进行了认识和识别。利用地震勘探这种手段有效的控制了该构造中煤层的赋存形态,为煤矿生产提供较可靠地质成果,同时也节约的勘探成本。对于今后类似地质构造的地震勘查工作提供了一定的借鉴和参考的价值。

[参考文献]

[1]梁顺军.川北倒转特征及其在剖面上的识别[J].新疆石油地质,1999.20(2):105-107.

[2]张付生.焉耆盆地山前推覆体区地震勘探技术研究[D].北京:中国地质大学出版社,2008.

[3]熊翥.复杂地区地震数据处理[M].北京:石油工业出版社,2002.

作者:姜飞 单位:山东省煤田地质局物探测量队

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