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T8地震反射波地质属性调查

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摘要:宁夏中宁县下流水地区T8地震反射波以往二维地震资料的解释为延安组底部煤层反射波,但未确定,一旦证实T8地震反射波为厚煤层反射波,有望在该区域获得找矿突破。本文通过施工验证钻孔,以先进的硬件装备和最新的软件系统,综合采用多属性解释、地层反演、三维可视化等新方法,对二维地震数据重新进行处理和解释,经分析研究标定,确定T8反射波地质属性是炭质泥岩、砂质泥岩以及煤层所形成的复合地震反射波。

关键词:下流水地区;T8地震反射波;地质属性;复合地震反射波

1调查区地质

调查区位于宁夏中宁县南部,香山南麓。总地势东南部稍高,西南部低,为山前洪积扇被第四系覆盖的低山与黄土丘陵地貌。属典型的温带大陆性气候。调查区地层区划属柴达木-华北地层大区(Ⅲ),阿拉善地层区(Ⅲ3),阿拉善南缘地层分区(Ⅲ31),景泰-中宁地层小区(Ⅲ31-1);出露及钻孔揭露的地层由老至新分别为:三叠系、侏罗系、第三系和第四系。含煤地层为侏罗系中统延安组(J2y)。调查区大地构造属柴达木-华北板块(Ⅲ)、阿拉善微陆块(Ⅲ4)、腾格里早古生代增生楔(Ⅲ41)、卫宁北山-香山晚古生代前陆-上叠盆地(Ⅲ41-1)、香山褶断带(Ⅲ41-1-5);处于香山弧形逆冲推覆构造带内,总体构造形态大致为北北东向展布的断块构造。

2实施背景

以往二维地震初步控制了Te、T2、T8、Tg反射波的赋存形态,Te反射波为松散层界面波,与下伏地层不整合接触;T2、T8反射波应为延安组主要煤层反射波,Tg反射波为延安组底界面波,与上覆地层不整合接触。但由于勘探区施工条件复杂,部分地段信噪比较低,波组对比可能有串层现象,影响反射层深度的解释精度;又因可利用的钻孔资料分布不均匀,未能为地震解释建立准确的速度场记最终的构造解释提供依据;对T8反射波是否为延安组底部煤层反射波未确定。调查区内以往施工钻孔未揭露T8地震反射波层位,二维地震对T8地震反射波属性解释无明确定义,为疑似煤层反射波。据此推测,T8反射波属性调查有其必要性,一旦证实T8地震反射波为厚煤层反射波,有望在该区域获得找矿突破。为此,实施本项目。

3调查手段及其成果

3.1钻探工程及其成果

本次调查施工调1钻孔1个,完成工程量共计734.60m。常规测井实测米数732.00m。声波测井实测米数237m。查明了地层层序,确定了下伏地层是三叠系,含煤岩段属于侏罗系延安组第1岩段,在孔深606.12m~610.85m层段,是煤层和炭质泥岩、砂质泥岩、粉砂岩互层组成的复合含煤层段,初步确定为T8地震反射波层位。

3.2二维地震资料重新解释处理

以原二维地震勘探报告为基础,以先进硬件平台为INSPUR浪潮工作站,软件系统为美国斯伦贝谢公司最新版本的IESX地震解释软件、geo-east、petrel2009及CPS-3、CAD等地质绘图软件;对11条二维地震测线的数据重新进行处理和解释,以叠后数据体为主要数据体,结合偏移数据体进行解释。综合采用多属性解释、地层反演、三维可视化等新方法,进一步提高处理后的地震数据信噪比和分辨率,使目的层波组特征更明显,同相轴更清晰。解释褶曲6个,解释并修正断层7条。

4T8反射波地质属性标定

4.1通过钻孔对比分析

根据调1钻孔取得的地质成果(表1),在孔深606.12m~610.85m层段,地层倾角5°,见煤4层,可采煤层1层,可采厚度0.86m,结构0.27(0.26)0.33,夹矸为炭质泥岩,煤层为薄煤层。结合以往二维地震资料分析研究,可初步确定该处由煤层、炭质泥岩和砂质泥岩组成的含煤岩段为T8地震反射波对应层段,T8地震反射波为复合反射波。

4.2通过合成地震记录标定分析

T8反射波是来自煤系深部的反射波,由两个比较强的同相轴组成,该波上方70ms左右有一组具有同样反射特征的平行同相轴,两组反射波对应地层沉积关系比较稳定,为T8波的全区追踪提供了非常可靠的途径和手段。结合调1孔合成地震记录、叠后反演和属性图等综合分析,T8波是煤层和炭质泥岩、砂质泥岩所形成的复合反射波,该组地层底板在调1孔处埋深为610.85m(见图1)。通过对调1孔的测井曲线制作合成地震记录可以发现,合成记录在该组地层处的地震同相轴波组特征和T8反射波的波组特征一致。

4.3通过叠后反演分析

利用调1孔约束对D11000线进行叠后反演,T8波对应的是一波阻抗较低的层位,与煤层波阻抗特征一致,将测井曲线人工伽马投在波阻抗剖面上,煤层处的人工伽马突变与T8波深度一致。

4.4通过地震地质分析

侏罗系延安组与三叠系分界面上下岩性分别为中粒砂岩和粗粒砂岩,分界面上下地层物性差异较小,无法形成比较大的波阻抗,在地震剖面上无法形成强的同相轴。但是T8对应地层能量较强,从而否定了该波可能是侏罗系和三叠系的分界面形成的反射波的推断。

5T8地震反射波层位赋存形态及强反射区分析

5.1T8地震反射波层位赋存形态

T8地震反射波位于延安组煤系第一岩段下部,靠近整个煤系的底界面,通过对T8底板等高线研究,可以分析整个煤系地层空间的变化规律。本次解释T8地震反射波层位的赋存形态整体变化不大,局部存在差异,本次解释对此进行了修正。原二维地震勘探报告中,并未对褶曲进行解释和描述。调查区内T8反射层整体为北低南高,西低东高,煤系地层总体北厚南薄,西厚东薄,走向变化较大,由西到东,走向变化为北西~东西~北北西。断裂构造发育,三个比较大的断层NDF3、NDF5、NDF7将调查区分成四个断块,每个断块形成一些次级褶曲,本次共解释6个褶曲,由东向西依次为S1、S2、S3、S4、S5、S6。在研究区南部,T8反射波突然中断缺失,缺失面积为5.58km2,约占调查区面积的7%。T8地震反射波层位最高点位于调查区东南部,为1250m,最低点位于调查区西南部,为250m。推测成因可能是调查区南部边界处发育有断面倾向北、北西,总体走向为北东向的正断层,为一隐伏大断裂,地表无基岩出露,被第四系土层所覆盖,断层上盘由古生代地层组成,下盘为中生代和新生代地层。

5.2T8地震反射波强反射区分析

T8地震反射波是炭质泥岩、砂质泥岩以及煤层所形成的复合反射波。根据目前的地震资料看,只有在勘探线D11000和L3000的调1孔附近T8反射波能量较强、同相轴连续性较好,为强反射区,面积为5.06km2,但在调1孔处这几层煤的厚度都较薄,只有一层煤达到可采厚度,厚度为0.86m,且夹矸厚度与上分层厚度几乎相等,其他均未达到可采厚度。而在研究区其他剖面上T8反射波能量较弱、连续性较差,所以研究区内存在富煤带的可能性较小。另外,根据研究区内调1孔和ZK8-1孔的见煤情况分析,虽然调1孔处存在一层0.86m的可采煤层,但是ZK8-1孔处该煤层变为极薄煤层,厚度为0.23m,说明延安组第I岩段煤层厚度受沉积环境影响较大,含煤性较差。

6结论

本次工作是在利用本区以往二维地震勘探资料的基础上,结合以往普查报告地质成果以及本次施工的调1钻孔对调查区内T8地震反射波进行研究分析,确定了T8反射波地质属性是炭质泥岩、砂质泥岩以及煤层所形成的复合反射波;追踪了T8地震反射波底界面在空间上的变化规律;判断了T8地震反射波层位赋存有一定煤炭资源的潜力,但可能赋存煤层的范围小、可采厚度偏薄,存在富煤带的可能性不大。

作者:陆学文 单位:宁夏回族自治区煤炭地质局

T8地震反射波地质属性调查责任编辑:张雨    阅读:人次
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