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构造复杂区三维地震勘探的应用

2019/09/09 阅读:

摘要:本文采用三维地震勘探方法,探明新疆托克逊县某矿区可采煤层的底板起伏、断层构造、煤层露头和煤层厚度变化趋势等,确定该区构造程度属于复杂区。

关键词:三维地震;构造复杂;断层;复杂区

新疆有丰富的煤炭资源,仅预测储量就超过了全国总储量的2/5。已有超过一千亿吨的煤炭资源被探明。但是受自然环境及地理条件的限制,新疆的资源勘探发展较慢,本文结合托克逊县某矿区的地震地质条件和勘探区三维地震勘探的技术难点,论述三维地震勘探在新疆构造复杂区实践中的应用。

1勘探区概况

本次三维地震勘探区位于矿区中东部,勘探面积3.28km2,由10个拐点控制,构成不规则多边形。勘探区在吐鲁番盆地西部,地貌多以丘陵、低山为主,勘探区标高580m~730m,地形由北向南逐渐降低。井田基岩为半出露状态,出露地层为中石炭统、上三叠统、侏罗系及古近系、第四系。结合以往勘探工作资料,含煤地层主要为侏罗系中侏罗统西山窑组(J2x),下统八道湾组(J1b)[6]。本勘探区含煤地层主要为西山窑组(J2x)。井田内地层平均厚166.4m。含一组5号煤组,分为3层,编号从上到下为5-3、5-2、5-1,煤厚0~21.25m,平均厚6.29m,含煤系数3.73%。3层煤中,5-1煤全区可采、发育稳定,5-2煤大部可采、发育较稳定,5-3煤局部可采、发育不稳定。

2采集参数及观测系统确定

2.1试验工作

(1)试验内容主要为可控震源的参数和激发方式、排列接收长度以及接收方式的试验。具体为:仪器录制因素、可控震源激发因素、震动次数试验、震动台数试验、扫描长度试验、扫描频率试验、驱动电平试验和非纵距对比等。(2)试验结论及采集参数的确定。试验遵循单一因素变化原则,对驱动电平、震动次数、台数、扫描长度、频率等5参数试验,最终确定可控震源的激发参数为:2台震源,电平75%,扫描长度12s,线性升频10Hz~115Hz,震动4次,取得的资料最为理想。

2.2观测系统确定

经综合对比、分析试验结果,决定采取图1的观测系统:10线4炮制,84道/线×10线=840道,中点激发,10m道距,20m线距,20m炮点距,70m炮线距,叠加次数24次(横向4次、纵向6次),CDP网格为5m(纵向)×10m(横向),横向最小炮检距10m,横向最大炮检距130m,纵向最小炮检距0m,纵向最大炮检距410m,最大炮检距440m,束距100m。全区激发方式为中点激发,每条线接受为84道,炮排间距离70m,针对不同的目的层埋深和地表条件,在相应区域对接收排列进行增加。

3资料处理与解释

3.1资料处理

原始资料总体表现为:记录面貌良好,分辨率较高。该区地形变化不大,同相轴连续性较好,静校正量较小。目的层较浅,局部地区因为地形有较大变观,对资料的成像和归位效果造成一定影响。地震资料处理严格执行《煤炭煤层气地震勘探规范》。针对本区地质任务和地质特点,提出以下处理目标及要求:①处理流程包含试验处理和批量处理。前者主要是确定处理参数,并由此对整体进行处理工作;②勘探区地表条件复杂,资料处理的难点是如何压制强面波干扰及线性干扰以增强有效信号,如何做好静校正工作使反射波正确叠加成像;③认真做好剔道、QC、速度分析等基础工作。本次三维资料处理通过对原始资料分析,对处理难点采取了正确的有针对性的处理手段,采用初至折射静校正,噪声衰减,地表一致性反褶积,精细速度分析,剩余静校正、三维一步法偏移等技术,尽可能将分辨率和信噪比提至最高,剖面质量有了明显的提高。最终处理的剖面归位准确,目的层连续性较好,得到了品质较高的时间剖面(图2)。

3.2资料解释

3.2.1解释方法解释工作首先是将钻孔、合成记录和地震时间剖面进行对比,标定层位,然后在勘探线剖面及相邻的各条CDP线上采用强相位对比和波组对比的方法对煤层反射波进行对比解释(图3),再利用解释软件其他功能,如相干分析、属性分析等进行构造解释,最后绘制构造图。具体如下:(1)主要反射波地质层位的确定。在分析该区地震和钻孔资料的基础上,利用测井曲线做合成记录,并与时间剖面对比,将相应反射波和对应目的层相关联,以便对目的层进行追踪。区内主要发育来源于5-1煤层和5-2煤层的标准反射波。(2)波的对比。对比地震反射波要以时间剖面为主,结合钻孔资料利用临近地震反射波的各种特征和波组本身的上下关系等参数采取对比追踪。(3)时深转换速度研究。由于新生界厚度在全区变化不均,所以在计算速度时考虑了平均速度。时深转换以地震波的平均速度为依据,所以建立准确的平均速度场是追求精确深度的目标。(4)断层解释。解释断层是此次重要的地质任务,其精度主要看断点的解释及其组合是否正确。(5)煤层厚度变化趋势的解释。地震信号特征是由岩石物性特征及其变异引起的,所以一般利用测井资料解释煤层物性参数与井旁道地震属性之间的相关性,将地震属性转换成煤厚物性并推广到井间和无井区域。(6)煤层露头解释。地震时间剖面上煤层产状平缓,其反射波的同相轴几乎水平,与上覆古近系的反射波有较大交角,呈现角度不整合接触,煤层反射波在与上覆地层反射波相交时发生干涉、衍射现象,这些特征可以作为解释煤层露头的依据。

3.2.2解释成果本次三维地震勘探成果主要如下:(1)查明了勘探区主采煤层的埋深及起伏形态。区内主要煤层底板起伏不大,整体形态为一西低东高的单斜构造,倾角5°~10°,局部受构造影响,倾角较大。构造复杂程度属于复杂(图4)。(2)查明了地质任务要求的断层的性质、产状、延伸方向等。(3)煤层厚度预测成果显示5-1煤在全区厚度总体比较大,均在2m以上,由东向西煤层逐渐增厚,最厚处约5.27m。5-2煤发育不稳定,厚度由东北向西南方向逐渐增厚。

4结论

(1)针对新疆构造复杂区,采用三维地震勘探可以得到较好的效果,能够满足地质任务的要求。(2)随着能源开发的加速发展,三维地震勘探甚至全数字高密度三维地震勘探的应用越来越广泛。

参考文献:

[1]晏云翔.三维地震勘探在新疆戈壁区的应用及研究[J].科技信息,2013,(9):67-68.

[2]尚晓光.新疆库车基岩裸露条件下煤田三维地震勘探[J].地球物理学进展,2014,29(1):370-374.

[3]郭燕.新疆石油物探技术与油气勘探技术[J].中国石油和化工标准与质量,2016,(22):82-83.

[4]吴江,等.新疆吐鲁番地区三维地震勘探技术的应用[J].西部探矿工程,2017,(10):114-116.

[5]罗世强.新疆准南煤田阜康矿区黄山村井田煤层对比浅析[J].中国科技纵横,2015,(10):167.

[6]谢相军.吐鲁番艾丁湖煤矿区煤层煤质特征分析[J].中国西部科技,2014,13(6):16-17.

作者:王树威 单位:中煤科工集团 西安研究院有限公司

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