煤層厚度的地震勘探論文范文

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1技術措施

1.1技術難點①煤層埋藏淺。井田東部有煤層在地面露頭，地震資料控制露頭難度大。②煤層多，煤層結構較為復雜，煤層對比困難。③各煤層厚度變化大。

1.2二維與三維地震勘探方法根據該區普查、詳查階段的地質成果，確定了該井田的先期開采塊段。由于較大炮檢距的地震資料難以得到埋藏較淺目的層的資料，依據經濟合理的原則，將先期開采塊段劃分為二維區和三維區，二維區采用小道距、小炮距的觀測系統，重點控制淺部地層傾角和煤層露頭；三維區采用8線8炮、小CDP網格的觀測系統，重點解決煤層結構問題。

1.3觀測系統根據試驗結果，結合該區大部目的層埋藏較淺的特點，經理論分析計算，確定三維區采用束狀8線8炮制中點發炮、16次覆蓋的觀測系統進行施工。檢波點網格10m(縱向)×40m(橫向)；炮線網格為20m(橫向)×40~80m(縱向)；CDP間隔為5m×10m。二維采用4m炮距，2m道距，30次覆蓋的觀測系統。

1.4數據采集①激發。戈壁鉆機成孔，藥量1kg。燜孔激發以提高激發能量的有效利用率。采用高速聚能炸藥激發，提高炸藥與激發巖性的耦合性能。②接收。采用4個40Hz檢波器2串2并組合，“蹲點”插置。③儀器。采用法國SESERL公司生產的428XL遙測多道數字地震儀。④現場處理與監測。利用Blade2000工作站進行現場處理，對試驗單炮進行現場頻譜分析，用于指導施工參數選擇以便更好的提高分辨率。根據處理結果進行現場解釋分析，及時消除采集中影響單炮質量的各種影響因素。現場配備專人記錄戈壁成孔鉆機見煤情況，彌補了地震資料控制淺部困難的不足，使煤層露頭控制更為準確。

1.5資料處理重點做好靜校正的同時進行了分頻處理，在保證較寬的頻帶情況下對高頻能量進行提升，較好的提高了分辨率與反射波的連續性。為煤厚解釋提供了高質量的資料。

1.6波阻抗反演要正確解釋地震資料，還原各種地質現象，煤層反射波的標定非常關鍵。首先根據測井數據得到合成記錄，在時間剖面上以合成記錄為依據進行煤層宏觀結構的初步解釋。然后以測井數據約束地震數據進行波動方程波阻抗反演，反演的波阻抗具有了鉆孔資料相近的高分辨特性，較時間剖面更具有高分辨率。圖1是利用反演資料解釋煤層分叉合并邊界與煤層夾矸的實例。波阻抗反演剖面清晰反映了煤層的分叉合并、煤層的厚度變化等現象。經后期鉆孔驗證（紅色箭頭位置夾矸厚度1.15m）根據時間剖面與波阻抗反演剖面可以圈定分叉合并邊界是切實可行的。

2解決的地質問題及地質成果

2.1煤層劃分奧塔北區西山窯組（B組）煤層較多，煤層厚度變化較大，單靠鉆探與測井資料難以確定各煤層的關系，如何對煤層進行正確劃分非常重要，該區在進行地震勘探特別是三維地震勘探后，各個孤立的鉆孔通過時間剖面聯系起來，通過正反演等標定，各反射波與煤層對應關系明確，各種地質現象反映清晰，使煤層對比變得明朗。首先，根據鉆探及測井資料將B組煤層劃分為3大層，然后根據地震資料對各個鉆孔之間的煤層關系進行確認。由于時間剖面上同一可采煤層的相位是連續的，利于對比追蹤，可以提高煤層對比的精度。

2.2確定分叉合并邊界在三維地震勘探之前，通過鉆探與測井成果結合二維地震資料對比煤層，圖2A與圖2B中鉆孔小柱狀顯示兩孔煤層厚度及結構均發生了較為明顯的變化，二維時間剖面T23反射波變弱，與T22s反射波間距變小，與鉆探、測井資料綜合定案為B23煤層在ZK405孔沉積缺失；圖2B中鉆探與測井資料定案為B23煤層在ZKJ401孔沉積缺失，而三維地震勘探成果可以清晰地反映出兩層煤之間夾矸變薄，煤層合并。在三維數據體上對各煤層反射波進行追蹤對比，并對部分測線進行波阻抗反演，最終確定了兩煤層的的分叉合并邊界。實際資料表明經全三維偏移的數據體較二維地震資料具有更高的分辨率。

2.3圈定火燒區由于煤層在被火燒之后與圍巖的物性差異變小，火燒區在時間剖面上的特征表現為煤層反射波變弱或雜亂無章（圖3）。根據時間剖面上同相軸的變化圈出火燒區范圍。

2.4控制煤層厚度奧塔北區煤層厚度變化較大，各煤層間距變化也較大，僅B21煤層頂、底板反射波能分開，煤層厚度的解釋是根據煤層反射波與鉆孔揭露情況分塊段進行的。對于煤層間距小、地震資料無法分開的區域采用鉆探資料外推的方法；時間剖面顯示良好的區域采用鉆探與地震資料相結合的方法控制各煤層厚度。煤層厚度較大的煤層根據煤層頂、底板反射波的時差變化（圖4A）與鉆孔煤層厚度的對應關系制作層速度平面，對煤層厚度進行量化計算。對于薄煤層區采用提取煤層反射波的相對振幅進行煤層厚度解釋。圖4A中最上邊一層煤B22的反射波由左到右由強變弱逐漸消失，說明煤層厚度由厚變薄（圖4B、C）。

2.5圈定煤層沉積缺失范圍根據合成記錄確定的各煤層反射波對比煤層，根據反射波的能量強弱、連續性圈定了各煤層的沉缺范圍（圖4）。

2.6控制煤層露頭常規二維地震勘探難以得到很淺煤層的反射波（圖5A）；三維勘探雖采用5m×10m小CDP網格，20×40m的炮點網格，淺層反射波仍難以得到（如圖5B）；露頭區附近采用小道距（2m）、小炮距（4m）的二維地震方法，使有效波得以從100ms提高至35ms（圖5C），測區東部解釋的煤層露頭位置是由小道距二維時間剖面、地震施工時地震成孔鉆機見煤位置與鉆探、槽探結果確定的，可靠程度較高。

3結語

有針對性地選擇適合的地震勘探方法是獲取高品質資料的保證。奧塔北區地震勘探選用二維與三維相結合的地震方法，解決了煤層的結構與厚度等地質問題，對進行礦井設計、開采工藝的選擇、提高煤層的回采率具有至關重要的作用，既減少了設計的盲目性，也減少了廢巷等造成的損失，節約了人力、物力、財力及時間成本。為礦井安全與高效生產提供了可靠技術支撐和地質保障。

作者：王松杰單位：山東省煤田地質局物探測量隊