三维地震勘探技术的应用

三维地震勘探技术的应用

三维地震勘探技术是近年来出现的一种新型的地质地震勘探技术，通过三维地震勘探技术有效探查地质情况，为后续掘进施工及生产的有效开展提供了可靠且有益的指导。在实际应用过程中在利用三维地震勘探技术对地质进行勘探时，需要从勘探设计、数据采集、数据处理以及后期的数据解释等多个环节对勘探过程进行严格的控制，确保勘探结果的可靠度，从而能够进一步提高三维地震勘探技术的发展水平，并为我国的能源勘探工作提供可靠的技术支持。基于此本文分析了三维地震勘探技术的应用。

标签：地质；三维地震勘探技术；应用

1 三维地震勘探技术概述

目前，煤田地球物理勘探技术主要有测井、地震、电法、磁法及重力勘探技术，而地震勘探技术在煤炭资源勘查中起着重要作用。三维地震勘探技术是一项综合性的应用型技术，集合了物理、计算机、数学等诸多学科，对于实现井下地质情况的高精度探明作用显著，是现阶段矿山生产中最关键的核心勘探技术之一。

三维地震技术是在二维地震技术的基础上发展起来的.相对于二维地震勘探，三维地震勘探前期需要设计和优选三维采集观测系统，野外施工需要使用较多的检波器等等，造成施工效率低，采集成本高等问题，因此工程上几乎没有使用三维地震勘探的先例。但是随着浅层精确勘探的需要，人们将工程地震勘探的目光从二维转向了三维，因为相对于二维地震勘探，三维地震数据具有地震地质信息丰富、空间分辨率高等优点，经过地震资料的处理和解释，可以获得高品质的地震地质剖面，从而直观的反映地下界面的构造特征。浅层三维的尺度要小于深层三维，因此浅层三维要求的精度更高，处理和解释的难度更大，开展浅层三维地震勘探的研究是很有必要的。

2 三维地震勘探技术

2.1 勘探区地震地质条件

浅层地震地质条件：采区内多数地段被黄土覆盖，耕地较多二表浅层岩性卞要由黄土、坡积物、亚黏土、风化基岩等组成，风化砂岩厚度变化较大，风化程度不一。

深层地震地质条件：采区内石炭二叠系含煤岩层沉积环境稳定，上下层岩性组合及其煤岩层的物理性质（颜色、软硬度、光泽、断口等）较稳定，主要标志层及煤层的钻孔测井曲线特征明显、形态容易区分，物理性质差异化较大因此，深层地震地质条件较好。

2.2 野外地震数据的采集

所谓野外地震数据采集就是指利用先进的地震勘探数据采集设备，对煤田以及周边进行地震数据收集。数据采集人员在进行地震勘探数据收集时要能保证数据的准确性，因为只有保证采集到的数据的准确性，才能为以后的数据分析和处理提供可靠的数据信息，从而确保数据分析和准确的准确性，这是环环相扣的。在野外地震数据的采集过程中，要对勘探区域的钻孔地点进行弹药的预处理。处理过程如下，首先把弹药放在特定的位置，随后准确记录爆炸的位置和进行收集接收的位置。其次，还要记录在爆炸中产生的地震波折射数据。最后，要分析研究地震波折射数据，并据此得出煤田地质结构的相关信息，完成煤田勘探工作。

2.3 地震资料的解释

就是利用地震运动学和动力学知识解释地震数据信息，这種技术是对地震、测井以及地质信息的综合运用。三维地震勘探技术收集到的数据包含了大量的地质信息，但主要是运动学信息和动力学信息。三维地震勘探技术收集的地震资料主要包括两个方面，分别是地质结构和矿物资源。一方面，要分析和处理采集到的地震数据信息，并对比其他图表，找出数据信息的特点，再依照分析研究后的数据情况得出地质结构特点，提高勘探结构的效率。另一方面，利用采集到的资料，对煤田中的各类矿物资源进行分析和判断，并根据记载资料进行科学的分类，同时做好相关的记录报告工作。

2.4地震数据处理

进行野外数据采集后，需要对所采集的数据进行处理，从而形成能够方便进行解释的三维地震数据。三维地震数据处理的流程主要包括预处理、常规处理等。预处理流程对野外采集到的勘探数据进行解编、对检波点位置检查及振幅恢复等；常规处理主要包括三维水平叠加和偏移两部分。常规处理工作是预处理完成的基础上进行的，在常规处理过程中，三维偏移处理需要在三维水平叠加处理的基础上进行，三个环节紧密联系在一起，具体处理效果将会直接影响三维地震勘探数据的处理质量。

2.5 地震资料解释

2.5.1 反射波的确定

利用区内钻孔资料制作地震合成记录，通过它和过钻孔的时间剖面对比来确定反射波的地质属性（地震地质层位），标定主要反射波对应的地质层位。

2.5.2 标准反射波的选择

将时间剖面上能量强、信噪比高、连续性好、地震地质层位明确的反射波定为标准反射波，它是地震地质解释的主要依据。根据本区情况选T2、T5波作为标准反射波，且以T2波为解释之重点。

2.5.3 地质资料解释

在大的地质构造和煤层赋存形态基本确定后，即可按照一定方式进行全区更加详细的地质解释。这个过程就是，在工作站双屏幕上以垂直时间剖面为主、以水平时间切片，联井时间剖面为辅，按照先大网格、再小网格，先大构造、后小断层、再地质异常带，各个构造前后剖面连续追踪。充分利用解释系统的波形变面积、双极性、单极性、变密度等功能将三维数据体以多角度、全方位进行对比解释。

2.6 地震勘探成果分析

三维地震勘探借由严密的野外数据收集、数据深度处理、详实的解释等，获得了几点成果：①探明矿采区地层结构特征、构造变化特征、基岩起伏状态等；②准确掌握底板起伏状况、埋深、露头位置等；③探采表明三维地震勘探断层的准确率。

3 三维地震勘探技术的应用

3.1 工程概况

某矿地层主要含煤地层为二叠系与石炭系，其中石炭系煤层发育不健全，不具备可采性，故不作为勘探对象；二叠系山西组、石盒子组共含有6个煤组，首采煤层为石盒子组煤层。此外从构造上分析，主体构造形态为断块向西倾斜的单斜构造，地层倾角介于25°～35°之间，断层发育较为完善，不仅有众多零星分布的中小断层，还有许多大型断层，整体为中等复杂构造。

3.2 地震勘探方法

3.2.1 施工方法

三维地震勘探野外作业选用标准三维观测系统，在北一和南二采区一共布置25束地震勘探线、130条测波线和260条炮线，施工中以束为单位进行。每束探测线与上一束探测线有3条接收线重合，此外每束探测线还有48道的测线，测线间距40m、道距10m，选用单边依次放炮法。

3.2.2 地震资料处理

依照青山矿地质条件及地震勘探目的，在处理三维地震数据时，应对主要施工环节采取多次反复测试，以保障选出最适当的处理工艺流程，以便能够得到最科学、合理的处理参数。

3.2.3 地震资料解释

采用水平切片解释与垂直剖面解释相结合、机器解释与人工解释相结合、地震规律验证与地震资料解释相结合的手段，通过研究过去二维地震资料和最新钻探资料，对反射波所对应的地质层位加以判定。

人机交互系统可实现随时调用所有地震三维数据，以便灵活地展示地层垂直剖面、水平切片一级立体图，并借助三维立体图掌握断层和构造空间演化规律。此外，人机交互系统还能够通过放大功能，方便人们了解构造的细节变化，以便人们自空间的角度实现对构造的全面解释，进而判定已有构造解释方案的合理性。

总之，三维地震勘探技术作为近年来新发展起来的一种新型地质勘探技术，广泛应用极大提升地质勘探工作的水平，因此进一步加强对其的研究法非常有必要。

参考文献：

[1]熊永红，张建清，陆二男.三维地震勘探技术及其工程应用[J].人民长江，2013（05）：40-43.

[2]安俊花.三维地震勘探技术在资源整合煤矿中的应用[J].科技创业家，2013（13）：87.