黄陵复杂山区三维地震资料处理和解释方法研究

叶树刚 闫嘉平

（1.中煤科工集团 西安研究院有限公司，陕西 西安 710077；2.陕西煤业集团 黄陵建庄矿业有限公司，陕西 黄陵727307）

0 引言

传统的三维地震勘探解释技术主要依据纵向和横向偏移时间剖面，而水平切片显示了某一时刻解释数据体上所有的地震信息，反映了不同地质层位的界面在某一时刻平面内的分布状况[1-2]。因此，综合利用地震时间剖面和水平切片信息，是三维地震解释的发展趋势。本文根据在黄陵复杂山区的地震采集资料，介绍了复杂山区条件下地震资料处理的关键步骤及解释方法。

1 井田地质概况

井田内地表绝大部分被第四系松散沉积物及植被所覆盖，基岩仅在较大沟谷零星出露。根据地表出露和钻孔揭露资料，井田内地层由老至新依次有三叠系上统瓦窑堡组，侏罗系下统富县组，侏罗系中统延安组、直罗组，白垩系下统宜君组、洛河组和环河组以及第四系等。

延安组是区内的含煤地层，主要为一套山间湖泊—水下决口扇—泥炭沼泽沉积物构成。岩性主要由灰、灰白色中厚层状砂岩，深灰、灰黑色薄层状泥岩、煤层、炭质泥岩和根土岩组成，因其沉积受古隆起及沉积后剥蚀作用分割，使其在平面上表现为不连续性，垂向上表现为厚度差异很大，其底部或与富县组呈连续沉积，或直接超覆于三叠系瓦窑堡组之上。厚度0～50.75m，一般20～35m。其沉积厚度中部大，向井田边部变薄或缺失。

图1 静校正前、后单炮记录对比

图2 反褶积前、后的单炮记录及频谱对比

图3 偏移时间剖面

2 资料处理关键步骤

2.1 初值折射静校正

初至折射静校正的原理是利用计算机自动拾取每炮的初至折射波到达时间，自动反演地下表层地层速度结构，求取野外一次静校正参数，进行精确的静校正量计算。主要目的是消除地表起伏以及风化带和低速带厚度变化因素的影响。本区地表起伏大，地层横向变化较大，低降速带厚度变化大。通过初至折射静校正，可以消除地表起伏及低降速带厚度引起的误差（图 1）。

2.2 反褶积

反褶积主要是用于压缩子波，拓宽频带，消除短周期多次波，提高分辨率。本次从野外监视记录等情况来看，个别地段原始记录上频率差别较大，部分记录上还存在线性干扰。根据这些特点，选择地表一致性反褶积。其测试参数为：步长12，算子长度120。

可见，经地表一致性反褶积处理后，单炮主频和频率范围相应向高频方向移动，单炮的有效频带得到了加宽，波组特征更加明显。

2.3 处理结果

通过数据处理获得了CDP网格5m×5m的三维数据体。获得的三维数据体质量高，煤层反射波分辨率高，断层的断点在时间剖面上反映清晰。

3 资料解释

3.1 常规解释方法

三维地震资料常规解释主要是依据纵向和横向时间剖面进行。断层在时间剖面上反映为同相轴的错段或扭曲，无煤区反映为同相轴的中断（图5，图6）。

3.2 水平切片解释方法

图4三维解释数据体

图5 过钻孔43和H56见煤点时间剖面

图6 横向时间剖面

图7 水平切片

图8 三维数据体剥离图

图9验证情况示意图

目前，广泛地应用于三维地震解释的切片技术，主要分为：水平切片、岩层切片和地层切片三种。水平切片是某一时刻三维数据体中所有地震信息的显示，反映了不同地层界面在某一时刻平面内的分布情况，包括瞬时振幅，瞬时频率，瞬时相位，时间剖面上的地震信息和铅垂剖面上某一时刻的地震信息一一对应，每个同相轴代表着反射界面与水平界面的交线，等时切片上的同相轴瞬时振幅分布的轮廓表示反射界面的局部走向[3-4]。

从图7可以看出，区内大部分为煤层冲刷导致的煤层缺失区。由于区内4-2煤层存在较大倾角，两块4-2煤层大面积富集区出现在不同时刻的水平切片上，时差约14ms。煤层缺失区在水平切片上表现为“同相轴”振幅变弱，分散，不连续。图8是剥离掉4-2煤层上部地层信息的立体图，图中颜色为红色且连续的区域为有煤区，浅黄色-黑色相间的区域为无煤区。

4 验证情况

如图9所示，黑色曲线为勘探前根据钻孔插值推测的无煤边界，红色曲线为勘探后解释的无煤边界，粉色曲线为依据区内资料集合钻孔推测的无煤边界。图中所示的无煤边界以北区域均为无煤区。

根据矿方巷道揭露情况，煤厚自东往西逐渐减小，见煤点A处煤厚已只有0.9m（距勘探后推测无煤边界仅40m），见煤点B处煤厚3.1m。据此，矿方决定终止见煤点A处巷道的掘进，并放弃在见煤点A处以北和勘探前根据钻孔和二维勘探确定的无煤边界以南区域的采煤计划，以避免不必要的经济损失。

5 结论

通过上述分析可知，本次复杂山区三维地震资料采用合理的处理方法，在传统的三维地震解释基础上结合水平切片解释方法，取得的地质成果丰富，经验证后效果良好，为矿方的生产工作提供了重要依据。总结起来，有如下几点认识：

（1）在高差变化较大的复杂山区，初至折射静校正和地表一致性反褶积处理方法能够满足需要。

（2）水平切片反映了勘探区同一时刻地层反射界面的地震信息，根据不同时刻的水平切片，有助于分析煤层缺失、倾向、倾角等信息。

（3）综合采用传统解释方法与水平切片解释方法有助于提高解释精度，完善地质成果。

［1］钱荣均.地震波的特征及相关技术分析[M].北京：石油工业出版社，2008.

［2］钱荣均.对地震切片中一些问题的分析[J].石油地球物理勘探，1987，22（5）.

［3］吴有信.煤矿采区三维地震资料解释中的切片技术及应用[J].中国煤田地质，2005（10）.

［4］程建元.煤矿三维地震资料振幅切片解释及应用前景[J].煤田地质与勘探，1999（4）.