地震剖面上断层解释技术 三维地震资料解释技术

  1、概 述      三维地震勘探是一门新兴的地质勘探技术。由于三维地震勘探的信息量大,分辨率高,识别地质体的能力强,解释的准确性高,因此常用于煤矿开采时的精细构造解释。
  在煤矿开采中,常常需要查明煤系地层中落差大于5m的断层及落差大于3m的断点。要利用三维地震勘探解决这一构造问题,除了深入研究高精度的采集、高分辨的处理外,还必须加强三维地震资料的精细解释。
  煤田三维地震资料解释的基本工作流程如下:
  a.通过时间切片,铅垂剖面电影、动态观察构造形态变化;
  b.利用人工合成记录、连井剖面对比,标定反射层位;
  c.采用手动识取、自动追踪,进行层位对比解释;
  d.借助时间切片,勾划断层的走向和分布状况;
  e.通过断层剖面解释,确定断点,
  f.利用时间切片与铅垂剖面结合,进行断面闭合。
  g.依据解释层位和断层数据,绘制等时图;
  h.进行时深转换,绘制底板等高线图。
  本文将结合内蒙古东部某区的三维地震资料,介绍三维地震资料精细构造解释技术
  本次三维地震解释的数据体是经过全三维处理后得到的偏移地震数据体(图1),cDP间距为5m×5m,采样间隔为O.5ms。数据体密度较大,具有较高的信噪比和分辨率了,有助于资料的精细解释。
  
  2、时间切片解释
  
  时间切片是沿三维数据体的给定时间进行切割得到的平面,时间切片显示了三维数据体在相应时间上所有地震反射同相轴和噪声的情况,同相轴的宽度是反射波频率和地层倾角的综合反映,随着频率增加和倾角增大,同相轴变窄,在排除频率的影响时,同相轴宽度的变化,代表了地层的倾角变化。
  时间切片的解释主要包括同相轴的追踪对比和断层识别。
  2.1 同相轴的追踪对比
  利用系列时间切片上同相轴的平面分布情况和相互关系以及宽度变化,了解构造延伸方向、分布范围和反射层倾角变化等地质构造特征。从本区225ms的时间切片(图2)上可以判断,13-1煤层从东向西总体构造形态为一单斜构造。
  2.2 断层识别
  断层在时间切片的识别标志主要为:
  1.反射层同相轴中断;
  2.反射层同相轴错断,
  3.反射层同相轴走向突变;
  4.反射层同相轴出现零乱,可能是小断层引起的;
  5.反射层同相轴有规律地异常扭曲,是小断层的反映。
  
  3、剖面解释
  
  地震剖面解释是利用记录上有效波的同相性、振幅强度、波形、波组特征、时差等综合对比来实现的。地震剖面解释的重点是层位对比和断点与断面的解释。
  3.1 层位标定与对比
  层位标定是地震资料构造解释的基础和关键。一般地,使用人工合成记录通过单井层位标定和连井地震剖面的多井层位标定,可以建立准确的井层关系。图3为标定出的反射波与煤层的对应关系。
  在利用过井剖面和一定网度的纵横剖面确定出某一反射波解释的基干剖面后,便可利用解释系统中的自动追踪功能进行全区的自动层位追踪。为保证全区层位追踪的质量,对信噪比较低或断层处的地震资料在自动追踪中出现的解释错误还需要进行局部的检查和修改。
  3.2 断层解释
  煤矿对断层解释的要求是,查明落差大于或等于5m的断层,且在平面上的摆动误差小于15m。准确确定断点位置和断点形态是实现上述要求的重要保证。
  3.2.1 断点解释
  断点在时间剖面上表现为:反射波同相轴错断,相位突变,强相位转换,绕射波的出现。利用解释系统的多种图形显示功能如拖拉窗对比、椅状剖面对比、不同比例放大、不同显示类型剖面、纵横测线对比,将有助于观察断层细节。在层位解释时,为确定逆掩断层的断点平面位置,在逆掩断层处按地震测线的单双线编号对比上下盘,单号线对逆掩断层的下盘,双号线对逆掩断层的上盘,这样不但使重叠的层位能够分开,而且还可以通过所有单双号地震剖面的断点位置,区分出断层上下盘在平面上的位置。
  3.2.2 断面解释原则
  一般来说,在偏移后的三维数据体上解释出的断层面应为一光滑曲面。将地震剖面与时间切片相结合,通过相互检查。相互验证,不断修改,可以实现断层面闭合。
  
  4、构造成圈
  
  4.1 遇逆掩断层等值线图的绘制
  目前的绘图系统还没有直接绘制逆掩断层等值线图的功能,所以采取了对上下盘分开作图再合并编辑的办法实现逆掩断层等值线圈的绘制,具体作图过程如下:
  4.1.1 利用获得的单双线号的层位数据,分别做上下盘等值线圈;
  4.1.2 利用绘图系统的图集叠合功能,将已形成的两张等值线图叠合.形成一张包括上下盘的新等值线图。
  4.1.3 对逆掩断层上下盘附近的等值线进行适当编辑,得出最终反映逆掩断层上下盘的等值线图。
  4.2 时深转换
  利用地震资料解释直接得到的结果是时间域的层位数据,而最终成果是深度域的层位数据。这两种数据之间的转换是通过速度实现的,因此如何建立好速度场就成为时深转换的关键。本区的钻孔比较多,且全区分布比较均匀,因此可以从已知钻孔出发,求得每个钻孔相应层位的平均速度,对这些速度数据进行网格化,得到与层位时间数据网格对应的速度网格数据。对这个速度网格数据进行等值线作图,就得到了某一层位的平均速度图。速度图求出后,利用绘图系统中的运算功能,便可实现等时线图到底板等高线图的转化。
  
  5、三维解释结果
  
  图4显示了本区三维解释结果,从图中可以发现,
  5.1 三维解释出的整体构造形态清晰。显示的褶曲构造更细,
  5.2 本次三维地震勘探解释出的断层总计36条,其中落差大于10m的断层18条,落差在1Om与5m之间的断层有9条。落差小于5m的断层有9条。而以前二维解释出的断层仅有3条,落差均大于1Om,且位置与二维也有所不同。这说明三维地震勘探在解决小构造、小断层方面,比二维地震勘探更加真实、全面、可靠。
  
  结束语
  
  在物性条件较好的地区,使用本文所述的三维地震解释工作流程,解决煤层落差5m的断层是完全可能的。由于三维地震勘探的解释精度高,地质效果显著,因此在煤田地质勘探中将会发挥越来越重要的作用。