煤礦三維地震數據動態解釋技術

煤礦三維地震數據動態解釋技術

中國礦業大學資源與地球科學學院

二零零九年十月

一、煤礦采區三維地震勘探存在的問題

　　　近年來，三維地震勘探技術廣泛用於煤礦采區的合理布置、主巷道的開拓、綜采工作麵開采地質條件的評價，在礦井和采區設計優化、避免和減少地質風險、優選采煤方法等方麵起到了重大作用。

　　　三維地震勘探提供了能反映地質體時空變化的三維數據體，見圖1。利用該數據體，可以提取垂直剖麵、時間切片和立體數據，以滿足解釋工作的需要，見圖2。

圖1 三維地震數據體

圖2 從三維地震數據體提取的垂直剖麵和地震切片

　　　垂直剖麵分為三種，垂直於構造走向的剖麵稱為主測線剖麵，通常表示為Inline方向；與主測線剖麵相垂直的為聯絡測線剖麵，通常表示為Crossline方向；實現地震資料與地質資料直接對比而連結部分鑽孔的測線稱為聯井測線，對應的剖麵為聯井剖麵。

　　　地震切片分為兩種，水平切片是地下不同層位的信息在同一時間內的反映，它相當於某一等時麵的地質圖，即同一張切片裏顯示了不同層位的信息；沿層切片把地下同一層位的信息顯示到一張切片上。

　　　目前，我國主要礦區的生產礦井均做了采區三維地震勘探工作，獲得了大量的三維地震數據。在地震地質條件較好的地區，可以解決的主要地質問題是：

　　　(1) 查明落差大於等於5m的斷層，提供落差小於5m的斷點，平麵擺動誤差小於30m；

　　　(2) 查明幅度大於等於5m的褶曲，主要可采煤層底板深度誤差不大於1.5%；

　　　(3) 查明新生界(第四係)厚度，深度誤差不大於1.5%；

　　　(4) 探明直徑大於30m的陷落柱。

　　　近年來，在使用三維地震勘探成果的過程中暴露出許多問題，主要包括：

　　　(1) 地震成果的利用率低，僅限於煤層底板等高線圖和固定間距的地震時間剖麵，無法利用三維地震數據體的所有信息；

　　　(2) 無法實時獲得沿巷道方向(即任意方向)的地震剖麵；

　　　(3) 無法對煤層底板等高線的誤差進行修正；

　　　(4) 在掘進和回采過程中，可以發現許多小於5m的斷層，但是無法自動修改原構造解釋方案(即無法自動修改煤層底板等高線圖)。

二、煤礦三維地震數據動態解釋係統

　　　造成上述問題的主要原因是，目前三維地震資料解釋係統(如LandMark、GeoFrame等)均為安裝在UNIX係統下的工作站上，過於專業化，而且價格昂貴，煤礦地質人員一般無法使用。

　　　因此，隨著煤礦生產對三維數據進行動態解釋的需求越來越高，煤礦地質人員急需一種安裝在微機上，基於WINDOWS平台，價格便宜、簡單易學的、具有基本解釋功能的地震數據解釋係統。它將使得地震資料能夠隨煤礦生產進行全程動態解釋，提高三維地震成果利用水平，以便解決更多的地質問題。

　　　經過多年的研究，中國礦業大學資源與地球科學學院開發了“煤礦三維地震數據動態解釋係統”，先後公布了多個版本。煤礦三維地震數據動態解釋係統(V1.0)於2008年獲得國家軟件版權，見圖3。

圖3 軟件版權證書

　　　煤礦三維地震數據動態解釋係統由三維工區管理、數據體剖麵顯示、數據體切片顯示、地震屬性技術和三維可視化等五個模塊構成，圖4為係統的主界麵。

圖4 煤礦三維地震數據動態解釋係統的主界麵

　　　煤礦三維地震數據動態解釋係統具有以下主要功能：