地震勘探在沙尔湖洼陷巨厚煤层中的应用研究

摘 要：本文针对吐哈盆地沙尔湖洼陷内地震地质条件差，煤层埋藏变化大、煤层巨厚等特点，针对巨厚煤层地震勘探在野外采集、资料处理的难点采取有效措施，最终有效地压制了干扰波、提高了信噪比、突出了有效波、成像效果明显，使地震资料的解释精度在很大程度上得到提高。

关键词：吐哈盆地 沙尔湖洼陷 地震勘探 巨厚煤层

中图分类号：P6 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）02（a）-00117-04

沙尔湖洼陷是吐哈盆地南缘一孤立的含煤洼陷，单煤层厚度达150 m，是我国罕见的富煤洼陷。沙尔湖洼陷位于吐哈盆地了墩隆起南缘，东西长57 km，南北宽23.4 km，面积1062 km2。地面为戈壁，地面海拔500～958 m，地势南高北低。90年代以来实施二维地震700 km，测网密度为12 km×16 km，局部地区做过1 km×1 km的测网密度。总之，该区勘探程度很低。

1 地震地质概况

洼陷大部分为第三系所覆盖。据出露的地层和钻孔资料，洼陷地层由老至新依次为古生界二叠系上统大热泉子组，中生界侏罗系下统三工河组，中侏罗统西山窑组，中侏罗统头屯河组，新生界第三系渐-中新统桃树园组，第四系地层。其中中侏罗统西山窑组属于湖相含巨厚煤层的碎屑岩沉积建造，煤层结构复杂，顶底板为泥岩或砂纸泥岩，其中深部地震地质条件较好；地表条件较为单一，主要为砂砾石、亚砂等，较为松散，洼陷内含有厚度不均的砾石层，砾石属于非弹性介质，对地震波的高频信息有明显的吸收作用，给提高纵向分辨率造成一定的困难。

沙尔湖洼陷位于北天山优地槽褶皱带觉罗塔格复向斜北侧吐哈坳陷南部凹陷带中段。东部因二叠系地层的阻隔而与中山梁、大南湖盆缘坳陷分隔，形成一东端封闭，西端敞开的半封闭式中生代湖盆。其中发育着侏罗系含煤地层，呈轴线近东缓倾，轴面近北陡倾，两翼平缓不对称的向斜构造。向斜东端南翼，因二叠系基底隆起，将向斜分解成两个次级向斜，其间并形成一个鼻状背斜。其平面形态为-西部收敛东部撤开的榆树叶状。洼陷内有一大断层，位于矿区东部，走向150°左右，断层面南西倾，倾角65°左右，为上盘向上偏南逆冲的逆断层。总之，沙尔湖洼陷属于构造简单区。

2 地震野外采集

由于该洼陷内煤层埋深从地表到地下800 m，所以在设计试验时，根据埋深不同，设计了不同的施工参数。以埋深100 m为界，埋深小于100 m，采用4 m井深，药量1 kg，接收64道，道距5 m，叠加48次，炮距10 m；埋深大于100 m，井深6 m，药量3 kg，接收96道，道距10 m，叠加16次，炮距30 m。震源为2号岩石乳化炸药，接收仪器DS-6，采样率1 ms，记录长度1500 ms。从实际试验得知：该试验设计是合理的，唯有一点就是接收道数，不论埋藏深浅，96道接收效果比64道接收资料效果明显（见图1）。

根据试验结论，在正式生产中接收道数统一为96道，其余参数和试验参数一致。

3 地震资料处理

沙尔湖洼陷地震数据处理的难点其一是由于煤层露头出露于地表；其二是分辨巨厚煤层的顶板和底板，增强有效信号，使之迭加成像以提高数据的分辨率。

针对地震处理的难点，结合对试验处理数据的分析研究，采用以下主要处理技术措施。

（1）采用面波压制技术及线性干扰压制技术，有效地压制面波及线性干扰对煤层露头带来的影响。采用浅层广角切除技术，有效地切除野值及不正常道，尽可能地提高原始数据的信噪比（见图2）。

（2）采用地表一致性反褶积与预测反褶积的串联应用，展宽频带，提高分辨率（图3）。

（3）采用高精度相位调整迭加技术，提高剖面质量（见图4）。

图2、图3、图4分别是采取针对资料处理难点的措施处理前后对比图，从对比图中不难看出，处理后资料分辨率明显提高，多次波消失，同相轴连续，资料品质很高，处理效果明显。

4 地震资料解释

巨厚煤层地震资料解释主要难点在层位标定。由于沙尔湖洼陷勘探程度很低，仅有的几个钻孔均没有测井曲线，所以在层位标定时未能做合成记录来标定，只能采用钻孔柱状的资料进行反算煤层在地震时间剖面上的位置（见图5）。

层位标定完成之后，采用常规的人机联合解释手段对地震资料进行解释，由于该洼陷属于构造简单区，地震勘探发现了较可靠区域性逆断层F5，该断层走向SE，倾向NE，倾角约70°，落差250 m，区内延展长度约10330 m（图6）。

5 结论

地震勘探在吐哈盆地沙尔湖洼陷的应用是比较成功的。针对地震勘探的采集和处理环节的难点，分别采取有效措施，使地震资料的品质得到提高。查明了对煤层顶底板的赋存形态，搞清煤层厚度，控制了区内的构造体系。表明地震勘探在沙尔湖洼陷值得推广应用。

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