煤田地震勘探断层解释技术浅析

摘 要：随着煤炭事业的不断发展以及从前对煤炭挖掘的日积月累，表层的煤炭资源逐渐被挖掘完毕，挖掘工人不得不进行更深层次的挖掘，而这就需要挖掘者能够更加准确地定位煤层结构，对断层的解释方法有很多，现在比较常用的是带有地震属性的技术。本文将从断点、断层等概念入手，浅析几种地震属性的断层解释技术。

关键词：煤田勘探；断层解释；地震属性技术

前言：在煤田的挖掘过程中，构造问题一直是一个令人头痛却又不得不解决的问题。断裂构造始终是影响煤田勘探开发的一个非常重要的问题，它的好坏直接影响了煤田挖掘的安全问题。煤田地震勘探断层解释技术的发展可以解决这一问题。地震属性技术有很多，包括地震相干体等，应用十分广泛。三维可视化技术的应用也非常重要。三维可视化技术是指能够以一种立体、多方位的角度去观察断层情况，并借此来更好地把握断层的整体空间形态，并检测出断层的实际空间分布情况，有利于工作人员对整体的掌控和把握。

1.地震属性技术对断层解释的理论基础

1.1对断点、断层、断层倾角的描述

在断面中，时间剖面是通过波的形状改变的面积来体现的。而判断断点的方法则是观察与时间剖面是否发生突然的变化。如果垂直于时间剖面出现了反射波的一样的方向上出现了显著变化，比如相位的错位、突然断裂、突然增大或突然减小等情形，这样的点一般被判断为断点。在对断点解释之后，接下来我们可以根据断点在截面上的各种特点，将断点与其相对应的断层进行配对，断层是由断点经过一定的顺序排列而成。因此，有相似点的煤层断层在截面上会有很大的秩序性，有规律可循。断层形成之后，由于断层是由断点组合而成，两个或两个以上组合的断层将反射波分开时，最高处和最低处的反射波的连线就叫做断层线，这条线相对应就是断层倾角。

1.2切片的描述

水平切片是指数据在呈三维的时候，在时间相同的条件下的水平切面或不同地层在相同时间向上露出的多少。水平切片的同一条线上相同方向的强度能够代表反射波强度。水平切片的作用是了解、预测断层横、竖的方向展开的形式，并检查是否有断层的存在，判断方法是根据同一条线是否有断开处来确定。除此之外，水平切片还有其他一些作用，能够很好的辅助地震属性技术对断层进行解释。由于煤层的结构具有一定的规律性，运用一定的专业知识进行分析，可以发现不同断层的地方会形成不同类型的切片，按照这个思路对断层进行解释会比较简单。埋藏越深，结构越复杂，此时如果出现断层，可以利用反射的原理将其改变。这种理论很好地服务于三维可视化技术。

1.3勘探实施前的准备工作——区域控制

区域控制是进行勘探断层技术实施的前提。在真正实施勘探断层技术之前，工人应该对地层的岩性以及周围的环境有详细具体的了解，以此来保证工作的正常进行。除此之外，应对断层解释技术所涉及到的技术和物品进行分类，并对每种类型用不同的颜色加以区分，方便解释和命名和记忆。以一种精确的方式命名会方便对实施过程的管理，方便对每个断层的识别和记忆，从而方便以后的实施工作。在以往的经验中，我们发现，单纯的解释方法无法保证解释的精确性，因此，为了使解释能够正常、更好地进行，我们采用多种解释方法联合的方法进行解释。这种方法能够提高解释的精确度，并且也能使解释的可信度更高，以此来保证工作的高效进行。

2.地震属性技术的种类及应用

2.1方差分析解释技术

方差分析解释技术是求出所有样本点的方差，再求出所有相邻的样本点间相互的方差，再通过一系列数学计算得到所要求的值。在应用这种方法时需要注意，应根据一定的规则原理来选择参数和方式。通常来说共有加、乘法两种形式。不同的形式的特点不同，乘法形式需要计算的数据多且计算复杂，但和断层走向的关系不是很大，加法的形式则刚好相反。

2.2地震相干技术的应用

在对煤层构造进行解释的过程中，出现了很多地震属性技术，地震相干技术就是其中之一，并以其高效的工作能力和明显的效果被广泛使用。在地震相干技术发展的过程中，经历了许多变革和改进，才逐渐变成今天人们使用的样子，并被许多领域接受并应用。本文利用两种不同相干体属性技术进行断层解释，其中之一是在相似性的相干体计算方式下，将一个待分析点作为几何中心进行分析，根据比值计算出相似系数，并比较相似系数的大小。此计算方式是将地震的数据进行重叠，如果完全重叠，则样本点可以排成一条直线，并且这条直线的方向就是正方向。如果波的形状反向重叠，样本点依然可以排成一条直线，不同的是，这条直线的相反方向为主方向，该方向为次要方向。之后运用数学方法进行大量的数学计算，计算出特征值，然后对所求出的值进行相干运算，将所有的相干值再次进行数学计算，求出的最大值、次大值分别代表信号能量、噪音能量，再进行对数据的取舍来降低某一个特征的干扰，以此来提高精确度。将这种方法运用到倾角上，可以减少构造中出现的问题，在实际应用中，应根据当地特殊的情况如自然环境、气候等等客观条件对上述步骤进行适当修改，如将数据进行初步的降粗糙处理，能够极大地减小误差，使数据更加接近实际。但是运用两种方法最后得出的结果是具有差异的，可以在得出实验结果后做出比较，得到最优解。 相干算法现在也在不停的发展之中，不断的进步，逐渐变得分辨率更高、精度更高、更加清新地识别断层。

2.3钻孔技术的探究

在对煤田的开采过程中，不同的几何形状、不同的物理性质的网都可以是有规律的钻孔。这些网的截面上的线都是直线的，使得钻孔的某些性能不是十分优秀。这种特性使得它适合用于稳定的煤层，但是对于不稳定的就会有些力不从心。因此，为了稳定起见，必须要遵从所谓的三边原则。在真实情况下操作时，向事先设定好的方向进行钻孔的花费是十分庞大的，但在某种特定的条件下，这种情况又是必须的。因此解决这个问题十分重要。当三个钻孔同时看到相同断层时，能够实施追索。如果这几个钻孔的距离很远，则断层会在很大区域内波动较大，追索时需要的条件是平面，也就是如果在曲面的条件下进行误差是十分大的。而恰好，由三个点组成的面在大部分情况下是平面，但如果变化过大，则曲率越大，相应的误差也就越大，无法保证工作的精确施行，其结果也是我们不愿看到的。这些在钻孔中容易出现错误或造成数据不准确的地方，我们要尽可能地找出解决的办法，在尚未找到十分经济有效实用的方法前，我们应注意规范自己的行为，尽量减少这类错误的发生。

3.结语：随着煤田资源的不断被挖掘，资源的减少给我们带来了挖掘上的難题，这就需要有先进的科学技术来对其进行保驾护航。地震属性技术的种类有很多，并且每一种都需要非常专业的人士才能去执行。更值得注意的是，这些技术中还有很多方面尚不完善，仍然存在许多漏洞，这就需要更多的后来人去弥补，去完善。

参考文献：

[1]王超.煤田断层识别中地震属性技术的应用[J].科技创新应用，2016（16）：158.

[2]武程. 煤田地震勘探技术的应用研究[J]. 山西建筑，2015（1）：89-91.

作者简介：

刘鹏飞，1982.02.23，本科，地质工程，物探中级工程师。