第六章 三维地震勘探
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第六章 三维地震勘探
6.1 引言
在油气勘探中，重要的地下地质特征在性质上都是三维的。例如盐岩刺穿、逆掩和褶皱带、大的不整合、礁和三角洲砂体沉积等。二维地震剖面是三维地震响应的断面。尽管二维剖面包含来自所有方向，包括该剖面平面以外方向传来的信号，二维偏移一般还是假定所有信号均来自该剖面自身所在平面内。虽然有经验的地震解释人员往往可以识别出平面以外(侧面)的反射，这种信号往往还是会引起二维偏移剖面的不闭合。这些不闭合是由于使用二维而不是三维偏移导致了不适当的地下成像所引起的。另一方面，三维数据的三维偏移提供了适当的和详细的三维地下图像，使解释更为真实。
必须对三维测量设计和采集给予特别注意。典型的海上三维测量是用比较密集的平行线完成的。一种典型的陆上或浅水三维测量是由布设大量相互平行的接收测线，并在垂直方向上布设炮点(线束采集)完成的。
在海上三维测量中，放炮的方向(航迹)叫做纵测线方向；对于陆上三维测量，检波器的电缆是纵测线方向。三维测量中与纵测线方向正交的方向叫做横测线方向。与二维测量测线间距可达1km不同，三维测量的测线间隔可以是50m甚至更密些。这种密度的覆盖要求精确地测出炮点和检波点的位置。
测量区域的大小是由地下目标层段的区域分布范围和该目标层段能充分成像所需的孔径大小所决定的、这种成像要求意味着三维测量的区域范围差不多总是大于目标的区域范围。三维测量过程中一般要采集几十万至几百万个地震道，因为三维测量成本高，大部分都用于已发现的油气田的细测。
二维地震数据处理的基本原理仍适用于三维处理。二维地震数据处理中，把道抽成共中心点(CMP)道集。三维数据中按共面元抽道集。这些道集用于速度分析并产生共面元叠加。在线束采集中，共面元道集与CMP道集是一致的。一般陆上测量面元为25m×25m，海上测量为12.5m×37.5m。
三维地震勘探方法原理与进展
1.震源激发：使用震源激发地震波。常见的震源有人工震源（如重锤、炸药等）和自然地震。
2.地震波传播：地震波在地下沿不同路径传播，并与地下介质发生相互作用。地震波的传播路径和传播速度取决于地下介质的物理特性，如弹性模量、密度等。
3.接收地震记录：在地震波传播的路径中，设置一系列地震接收器（通常是地震检波器或地震传感器），接收并记录地震波的到达时间、振幅等信息。
4.数据处理与分析：通过对接收到的地震记录进行数据处理和分析，可以得到地震波的传播速度、衰减特性等信息，并进一步推断地下介质的性质。
5.三维地震成像：将地震记录中的信息转化为地下模型，并进行三维地震成像。常用的地震成像方法包括反演、偏移等。
1.高密度三维数据采集：随着数据采集技术的进步，三维地震勘探可以获得更高密度、更广范围的数据。这使得勘探人员能够更准确地了解地下构造，并更好地定位资源。
2.多尺度体积建模：三维地震勘探方法逐渐从局部尺度向大范围尺度延伸。除了对沉积盆地等大尺度地质问题的研究外，也在微观尺度上得到广泛应用，如岩石孔隙结构的研究。 3.三维地震反演技术：传统的地震成像方法主要基于地震波的走时信息，对地下结构的分辨率有限。而三维地震反演技术可以利用地震波的振幅信息来改善地下结构的分辨率，进一步提高地震勘探的精度。
4.三维地震模拟方法：随着计算机技术的发展，三维地震模拟方法得到了广泛应用。通过数值模拟地震波在地下的传播过程，可以更好地理解地震波和地下介质的相互作用，为地震勘探提供更准确的解释。
总之，三维地震勘探方法通过收集、处理和分析地震波传播信息来推断地下构造，并取得了显著的进展。随着技术的进一步改进和计算机技术的不断发展，三维地震勘探将在未来的勘探开发中发挥更重要的作用，为石油、天然气等资源的开发提供更准确和可靠的地质信息。
三维地震勘探技术的应用
三维地震勘探技术是近年来出现的一种新型的地质地震勘探技术，通过三维地震勘探技术有效探查地质情况，为后续掘进施工及生产的有效开展提供了可靠且有益的指导。在实际应用过程中在利用三维地震勘探技术对地质进行勘探时，需要从勘探设计、数据采集、数据处理以及后期的数据解释等多个环节对勘探过程进行严格的控制，确保勘探结果的可靠度，从而能够进一步提高三维地震勘探技术的发展水平，并为我国的能源勘探工作提供可靠的技术支持。基于此本文分析了三维地震勘探技术的应用。
标签：地质；三维地震勘探技术；应用
1 三维地震勘探技术概述
目前，煤田地球物理勘探技术主要有测井、地震、电法、磁法及重力勘探技术，而地震勘探技术在煤炭资源勘查中起着重要作用。三维地震勘探技术是一项综合性的应用型技术，集合了物理、计算机、数学等诸多学科，对于实现井下地质情况的高精度探明作用显著，是现阶段矿山生产中最关键的核心勘探技术之一。
三维地震技术是在二维地震技术的基础上发展起来的.相对于二维地震勘探，三维地震勘探前期需要设计和优选三维采集观测系统，野外施工需要使用较多的检波器等等，造成施工效率低，采集成本高等问题，因此工程上几乎没有使用三维地震勘探的先例。但是随着浅层精确勘探的需要，人们将工程地震勘探的目光从二维转向了三维，因为相对于二维地震勘探，三维地震数据具有地震地质信息丰富、空间分辨率高等优点，经过地震资料的处理和解释，可以获得高品质的地震地质剖面，从而直观的反映地下界面的构造特征。浅层三维的尺度要小于深层三维，因此浅层三维要求的精度更高，处理和解释的难度更大，开展浅层三维地震勘探的研究是很有必要的。
2 三维地震勘探技术
2.1 勘探区地震地质条件
浅层地震地质条件：采区内多数地段被黄土覆盖，耕地较多二表浅层岩性卞要由黄土、坡积物、亚黏土、风化基岩等组成，风化砂岩厚度变化较大，风化程度不一。
深层地震地质条件：采区内石炭二叠系含煤岩层沉积环境稳定，上下层岩性组合及其煤岩层的物理性质（颜色、软硬度、光泽、断口等）较稳定，主要标志层及煤层的钻孔测井曲线特征明显、形态容易区分，物理性质差异化较大因此，深层地震地质条件较好。
复杂地震地质条件下三维地震勘探的应用
陕西省西安市 710000
摘 要：在地质环境相对复杂的矿区，可有效采用三维地震勘探技术，从而实现更为精准的揭示矿区误差地质的整体结构，并显著控制检测误差。结果表明，3D地震勘测得到的反射波效果良好，并可实现不简单的稳定监测，能较好地反映煤波的形成。立足于此，本文将系统化介绍在复杂地震地质条件下三维地震勘探的应用，以期为相关工作的高质量开展带来可参考的建议。
关键词：三维地震勘探; 地质构造; 静校正; 三维数据体; 时间剖面
引言
中国煤层地质复杂多变，这也使得地质勘探工作开展难度较大。在煤炭开采过程中，经常需要面临小断层、隐蔽构造、倒塌柱、倒梯等地质条件的不确定性。这些复杂性的地貌往往给煤矿安全开发带来很大困难，大大减少了矿山生产的建设和发展。近年来，3D地震监测不断扩大，经过几十年的长效发展，已成为重要的勘探工具。与传统的二维地震技术相比，三维地震技术的优势在于测试成本低、持续时间短、精度高。得到的地质构造图像清晰，局部预测非常可靠，构造形态与破碎层平行，可直接或间接显示。近年来，由于勘探深度和勘探能力强，三维地震实验逐渐应用于复杂地质区的实验。但是，由于 3D 地震信息取决于地表旋转和地下结构的复杂性，往往会出现反射波。跟踪的复杂性不可避免地会因信息量少而影响翻译结果的准确性和可靠性，最终导致结构翻译方面出现重大错误，以及缺陷和误解的发生。本文根据以往经验，在具有复杂地质特征的矿区进行了专项的地震勘探，以提高数据的准确性。
1勘探区概况 1.1 地层与煤层概况
本文所开展的地震勘探区域，自上而下呈现的类别为：第四系、上侏罗统蒙阴组、上二叠统石盒子组、下二叠统山西组、上石炭统太原组、中石炭统太原组、奥陶系中下统。大煤层由3高、3低、16高、17煤组成，3上3下主煤层之间，最大3大煤层0～2.05m，平均1.13 m，接缝底板高度-460 - 1000 m；3 下煤层厚度0.7～5.81 m，平均约3.2 m。
