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三維地震勘探技術(shù)在煤田地質(zhì)勘探中有良好應(yīng)用效果，逐漸成為中國地質(zhì)勘探的重要技術(shù)之一，在各行各業(yè)中發(fā)揮著重要作用。但隨著采煤技術(shù)不斷發(fā)展，煤田地質(zhì)勘探對于地震勘探技術(shù)要求不斷提高，要求三維地震勘探資料必須具備豐富的信息及數(shù)據(jù)支持，因此，常規(guī)三維地震解釋方法已很難適應(yīng)快速發(fā)展的煤礦行業(yè)，必須加強(qiáng)三維地震勘探的精細(xì)解釋技術(shù)，保證煤礦開采準(zhǔn)確性。

1三維地震勘探技術(shù)簡述

三維地震勘探技術(shù)是綜合物理、數(shù)學(xué)、計算機(jī)等學(xué)科為一體的應(yīng)用技術(shù)，通過三維地震勘探技術(shù)的應(yīng)用，能使勘探區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)更加清晰、勘測位置更加準(zhǔn)確，為石油、天然氣、煤炭等能源的開采和探測提供了技術(shù)支持，并發(fā)揮著積極作用。通過三維地震勘探資料的分析利用，能了解煤層的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、空間賦存等情況，提高采礦設(shè)計準(zhǔn)確性和科學(xué)性，提高煤礦作業(yè)安全性。通過對研究區(qū)進(jìn)行三維地震勘探，獲取地震數(shù)據(jù)體如圖1，通過圖1能詳細(xì)看出，勘探區(qū)內(nèi)煤層的起伏狀態(tài)及斷層處煤層變化的情況。對地震勘探資料進(jìn)行了精細(xì)解釋，并通過獲取的三維數(shù)據(jù)體進(jìn)行了全方位地質(zhì)結(jié)構(gòu)分析，加強(qiáng)了研究區(qū)地質(zhì)情況的科學(xué)分析，提高了采礦設(shè)計的合理性和安全性。

2三維地震勘探資料解釋新方法原理

2.1小波變換20世紀(jì)80年代，小波分析逐漸發(fā)展起來，從最開始的處理數(shù)字信號到地震數(shù)據(jù)處理，形成了科學(xué)系統(tǒng)的理論成果，在石油、煤礦勘探中有廣闊發(fā)展前景，取得了良好的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)價值。經(jīng)過多年研究實踐，小波分析在圖像處理和故障診斷方面有了重大技術(shù)突破，通過小波變化可將任意一種信號映射到通過伸縮和平移方式形成的小波函數(shù)中，實現(xiàn)信號實時分離，且能保證數(shù)據(jù)的完整性和科學(xué)性。小波變換功能的實現(xiàn)，提高了機(jī)械設(shè)備頻率分析和故障排除，提高了信號穩(wěn)定性，提高了機(jī)械設(shè)備工作效率。傳統(tǒng)信號分析主要方法是Fourier變換（傅立葉變換是一種分析信號的方法，它可分析信號的成分，也可用這些成分合成信號。許多波形可作為信號的成分，比如正弦波、方波、鋸齒波等，傅立葉變換用正弦波作為信號的成分），它屬于全局變換分析，具有信號不穩(wěn)定、局部分析能力弱的缺陷，為解決信號穩(wěn)定性問題，人們在Fourier分析的基礎(chǔ)上，發(fā)展出能滿足信號平穩(wěn)性要求的新的信號分析理論，包括短時Fourier變換、時頻分析、小波變換等分析方法[2]。其中，短時Fourier變換采用固定的短時函數(shù)，其信號分辨率較為單一，具有嚴(yán)重使用缺陷。小波變換是Fourier分析、調(diào)和分析等技術(shù)的結(jié)合體，是一種局部時頻分析法，能在時間和頻域變換中獲取有效信息，克服了傳統(tǒng)信號分析理論的不穩(wěn)定性和局部分析缺陷，提高了信號對局部地區(qū)的反應(yīng)能力。在實際三維地震勘探中，重點觀察部分是地震信號局部范圍內(nèi)的特征。運用小波分析時，其窗口大小不發(fā)生變化，形狀可根據(jù)用戶要求自行調(diào)節(jié)變化，通過不斷伸縮和平移，實現(xiàn)勘測信號精細(xì)分析，無論是處于低頻部分或是高頻部分，都能清晰顯示出局部范圍內(nèi)的時頻特征[3]。由于小波分析的精確性和高分辨率，被廣泛應(yīng)用于信號處理、圖像處理和語音處理等學(xué)科領(lǐng)域。同時，利用小波變化，針對三維地震資料，編制出科學(xué)的計算機(jī)程序，提高三維地震勘探資料的精細(xì)化處理，提高地震勘探資料質(zhì)量[4]。

2.2三維數(shù)據(jù)體屬性分析與圖象分析三維數(shù)據(jù)體屬性分析是根據(jù)三維地震一步法偏移的數(shù)據(jù)為依據(jù)，利用可視化解釋軟件為操作平臺，提取相關(guān)地震參數(shù)，利用三維地震勘探數(shù)據(jù)信息，結(jié)合圖像處理技術(shù)，實現(xiàn)三維地震勘探圖高分辨率，從而實現(xiàn)煤炭礦區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)精細(xì)解釋。三維地震勘探中地震層拉平剖面與平衡剖面相似，通過層拉平后的三維地震數(shù)據(jù)，能有效消除局部斷代層對數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的影響，并將煤層反射波波組拉平，能提高地震層位的可靠性和科學(xué)性，如圖2所示。同時，通過觀察，可了解到不同層位在不同時間的結(jié)構(gòu)變化，對斷層結(jié)構(gòu)的展示更加具體，為三維地震勘探資料精細(xì)解釋提供了良好技術(shù)支持[5]。圖2水平切片圖三維立體顯示能通過不同角度和不同顏色更加直觀地展現(xiàn)出地質(zhì)結(jié)構(gòu)的形態(tài)，具有較高靈活性和可操作性，且能及時準(zhǔn)確反映出勘探區(qū)周圍地質(zhì)結(jié)構(gòu)變化，提高了對勘探區(qū)地質(zhì)狀態(tài)的動態(tài)了解，豐富了勘探區(qū)的地震數(shù)據(jù)和資料，提高了三維地震勘探資料精細(xì)解釋。

2.3方差體解釋三維地震數(shù)據(jù)體能準(zhǔn)確反映規(guī)則網(wǎng)格反射情況。當(dāng)斷層或局部地層變化連續(xù)性較差時，三維地震數(shù)據(jù)體反映出規(guī)則網(wǎng)格的反射情況出現(xiàn)一些偏差，地震反射道與周圍所反射出的數(shù)據(jù)出現(xiàn)差異，通過地震道之間的差異檢測，能檢測出斷層和不連續(xù)變化的信息。方差體技術(shù)是求得所有數(shù)據(jù)體樣點的方差值，通過周圍地震道時窗中的所有樣點計算出平均主值的方差，最后加權(quán)歸一化計算出方差值。方差體參數(shù)的選取理論上主要有以下原則：根據(jù)所要預(yù)測的斷層走向選擇加法模式或乘法模式。乘法模式的計算結(jié)果不受預(yù)測斷層走向的影響，效果較好，但參與運算的數(shù)據(jù)量大，運算速度較慢。而加法模式由于只是主線和聯(lián)絡(luò)線方向的數(shù)據(jù)參與運算，因此對走向既不垂直于主線又不垂直于聯(lián)絡(luò)線的斷層效果相對差一點[6]。所以，在預(yù)測斷層走向與主線或聯(lián)絡(luò)線的問題時，可利用加法模式，提高運算準(zhǔn)確度。其中，必須嚴(yán)格根據(jù)預(yù)測體大小決定運算所需參數(shù)，當(dāng)預(yù)測體為大斷層時，可選擇大參數(shù)，相反，小斷層應(yīng)選擇相對較小的參數(shù)，提高運算參數(shù)準(zhǔn)確計算，否則會影響結(jié)果精確性。另外，在選擇計算時窗時，根據(jù)地層傾角大小，選用適當(dāng)比例的時窗，如果地層傾角較大，應(yīng)選擇大比例時窗，相反，選擇比例較小時窗，結(jié)合實際提高參數(shù)準(zhǔn)確性，降低對方差體技術(shù)的人為因素干擾，提高方差體解釋的科學(xué)性和準(zhǔn)確性。

3結(jié)語

三維地震勘探技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，提高了地震勘探的科學(xué)性和準(zhǔn)確性，為中國采礦行業(yè)提供了良好技術(shù)支持和理論支撐，提高其經(jīng)濟(jì)價值和社會價值。三維地震勘探技術(shù)利用可視化解釋軟件的操作平臺，結(jié)合先進(jìn)圖像數(shù)據(jù)處理技術(shù)，實現(xiàn)了三維數(shù)據(jù)體的精細(xì)解釋，更加直觀地展示了勘探區(qū)周圍地質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化，豐富了中國三維地震勘探資料精細(xì)解釋的準(zhǔn)確性和完整性。

作者：鄭慶生 單位：山西省煤炭工業(yè)廳煤炭資源地質(zhì)局