Métodos y efectos de exploración sísmica tridimensional en condiciones geológicas complejas en la mina de carbón Jining No. 2
1 Descripción general de la zona minera
La mina de carbón Jining No. 2 es una mina de producción a gran escala con el fin de conocer la estructura geológica y la existencia de vetas de carbón en la zona. nueve áreas mineras de la mina, la mina necesita analizar las nueve áreas mineras Realizar exploración sísmica tridimensional en el área. El área de exploración tiene 1450m de largo de norte a sur, 2720m de ancho de este a oeste y tiene un área controlada de 4,0km2.
Los estratos en el área de exploración incluyen el Sistema Cuaternario, el Jurásico Superior y Pérmico Superior de la Formación Mengyin, el Pérmico inferior de la Formación Shanxi, el Carbonífero superior de la Formación Taiyuan, el Carbonífero medio y el Ordovícico. del sistema medio e inferior de la Formación Benxi. Los estratos que contienen carbón en esta área son la Formación Taiyuan y la Formación Shanxi, ****, que contienen 27 capas de carbón, de las cuales la Formación Taiyuan contiene 23 capas de carbón y la Formación Shanxi contiene 4 capas de carbón. Hay 7 vetas de carbón explotables y vetas de carbón parcialmente explotables en total. Las principales vetas de carbón explotables son 3 capas superiores, 3 capas inferiores y 16 capas superiores.
Las rocas magmáticas están muy desarrolladas en la zona. El espesor de las rocas magmáticas en el área minera es de 57,2-136,7 m. El lecho cubre las vetas de carbón en el área de exploración. y serie Jurásico superior El fondo de las rocas magmáticas llega al principal carbón explotable. La distancia entre los límites superiores de las capas es generalmente superior a 300 m.
2 Condiciones geológicas sísmicas complejas
2.1 Condiciones geológicas sísmicas someras
2.1 Condiciones geológicas sísmicas someras
El área de exploración se ubica en el Formación Taiyuan El fondo contiene 23 vetas de carbón y 4 vetas de carbón. /p>
La profundidad bajo el agua en el área de estudio es generalmente de 2 a 6 m. Afectada por la existencia del antiguo lecho del río y la distribución local de la capa de arenas movedizas, las condiciones de excitación son malas. La litología principal de la formación está compuesta por capas de arcilla de color marrón amarillento, gris verdoso claro, arcilla arenosa y arena. El espesor del Sistema Cuaternario es de 190-206 m, y su interfaz inferior está en contacto angular con los estratos subyacentes. La diferencia de impedancia de onda de la interfaz es obvia y el coeficiente de reflexión es grande. En este se puede formar un grupo de fuertes ondas de reflexión TQ. área, y se puede formar una fuerte onda de reflexión secundaria, es decir, múltiples ondas de interferencia.
2.2 Condiciones geológicas sísmicas de profundidad media
La litología del Jurásico Superior es relativamente simple, principalmente arenisca, conglomerado arenoso o conglomerado, sin interfaz evidente de resistencia al oleaje, y combinada con la Límite superior de subducción La diferencia física no es obvia, por lo que no se pueden obtener ondas de reflexión fuertes en el interior del Jurásico y su interfaz inferior. Especialmente en el período Yanshan del Jurásico, las rocas magmáticas invadieron e invadieron la parte media del Jurásico Superior en forma de lechos de rocas. Las rocas magmáticas incluyen principalmente gabro de olivino, gabro de hornblenda, pórfido de sienita de piroxeno, etc. La formación de la capa protectora tiene un gran impacto en la propagación de las ondas reflejadas, lo que afecta en gran medida las ondas reflejadas en la veta de carbón inferior. Por lo tanto, las malas condiciones geológicas para la exploración sísmica en la región central son el principal problema de esta exploración sísmica. , y se deben tomar medidas efectivas para solucionarlo. La diferencia de impedancia de onda entre la roca magmática y las rocas circundantes superiores e inferiores es grande, formando un conjunto de fuertes ondas de reflexión de interfaz superior e inferior Tr1 y Tr2.3. Las vetas de carbón superiores e inferiores son las principales vetas de carbón explotables en esta área. , con una profundidad de enterramiento de 706 a 819 m. La onda de reflexión de la veta de carbón 3 tiene características obvias, fuerte energía y buena continuidad. Es la principal onda de reflexión de la veta de carbón explotable en esta área y se denomina colectivamente onda T3 16. El espesor de la veta de carbón superior y la veta de carbón 17 es inferior a 1 metro, y la impedancia de las olas no es obvia, pero la veta de carbón inferior ha reflejado ondas. El espesor de las vetas de carbón superior y 17 es inferior a 1 metro y la impedancia de las olas no es obvia. Aunque se forman ondas reflejadas en las vetas de carbón inferiores, la energía de las ondas reflejadas es débil.
2.3 Análisis e investigación de las complejas condiciones geológicas sísmicas de esta zona
Las condiciones geológicas sísmicas superficiales y profundas de esta zona son buenas, pero el fuerte blindaje de gruesas rocas magmáticas y la pares de ondas múltiples en el límite del basamento cuaternario La influencia de la capa objetivo principal es la dificultad de la exploración sísmica tridimensional en esta área. Durante la recopilación y el procesamiento de datos, se deben tomar medidas efectivas para superar los efectos de múltiples ondas y capas de protección. Seleccione la mejor posición de la capa de excitación y excite con una gran cantidad de producto químico para reducir el filtrado de la tierra y el efecto de absorción y protección de la roca de magma sobre las ondas sísmicas para asegurar la propagación de la energía. Para la recepción de ondas reflejadas, dado que hay muchas interfaces estratigráficas y la capa objetivo está profundamente enterrada, el componente de alta frecuencia de la onda efectiva reflejada al suelo pierde más, por lo que se utiliza un detector de frecuencia intermedia para la recepción; La recepción es propicia para eliminar el cuarto sistema durante el procesamiento. La influencia de múltiples ondas en la parte inferior. Al procesar datos, concéntrese en utilizar varios métodos adecuados para reducir el impacto de múltiples olas.
3 Métodos de trabajo de campo
Con base en el análisis y la investigación de las condiciones geológicas sísmicas superficiales y profundas en esta área, es muy importante realizar trabajos de prueba antes de la construcción en esta área.
Por lo tanto, se diseñaron pruebas de puntos y líneas para determinar los mejores parámetros de adquisición y seleccionar el mejor plan de construcción. El experimento sigue los principios de punto primero y luego línea, combinación de punto y línea y cambio de factor único.
Prueba puntual para determinar las condiciones de excitación. Prueba de dosis de fármaco: realice pruebas de comparación de dosis de fármaco a diferentes profundidades de pozo para determinar la dosis de fármaco estimulante. Prueba de profundidad del pozo: utilice esta prueba para determinar la cantidad de químico que se estimulará en diferentes profundidades del pozo para determinar la cantidad de químico que se estimulará. Después del análisis y la comparación, la dosis de medicamento es de 2 a 3 kg y la profundidad del pozo es de 12 y 14 m en diferentes bloques.
Figura 1 Perfil de tiempo de detectores de diferentes frecuencias que reciben líneas de prueba
Durante la prueba de línea, cada punto de recepción de la línea de prueba recibe detectores de 40 Hz, 60 Hz y 100 Hz al mismo tiempo, y tres diferente perfil de superposición inicial de frecuencias (Figura 1). 1), como se puede ver en la Figura 1, al seleccionar un geófono de frecuencia media de 60 Hz y combinarlo con la recepción, el perfil temporal de la onda de reflexión de la veta de carbón principal obtenido tiene una alta resolución de la capa objetivo, una fuerte continuidad y puntos de interrupción claros. Selección de disposición: La línea de prueba utiliza emisión de punto medio y recepción del canal 72. Al procesar los datos, a través de diferentes procesos de bombeo, se obtienen en la recepción los perfiles de tiempo del canal 72, canal 48, emisión de punto medio del canal 36, canal 36 y canal 24. Finalmente, analizando estos 5 perfiles de superposición iniciales, se puede ver que las 36 emisiones de punto medio receptor son muy efectivas para superar la interferencia de múltiples ondas y el efecto de protección de las rocas de magma. Esto es obvio.
En base al análisis de las pruebas, las condiciones geológicas del área de estudio y los requisitos de la tarea geológica, se adoptan los siguientes métodos de trabajo:
Tipo de sistema de observación: 8 haces y 8 disparos, excitación del punto medio; número de canales de recepción: 288 canales;
Número de líneas de recepción: 8; espacio entre canales de recepción: 20 m:
Número de líneas de recepción: 8; : 20 metros; distancia de las líneas receptoras: 40 metros:
Forma de combinación de detector: 6 El receptor de 60 Hz es una combinación de cadena de detectores de 60 Hz.
4 Métodos de procesamiento
De acuerdo con las condiciones geológicas sísmicas y las tareas geológicas de la zona, el procesamiento digital se realiza de acuerdo con los principios de "alta resolución, alta fidelidad y alta Relación señal-ruido ". Preste atención al análisis de las características de desarrollo de las ondas múltiples, utilice una variedad de métodos para eliminar la influencia de las ondas múltiples y, finalmente, obtenga un volumen de datos de tiempo tridimensional más satisfactorio. Finalmente, se obtuvo un volumen de datos de tiempo más ideal.
En vista de los objetivos de procesamiento anteriores, en el procesamiento de datos, nos centramos principalmente en los siguientes enlaces para realizar pruebas repetidas y seleccionar el flujo de procesamiento correcto y los parámetros de procesamiento óptimos.
(1) Establecer una biblioteca geométrica correcta y una biblioteca de calibración estática única.
(2) El análisis de velocidad cuidadoso y detallado es una parte importante del procesamiento de datos.
(3) Uso razonable de la deconvolución para mejorar la información de alta frecuencia y mejorar la resolución longitudinal.
(4) Utilice la tecnología de migración parcial previa a la pila (DMO) y migración de un solo paso posterior a la pila para mejorar la resolución lateral y los efectos de imágenes espaciales.
(5) Seleccione un método de eliminación de múltiples ondas apropiado para eliminar la influencia de las múltiples ondas de nueva formación en las ondas reflejadas de las vetas de carbón.
4.1 Procesamiento de remoción de olas múltiples
Las olas múltiples desarrolladas en esta zona se generan en el fondo del Sistema Cuaternario, con baja velocidad, consistente con el Sistema Cuaternario, y existe una Diferencia de velocidad obvia con la veta de carbón, fácil de atenuar. Después de una gran cantidad de experimentos en el dominio F-K y el dominio τ-p, elegimos realizar la transformación τ-p y el filtrado F-K en el conjunto de canales CDP, aprovechando las características de gran diferencia de velocidad y gran pendiente entre las ondas múltiples. y la onda de reflexión de la capa objetivo, de modo que la onda múltiple pueda maximizar la atenuación para resaltar las ondas efectivas y lograr el propósito de eliminar múltiples ondas (Figura 2).
Debido a la selección razonable de procedimientos y parámetros de procesamiento, la influencia de múltiples ondas y otras ondas de interferencia se elimina mediante el uso de transformación τ-p, filtrado F-K y otros métodos, y la calidad del perfil de tiempo es mejorado.
Figura 2 Comparación de recopilaciones antes y después de eliminar múltiples ondas
4.2 Calidad del perfil de tiempo
La computadora muestra que se pueden obtener 1118 perfiles de tiempo, incluidos 469 Perfiles este-oeste Hay 649 secciones de norte a sur. El muestreo del perfil temporal se realizó en una cuadrícula de 40×80 m, con 114 perfiles que suman un total de 237,18 km.
De acuerdo con los requisitos de evaluación del reglamento, el perfil de Clase I es de 153,53 km, que representa el 64,73%, y el perfil de Clase I y II es de 211,37 km, que representa el 89,12%. La calidad del perfil de tiempo es buena. La calidad del perfil supera los requisitos reglamentarios, lo que sienta una base fiable para la realización de tareas geológicas.
5. Resultados geológicos
En este estudio sísmico tridimensional se identificó la forma ondulada de los estratos de medida de carbón y el desarrollo de pliegues secundarios; El patrón de distribución se estudió en profundidad y se identificaron fallas por encima de los 5 m con base en los datos de perforación y los datos del pozo, y se explicaron las fallas o puntos de ruptura con una caída de 3 a 5 m. Al mismo tiempo, se explicó la tendencia de cambio de espesor de los tres inferiores. y tres vetas de carbón superiores se predijeron y estudiaron, y se lograron resultados. Se han llevado a cabo predicciones e investigaciones y se han logrado buenos resultados.
En términos de interpretación estructural, se conserva 1 falla: falla F 60; se reconstruyen 7 fallas: falla de Balipu, falla de Balipu rama 2, fallas F35, F36, F37, F58, F59; : 2 con un desnivel superior a 10 metros; 5 con un desnivel de 5-10 metros; 19 con un desnivel de 0-5 metros; Figura 3 Comparación de la estructura de tres vetas de carbón antes y después de la exploración sísmica 3D
Esta exploración sísmica 3D completó con éxito las tareas geológicas estipuladas en el acuerdo a través de un trabajo meticuloso y medidas técnicas razonables en la adquisición, procesamiento, interpretación y otros aspectos. Los resultados de la exploración sísmica tridimensional proporcionan una base geológica confiable para que la mina organice el frente de extracción de carbón de manera más racional y han logrado importantes beneficios económicos y técnicos.
(Este artículo fue publicado en el suplemento de 2005 de "Coalfield Geology and Exploration")