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一、互聯網時代下石油地震勘探現狀
隨著信息科技的發展,網絡將原本閉塞的信息通過互聯網這個大平臺,共享給社會各界。然而隨著信息技術的不斷發展,互聯網在石油及地震勘探的應用中,也存在巨大資源浪費現象。如國家地震局花費巨資打造地震勘探及地震預警平臺,因技術問題及人員素質問題,導致該系統并未做出應有的作用。在石油勘探上,因信息處理不及時,信息質量不高等問題,造成石油勘探工作中,出現嚴重誤差,浪費人力、物力、財力。
二、互聯網時代下石油地震勘探的應用的作用
目前互聯網技術及信息在石油地震勘探中的應用已非常普遍,為了滿足石油及企業。地震總局對互聯網技術的要求,各種信息技術不斷開發,先進技術迅速應用石油地震勘探中去。
(一)互聯網信息技術使用提高了資源利用率
通過互聯信息資源的共享,可以將現有的石油、地震信息從新綜合,將分散的信息重新組合,形成統一信息資源網路,減少因信息閉塞、信息資源閑置導致的資源浪費,提高零散資源的使用效率,減少企業相關運營成本。
(二)降低石油地震勘探資本
在以往,信息資源閑置或信息分散,不易辨認真偽,將互聯網信息技術應用到本領域工作中,可將所有信息資源大面積的計算,提高在實際工作中的勘探的精準性。也為野外工作的技術人員及工人提供高新技術保障,減少業務誤差,提高解決實際問題的能力,減少勘探資金,提高勘探精準性。
(三)互聯網技術的應用可提高勘探的精準性
在以往實地勘探工作中,因使用多種勘探工具,得出數據后進行分析,大量的數據統計、分析工作會占據大量的資金及人力,互聯網技術的應用發展,面對石油地震實際勘探難題,開發精準數據分析技術,提高了勘探工作的精準性。還可減少相關就似乎人員的工作量,減少誤差,將精準率不斷提高。
三、互聯網時代下石油地震勘探的發展
作為國有大型企業,我國石油行業特別是石油勘探領域緊緊抓住了“十三五”發展機遇。根據我國在攻擊側結構改革中的重大突破,主動使用先進技術,通過互聯網平臺實現石油產業的快速升級。建設新平臺、新資源、加強動態合作,實現全方位的產業升級。同時,依據先進科技,降低企業開發成本,利用信息資源,減少污染。[1]
(一)石油地震勘探信息更加集成化
互聯網時代,大數據在不斷演變與發展,石油地震行業也需要升級與本領域相關的技術,從而大市場行情下,要求本領域企業實現基本信息共享,將石油地震勘探信息融為一體,實現數據大規模的集成化,改變以為單個公司作業習慣。依據國內、國際市場開展更為進準的營銷模式。
(二)地震勘探信息深度域處理
在深度域對地震信息進行解讀,通過互聯網這個大平臺,再次將信息篩選之后解讀,可增加地震信息的真實性及可靠性,這也有利于油藏的精確尋找及處理。通過互聯網技術,可以將更為復雜的地質結構進行詳細研究,從時間領域橫跨到空間領域,將地震及油藏地質處理技術及信息資源提到新的高度。[2]如我公司在2016年使用了一家互聯網企業提供的地理信息處理技術服務,該技術通過互聯網技術將本公司員工的工作質量提高5%,同時也極大地提高了不安選項的排查率,本公司已將深度區域處理及互聯網技術工作深度結合,地震數據處理技術也緊跟互聯網技術,再次得到深度發展。
(三)數據處理周期不斷縮短
石油勘探進程不斷的加快,要求本行業要致力于互聯網技術的不斷發展,在大數據不斷膨脹化的今天,將有用數據、信息查找出來,無用信息剔除,已經成本該領域工作重點。采用數據處理技術縮短地震數據處理周期,減少處理時間,增加實際勘探成果智聯,要通過大性能計算機數據處理,采用計算速度快,工作質量高的計算處理信息平臺,改進軟件系統,提高工作人員使用效率,減少實際處理誤差,改進業務流程數據處理系統,提高信息交換版面處理,實現信息共享。
(四)地震數據處理引領潮流
從地球物理功能方面來看 ,互聯網時代下的地震數據處理系統應該全面吸收近年來以及今后若干年內地球物理技術研究的最新成果,滿足不斷發展的石油勘探開發對地球物理勘探技術的需求。根據我們的分析研究, 我國石油地震勘探領域認為,針對性先前的我國地震石油處理系統,互聯網時代下構建的系統有著明顯的共能特點:第一,支持多分量地震、石油勘探數據處理,增加工作數量。第二,可延遲地震數據處理,將數據處理可處理時間延遲到50年后,真是反應地質實際變化情況。[3]第三,互聯網背景下建構的新系統,增加了新的處理功能,將復雜地面處理功能再次強化。第四,支持全面的數據處理深度域功能,延伸了工作環節。徹底用疊前成像代替疊加;支持各向異性處理;第五,支持疊前解釋性處理。在上述技術方面 ,地球物理界已經取得了大量研究成果 ,但這些成果還有待于進一步發展和完善,以形成實用的方法技術和軟件功能。除了在適應新的地震勘探方法, 增加新的地球物理功能外 ,我國石油地震勘探領域還應進一步發展下列技術,提高地震數據處理的效果:第一,復雜地表條件下的靜校正技術;第二,地表一致性處理技術;第三,多次波等復雜干擾波的壓制技術;第四,連續速度分析技術;第五,多塊三維地震資料的聯片處理技術;第六,疊前地震數據插值技術;非線性信號處理技術;聯片處理(三維拼接)技術。地震數據處理的目標是從地震數據中挖掘出盡可能多的信息和盡可能準確可靠、精確的信息 ,這是一件充滿挑戰的任務。
四、結語
隨著互聯網信息技術的不斷發展,技術不斷的革新,石油地震勘探行業也緊跟數據時代,不斷發展。依據先進互聯網技術不斷研發,將工作中的各個環節納入到技術處理平臺中來,真實可靠的解決實際工作問題。因互聯網無國界線,我國石油地震勘探公司還可借鑒國外先進互聯網技術,來解決國內實際問題,實現技術資源一體化,緊跟國際潮流,提高工作質量。
(作者單位為中國石油集團東方地球物理公司)
參考文獻
[1] 孟美辰,謝瑋,王.互聯網時代的石油地震勘探[A].中國地球物理學會信息技術專業委員會“互聯網+地球物理”研究論壇論文摘要集[C]. 2016.
[關鍵詞]三維地震勘探技術 應用 步驟
[中圖分類號] P631.4 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2013)-7-192-2
1引言
三維地震勘探技術是是一項集物理學、數學、計算機學為一體的綜合性應用技術,它能將地下圖像更加清晰的、直觀的展現出來。其應用目的是為了使地下目標的構造圖像更加清晰、位置預測更加可靠。同時,三維地震勘探技術具有橫縱向分辨率高、成本低、周期短等突出優點,已經成為礦石能源構造勘探必不可少的手段,它大大提高了我國能源勘探的效率,對降低能源勘探成本、縮短勘探開發的周期、使經濟效益最大化具有重要意義。
2三維地震方法及現狀
三維地震勘探的理論與工作流程和二維地震勘探大體相似,但其得到的數據要精確的多。三維地震勘探可以獲得一個信息豐富的三維數據體,在數據體上可以抽取一張張地震剖面圖,且地震剖面的縱橫向具有很高的分辨率,地層的構造形態、斷層等均可直接或間接反映出來。
三維地震勘探技術依靠人工激發的地震波在地下巖層中傳播遇界面形成的反射波來確定地下巖層界面的埋藏深度和形狀,它主要由野外地震數據采集、室內地震數據處理、地震資料解釋 3 個步驟組成,且各個步驟既相互獨立,又相互影響,其工作量很大,所以需要最先進的計算機硬件和軟件的支撐。
近年來,隨著石油、煤炭等工業與民用能源日益緊張,我們在加快可再生能源開發與應用的同時還要加快對礦石能源的勘探,而運用三維地震勘探技術能夠大大提高我國能源勘探的效率,這促使了三維勘探技術的不斷發展,表現為其數據采集、處理和解釋方法的逐步更新與完善,同時計算可視化技術以及硬件的發展也促進了三維地震勘探技術的進一步發展。三維地震勘探技術還催生了如地震地層學等新的邊緣學科。
3三維地震勘探技術工作步驟
應用三維地震勘探技術主要包括以下步驟:
3.1野外數據資料采集
野外地震數據采集是三維地震勘探應用的基礎,是一個復雜而又嚴格獲得第一手資料的過程,它的數據采集質量要求比較高,需要進行理論模型試驗。野外試驗的目的是為了調查了解工區地質地球物理特征,為確定三維地震觀測地點與區域提供依據,以盡量通過較少的工作量和成本獲取最佳的地質效果。三維地震勘探技術野外數據采集主要包括測量、給出炮點及檢波點、打孔埋置炸藥、鋪設檢波器、用電纜線至儀器車幾道工序。測量的任務是準確定位爆炸點和接收點;成孔的任務是準備好埋置炸藥的淺井;下藥就是向井中放入炸藥,引爆炸后產生出地震波。當地震波遇巖層界面反射回來被檢波器接收并傳到儀器車時,就獲得了用以研究地下地質情況的地震記錄。野外數據資料采集對三維地震勘探技術應用的準確性有著重要影響。因此,必須對三維地震數據采集工作的質量進行控制。
3.2室內地震數據處理
野外數據資料采集后,需要對其進行室內處理后方能形成用于解釋的數據,其數據處理質量對勘探結果有著重要的影響。室內地震數據處理首先要把采集到的地震信息數據輸入專用計算機,并調用專門的程序進行處理運算;其次需要把數據進行歸類編排,濾波除去干擾波;最后把經過各種處理的數據進行疊加和偏移,以獲取最終的地震剖面或三維數據體文件。室內地震數據處理流程可以歸納為預處理、常規處理、特殊處理及結果顯示四個步驟。預處理工作包含對數據和資料進行解編、對檢波點位置進行檢查、對振幅進行恢復等工作。常規處理包括三位水平疊加和偏移兩部分。預處理與常規處理緊密相扣,直接決定了三維地震勘探技術的應用效果。因此,數據處理時需加強對軟件數據處理結果與各項影響因素的分析。
3.3地震資料解釋
地震資料解釋是指根據地震信息確定地質構造的形態和空間位置,推測地層的巖性、厚度及層間接觸關系。通過三維地震勘探的地震資料解釋,我們可以將地震信息轉化為地質成果。常規的地震解釋技術主要包括三維可視化技術、振幅屬性分析技術、地震資料疊前及疊后反演技術等。其目的是對勘探地作出儲層預測及描述、異常地質體識別、烴類檢測、地層學解釋、構造解釋等及綜合解釋等,并繪制出地質成果圖件(平面及剖面等)。主要應用包括對工作區域作出含油氣評價、提出鉆探井位置等。
要確保解釋結果真實有效,需要對勘探結果進行復核與審查,對可能引起誤差的錯誤數據或錯誤過程做到及時糾正。
4三維地震勘探技術的應用
三維地震勘探技術能夠大幅度降低礦石能源的勘探成本,提高勘探效率,它已經逐漸從單一的儲層構造形態描述發展到到半定量、定量的預測,具有很大的應用潛力。本文以沁水盆地陽泉礦區石港礦為例對其應用進行介紹,案例地區煤層厚度大且穩定,原始資料信噪比較高,煤層反射波較易成像,但由于地形變化劇烈,且煤層受多期構造運動影響,地震勘探方法面臨的主要問題是如何提高處理精度。
4.1資料的采集
根據研究區的表層和深層地震地質條件,為克服常規的束狀正交觀測系統炮檢距分布的不足,同時為了增加采集方位角的寬度和偏移距的均勻度,采集工作采用中間激發、20次覆蓋、10m×5m面元、8線5炮磚墻式寬方位角觀測系統。三維地震野外采集完成測線42束,炮線42條,檢波線45條,物理點3136個,數據采集質量如圖1所示,具有較高品質的單炮約占62%以上,疊加次數一般均在20次以上,覆蓋較為均勻。
4.2數據處理
疊后處理主要采用常規處理方法,包括初至折射靜校正方法、振幅處理、干擾波去除、DMO 疊加與疊后隨機噪聲衰減以及疊后三維一步法偏移成像等。由于野外數據采集過程中采用的方位觀測系統較為復雜,所以有針對性地選擇了技術成熟的Kirchhoff疊前時間偏移處理方法。圖2是通過已知撓曲構造的Inline330線不同偏移速度和方法的效果對比,其中a為85%速度的偏移數據,b是速度為 3400m/s的偏移數據體,c是疊前偏移數據。
4.3構造解釋成果
本例采用疊前時間偏移處理方法。在疊前時間偏移數據的基礎上對原疊后偏移解釋成果進行了修正。其中,勘探區15號煤層的解釋構造成果對比見圖3,新發現陷落柱12個,斷層5條,修正原解釋斷層4條。
5三維地震勘探技術的發展方向
5.1萬道地震采集技術
利用測線在30000道以上的萬道地震儀和數字檢波器進行特高精度的數據采集。
5.2數據處理和數據存儲技術
為提高處理精度,必須發展海量機群并行處理和存儲技術。同時,發展相關的靜校正處理、疊前時間偏移、疊前深度偏移等處理技術。
5.3高精度精細地震解釋
計算機可視化技術以及解釋軟件的發展增加了室內數據的處理和解釋的方法,工作人員只需要有針對性地進行選擇就可以獲得精細的地震解釋,這大大降低了處理難度。
6結束語
三維地震勘探技術能夠更好的提供科學、可靠、精密的立體式地質成果,必定能為地震地質行業創造更廣闊的發展空間。
關鍵詞:物探測量、測量精度、GPS、衛星遙感照片
Abstract: exploration surveying is a kind of geophysical exploration in the service measure the work mode, according to the specific requirements of the exploration is measured, a feasible physical point, draw physical little a sketch, to provide accurate and reliable physical point measurement results. This paper briefly describes the exploration surveying the role and construction in geophysical exploration surveying the development of technology, shows that the present situation of the application of surveying and mapping industry and the development of new technology and application prospect, and improve the measurement results and the methods and measures of quality.
Keywords: exploration surveying, measurement accuracy, GPS and satellite remote sensing photos
中圖分類號:P228.4文獻標識碼:A 文章編號:
1物探測量的定義
1.1物探測量的概念
所謂物探,就是采用物理的方法,來探明地層的物理特征、構造。物探的方法是根據不同的地質構造特征,布設各種形式的物探測線,這些測線一般設計為直線狀,由相同距離沿直線排列的一系列測點組成。物探又可分為地震勘探、電磁勘探、重力勘探等。目前,在我國物探行業中,地震勘探占據絕對主導的地位,其它幾種勘探僅處于從屬或補充地位。
物探測量就是使用各種測量方法,將這些設計測線測設到實地,為下步勘探提供實地標志及其坐標位置。具體地講,就是根據預先設計的坐標,遵照一定的精度要求,在實地位置做好點位標志,并測定點位標志所在位置的坐標。
在地震勘探中,組成測線的物理點又分為接收點(檢波點)和激發點(炮點、震源),這是根據物理點的不同作用來定義的。在地震勘探過程中,接收點用以設置檢波器,收地震勘探數據,因此有時也稱檢波點;炮點用以埋置炸藥,并進行激發,從而產生震波,通過檢波點上的檢波器接收,再通過采集站傳送到地震儀器進行記錄處理,而源點不是通過炸藥而是通過地震震源儀器進行激發產生地震波的,炮點和震源點都是通過激發產生地震波的位置,所以也稱為激發點。從測量的角度來看,物探測線就是排列成直線的一系列的測點。因此,物探測量的最終目的就是將這些點按照相應的要求,在實地表注出來,并繪制位置草圖(略圖),以利于后期查找,最終提供實際測定的物理點成果,以供地震資料的處理及相關圖件的繪制。
物探測量是服務于地震勘探的一種測量作業模式,是地震勘探的第一道工序,其前提是為地震勘探提供測量服務。物探測量根據地震勘探的具體要求,測設合理可行的物理點位,繪制物理點點位草圖,提供準確可靠的物理點成果。測量人員要根據測區的實際,努力應用先進的測繪手段,從測量成果的準確度、時效性等方面做好測繪工作,更好地服務于地震生產,保障地震生產任務順利完成。
1.2物探測量技術的發展
物探測量,作為一個作業面積大、施工范圍廣、地形條件復雜的特殊測繪,始終保持著先進的測繪理念。在20世紀80年代以前,由于測繪行業的特殊性,物探測量保持經緯儀加測繩進行導線測量的模式。進入20世紀80年代,由于光學測距技術的發展,激光測距儀逐步替代了測繩測距,物探測量精度得到了大幅度提升,物理點的可靠性大大加強。但是,由于常規測量的局限性,測線的控制測量作業一直局限于控制導線的布設,這極大地增加了測量作業的難度,影響了測量作業的進度。在這種作業模式下,測量人員往往于地震隊正式施工之前半個月至一個月進駐工地,進行控制測量工作。有時候,還由于導線閉合差超限(原有國家控制點破壞嚴重,分布稀少,精度不可靠等)而進行多次測量,嚴重制約著物探工作的開展。
隨著衛星定位技術的不斷完善,20世紀90年代初,隨著GPS全球定位技術的發展,大批的GPS定位儀應用于石油物探施工。GPS定位儀不僅取代了先前的子午衛星定位儀,同時以其在控制點加密時的快速、安全、高精度、全天候作業等諸多優勢逐步替代了傳統的控制導線測量模式,直接用于測線測量控制點的布設。
與此同時,全站儀的出現也大大加快了物探測繪技術的發展。它實現了電子測角測距和計算、存儲的一體化、自動化,創造了常規測量作業的新理念。
20世紀90年代中期,差分型GPS定位儀的出現,為物探測量工作帶來了一次技術革命。實時坐標計算存儲使得物理點的測設工作變得輕松自如,方圓10余公里的區域,只只要在中間架設一個參考站,流動站走到哪里,就可以知道哪里的三維坐標。
2GPS技術應用
2.1GPS概念
是全球定位系統(GlobalPositioningSystem)的縮寫,該系統是美國國防部為滿足軍事部門對海上、陸地和空中設施進行高精度導航和定位的要求而建立的。該系統從二十世紀七十年代開始設計、研制,歷經約二十年,于一九九三年全部建成。全球定位系統(GPS)主要由三大部分組成,即空間星座部分、地面監控部分和用戶設備部分。
2.2GPS系統的發展及特點
[關鍵詞]煤田地質;巖石;巖層;地質技術
中圖分類號:P618.11 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)44-0053-01
隨著科學技術的發展,對于煤炭的開發更加廣泛和頻繁,我國屬于煤炭資源大國,但是勘探與開采水平在一定程度上嚴重影響著煤炭資源的開發,甚至造成煤炭資源的大量浪費,所以煤田地質勘探技術在一定程度上嚴重制約著煤炭行業的發展,它是決定著煤炭行業在諸多競爭行業中占據一腳之地的關鍵性因素之一。
一、我國煤炭地質勘探的主要技術
目前,煤炭的開發與勘探對于煤炭資源的有效利用有著重要影響,而煤田地質勘探技術在其中起著不可替代的重要作用,煤田地質勘探技術主要包括以下幾個方面:
1.煤炭遙感技術。煤炭遙感技術是一項空間遙感高新技術,它主要應用在煤田地質和煤炭工業探測方面,這種技術的主要特點是具有實時性、客觀性、整體性等。近年來,一套比較完整的煤炭遙感科學體系在計算機軟硬件不斷發展的前提下逐漸的形成了。煤炭遙感技術主要應用在煤田和煤礦區等自然環境的監測、煤礦區水資源和煤炭資源的調查、中小比例尺填圖和區域地質研究等方面,并且在這些方面上的應用都取得了很好的成就。隨著科學技術的不斷發展,在計算機技術的支持下,建立煤炭地質和煤炭資源調查系統,為煤炭業提供快速的、實時性的、客觀的煤炭資源資料。同時,煤炭遙感技術也會成為煤田地質勘探技術中的一種常用的手段。
2.繩索取芯技術。繩索取芯技術是指在鉆桿不提出的前提下,運用內套管的結構,用繩索將內套管提出,然后把鉆井中采集到內套管的巖芯提取到地面上后再將其取出。在煤田地質勘探過程中,運用此鉆探技術,就可以使工作人員的勞動強度得到大幅度減少,從而提高地質勘探工作的效率和各項經濟技術指標。在我國煤田地質勘探中,運用該技術有著很多年的經驗,而且在將來會得到進一步地推廣與普及,但同時還應該深入研究該技術中的難點問題,使該技術得到不斷地完善。
3.水平鉆探技術。水平鉆探技術,是由受控定向鉆進發展而來。自20世紀80年代以來,發達國家越來越重視沿煤層水平鉆進的方法,并與隨鉆測斜技術互相配合,從而大大提高了煤田地質勘探的效率。近年來,隨著科學技術的提高和研發力度的加大,此種技術迅速發展,不僅能在礦井下沿煤層定向鉆進,還能在地面沿垂直圓弧水平線軌跡進入煤層鉆進,大大簡化了勘探工作量,從而節約了勘探資金。
4.高分辨率的地震勘探技術。高分辨率的地震勘探技術指的是一種通過分析處理由數字來表征高質量的地質信號,從中獲取高分辨率的地震勘探效果的技術方法。高分辨率地震勘探技術主要包括數據的采集、數據處理兩方面的內容。數據的采集強調要采用小藥量、小道距、采樣間隅、小組合基距、合理的井深以及準確的炮點和檢波點;而數據的處理則強調衰減噪聲、子波長度壓縮以及精準的疊加和位移;最后,通過數據處理后獲得的高頻信號,得到小型煤田的構造信息。長期以來,高分辨地震勘探技術在煤田地質勘探中得到了不斷的發展和完善,它不僅大大減少了因地質資料問題帶來的經濟損失,還保證了礦井的質量。因此,這項勘探技術在煤礦業得到了廣泛的推廣和應用。?
5.鉆井參數探測技術。在煤田的鉆探施工中,大多數的鉆井特性都是依賴于技術人員的經驗和感覺來判斷的,鉆井工人主要是根據鉆井的不同狀態采取相應的措施來調整操作流程。該技術中人為主觀性比較大、很難準確地將其控制,進而要想形成一套標準化的操作也是非常困難的。近幾年來,我國煤田勘探單位不斷地加強科技攻關和對外技術合作,目前已經有愈來愈多的煤田地質勘探單位采用了鉆井參數探測系統,因為該技術能夠通過各個傳感儀對各項參數實現實時監控,鉆井工人根據這些參數,就能準確、及時地調整操作方法。?
二、煤田地質勘探技術現狀
1.礦井防水技術有待進一步改進和完善。煤田的水文地質條件十分復雜,再加上不斷地增加采深,在治理淺部礦井水的過程中獲得的一些經驗和技術,一般與深部礦井水動力條件不能相適應,隨著采深的不斷增加,發生突發事故的次數將會增多,且突水量也逐步增多,面臨著底部巖溶水的重大威脅,我們必須不斷完善防水技術,只有這樣才能從根本上改善煤田水害,才能從根本上遏制由于水害造成的人員和經濟損失;而深入研究礦區深部巖溶水形成與運移特征,深部礦井底板巖溶水突出機理,開發突水預測預報技術;開發適應現代機械化開采的采掘區無水險水害防治技術成為煤田防水害的主要趨勢。?
2.開采地質信息無法滿足技術發展。從提高勘探精度來看連續作業是煤炭工業現代化或采掘機械化和自動化的特點。這要求開發前查明所采煤層的細微變化,如煤層厚度、結構和灰分的局部細小變化。煤層及其頂底板巖石物理力學性質的局部變化等。但是,世界各國的煤炭證實儲量及我國的探明儲量均只主要說明煤炭的原地埋藏數量,并未充分甚至沒有提供滿足現代開采技術要求的開采地質信息,為適應現代機械化開采,普遍需要補充勘探。?
3.煤層氣開發技術技術落后。從攻克煤層氣開發技術難關來看近年來許多國家正在把煤層氣作為一種能源進行研究,已有20多個國家開展了煤層氣研究、勘探和開發活動。在煤層氣試驗開發中,目前所遇到的問題是:多數井煤層氣產率低、衰減快,鉆井沖洗液污染煤層,完井后坍塌堵孔,水力壓裂效果不明顯,裂縫短,所占比例低,完井后采氣效果差等。顯然,研究我國煤層滲透率低的原因、滲透率變化規律、煤層氣富集和高產因素、煤層力學穩定性和破壞規律,開發適于我國低滲率煤層的鉆井、完井、采氣和增產實用技術,探索我國煤層氣開發有利區段的評價選擇模式就成為技術攻關的重點。?
三、煤田地質勘探技術發展趨勢
1、開發井下勘探技術,根據國內外資料,落差小于5m、長度小于150m的小斷層及小型褶曲,近期不可能用地面勘探方法查明。因此,國內外普遍認為,應在采區開采前,在井下開展采區勘探或工作面勘探,其方法包括礦井物探和沿煤層鉆進。基于煤層密度比上下圍巖小,煤層是一個明顯的低速槽,國外在70年代末首先采用槽波地震勘探技術在井下探測煤層構造。近年來,探地雷達技術發展迅速。最近南非開發出一種Rock雷達系統,能定量研究巖體,準確確定斷裂帶深度、巷道周圍裂隙帶特征。顯然,煤礦井下物探技術將大有作為,是一重要發展方向。
2、發展水平鉆進技術,20世紀80年代以來,技術先進的采煤國家愈來愈重視采用水平鉆進方法沿煤層鉆進,并采用與之相配合的隨鉆測斜技術。水平鉆進技術是由受控定向鉆進發展而來的。近年來,這種鉆進技術發展迅速,不僅能在井下沿煤層鉆進,還能在地面沿垂直一圓弧一水平線軌跡進入煤層鉆進。地面水平鉆進,在煤炭部門是80年代后期才從石油部門引進的。?
3、加強綜合勘探,據有關材料說明,英國煤礦區盡管用三維地震勘探曾解釋出小至煤厚落差的斷層。但英國深部煤礦公司仍然重視鉆孔研究。近年來,他們在已經評價的賦存經濟可采儲量的井田,按400D500m網度布無心孔,用組合測井方法勘探。他們開發了一種巖層顯微掃描儀,通過人機聯作能解釋幾十厘米落差的斷層、裂隙、沉積和構造特征,以及應力方向。借助專用軟件,用組合測井可確定出巖石類型、巖石強度、孔隙度或滲透率、傾角、孔徑、分析水和烴等。
參考文獻
[1] 孫平.煤田地質與勘探.煤炭工業出版社IJl.1996.1.
[2] 牟永光地震勘探資料數字處理方法Ⅲ石油工業出版社.1980.
關鍵詞:煤田;地質與勘查;新技術新方法
中圖分類號:P641文獻標識碼: A
一、煤田地質勘探的現狀
(一)煤田水文地質復雜,礦井防水技術有待進一步改進和完善
煤田的水文地質條件十分復雜,再加上不斷地增加采深,在治理淺部礦井水的過程中獲得的一些經驗和技術,一般與深部礦井水動力條件不能相適應,隨著采深的不斷增加,發生突發事故的次數將會增多,且突水量也逐步增多,面臨著底部巖溶水的重大威脅,我們必須不斷完善防水技術,只有這樣才能從根本上改善煤田水害,才能從根本上遏制由于水害造成的人員和經濟損失;而深入研究礦區深部巖溶水形成與運移特征,深部礦井底板巖溶水突出機理,開發突水預測預報技術;開發適應現代機械化開采的采掘區無水險水害防治技術成為煤田防水害的主要趨勢。
(二)煤田地質勘探使環境遭到破壞
目前,隨著煤炭需求量的日益增長,煤炭開采也越來越多。在煤炭的開采過程中,地質可能因煤炭的開采而遭到破壞,從而引發一系列的環境問題。例如,嚴重的水土流失、日益加重的水污染問題、土地沙土化和荒漠化等,這些具有一定破壞性的地質災害,時刻都有可能對人們的生活和生命財產造成一定的威脅,因此,在煤田地質勘探的持續發展過程中,環境保護問題是一項十分重要的任務。
(三)災害性地質現象嚴重
在煤田地質勘探中,經常會出現各種迫害程度不同的井下地質災害,包括:沖擊低壓、巖煤突出、井筒破裂、瓦斯突出、突水等,礦井在開采過程中發生如瓦斯爆炸、冒頂、透水等井底災害的事故也是時有發生。這是煤田巖層中常見的動力地質現象,且都與巖體應力場緊密聯系。引發這些現象的主要原因是:在采掘完巖煤之后,原有自然條件下各種地質因素之間的平衡受到了嚴重的破壞,進而引起巖體應力重新分配,這就進一步造成了這些災害性地質現象的頻繁發生。通過對這些地質現象的運動機理進行深入地研究,提前測定出采掘階段巖體應力隨時空的動態變化情況,就可以預測這些地質現象是否將發生,以便及時地采取預防措
二、煤田地質勘查的重要性
煤田地質勘查在國民經濟發展中有著重要的作用。表現在以下幾個方面:
(一)能源結構發展的需要
我國的能源主要是以煤炭為主,其在我國的一次性能源結構中占到76%以上。根據有關數據的表明,到21世紀中期,在我國能源結構中煤炭仍占50%。因為煤炭在能源結構中的重要地位,這就要求煤炭工業穩定以及高效和安全的發展。煤炭工業的發展就需要煤田地質工作者來完成。所以,煤炭工業發展的前提和保障就是煤田地質勘查。
(二)煤炭儲量的需求
當前煤炭的需求量缺口非常大,為了能夠確保煤炭工業的持續發展,這就要求地質工作者要做好普查找礦和基礎地質工作,提供可供煤炭開采的儲量,保證國民經濟的快速和穩定增長。
(三)安全生產的保障
隨著科學經濟不斷向前發展,煤炭開采由粗放型開采逐漸的過渡到精細化開采。所以,這就要求煤田地質工作者通過勘查技術和設備為其提供科學有效的一手資料,從而確保礦井安全生產的需要。
三、煤田勘查新技術新方法
(一)遙感技術
煤炭遙感技術是一項空間遙感高新技術,它主要應用在煤田地質和煤炭工業探測方面,這種技術的主要特點是具有實時性、客觀性、整體性等。近年來,一套比較完整的煤炭遙感科學體系在計算機軟硬件不斷發展的前提下逐漸的形成了。煤炭遙感技術主要應用在煤田和煤礦區等自然環境的監測、煤礦區水資源和煤炭資源的調查、中小比例尺填圖和區域地質研究等方面,并且在這些方面上的應用都取得了很好的成就。隨著科學技術的不斷發展,在計算機技術的支持下,建立煤炭地質和煤炭資源調查系統,為煤炭業提供快速的、實時性的、客觀的煤炭資源資料。同時,煤炭遙感技術也會成為煤田地質勘探技術中的一種常用的手段。
(二)三維高分辨率地震勘查技術
三維高分辨率地震勘查技術是一項專門勘查煤田地質的地球物理勘查技術,因此做好地震的勘查工作特別重要。在開發煤田之前利用地面地震勘查手段, 對斷層發育規律和采區構造形態進行查明,以此對含水層富水性來進行分析,同時提出水害防治措施,為采區設計提供可靠的地質資料。
(三)高分辨率的地震勘探技術
高分辨率的地震勘探技術指的是一種通過分析處理由數字來表征高質量的地質信號,從中獲取高分辨率的地震勘探效果的技術方法。高分辨率地震勘探技術主要包括數據的采集、數據處理兩方面的內容。數據的采集強調要采用小藥量、小道距、采樣間隅、小組合基距、合理的井深以及準確的炮點和檢波點;而數據的處理則強調衰減噪聲、子波長度壓縮以及精準的疊加和位移;最后,通過數據處理后獲得的高頻信號,得到小型煤田的構造信息。長期以來,高分辨地震勘探技術在煤田地質勘探中得到了不斷的發展和完善,它不僅大大減少了因地質資料問題帶來的經濟損失,還保證了礦井的質量。因此,這項勘探技術在煤礦業得到了廣泛的推廣和應用。
(四)綜合勘探方法
由于大部分情況下勘探區地地形地質條件和物理性質等復雜,一種簡單的勘探技術很難使勘測結果達到十分精確的水準。因此,根據煤礦區的地形地質條件、構造復雜程度等,可以合理選取多種勘探手段,統籌各項勘查工程布置,將得出的各種地質信息進行綜合分析,從而提高地質報告的質量。也就是將鉆探技術、物探技術、遙感技術以及測井等技術手段相結合,在勘探區內,運用得出的重磁資料推定煤系的分布范圍;用高分辨率數字地震控制斷層、褶皺和其他異常體的發育;用鉆探結合測井方法驗證地震勘探結果,并重點控制煤層的變化。
煤田地質勘探技術手段多種多樣,每一種勘探方法都有自己的作用和使用條件,應結合工作實踐的具體情況選取適當的方法進行運用,以提高煤田地質勘探的工作效率。
四、煤田地質勘查技術發展趨勢
想要獲得煤田地質情況和特征的技術手段無可厚非的就是地質勘查技術的應用了,它能讓人們掌握煤田地質的一手資料以供其分析和做好開發的前期準備??辈榧夹g的提高和創新無疑就是勘查方法和勘查儀器的改造和創新??辈閮x器要向著計算機實時控制、高靈敏度、高分辨率、高精確度、數據分析和三維圖形顯示、自動化等方面不斷的發展;包括整個勘查系統, 計算機和信息技術在地質勘查的各個專業、各個作業單元的普及與應用; 以及同時發展的還有向多參數測量、多方法組合發展、多維化的勘查方法。這些變化都使得我們應當更加關注煤田地質勘查技術的發展趨勢。
結語
總而言之,隨著我國經濟的不斷發展以及煤炭需求量的不斷增加,煤田開發的速度也會越來越快。所以,積極地開展煤田地質勘探技術的理論和方法的研究,加強煤田地質勘探技術的完善和不斷進步,充分重視環境保護工作,維持生態平衡,從而減少地質災害的發生頻率。也只有這樣,才能夠更好地促進煤田地質勘探技術的發展,更好地進行煤炭資源的開發與應用,從而促進我國國民經濟的快速發展。
參考文獻
[1]王在武.淺談煤田地質與勘查新技術新方法[J].科技創業家,2013,13:93.