陡倾角单斜地层地震勘探观测系统设计及其应用

我国西部地区煤层倾角大于30°的煤炭资源相当可观。为了提高陡倾角煤田地震勘探采集资料品质,通过研究分析倾斜地层地震反射波时距曲线特征,建立陡倾角单斜地质模型并进行3种不同观测系统(中点放炮、下倾方向放炮上倾方向接收和上倾方向放炮下倾方向接收)设计,同时采用射线追踪方法进行地震波场正演模拟。通过对比分析3种不同观测系统对应地震波场和叠加时间剖面特征,总结出适合陡倾角单斜地层地震勘探观测系统设计方法。将适合陡倾斜地层的地震勘探观测系统设计方法应用到实际地震勘探资料采集工作中,取得了较为理想的地震资料。

叠前时间偏移技术在潞安矿区的应用

潞安某矿区构造较复杂,地层倾角大,以往开展的叠后时间偏移成像精度低且空间位置不够准确,为此对该区进行了三维叠前时间偏移处理。根据Krchhoff积分法叠前时间偏移处理原理,对该区叠前数据进行净化、振幅补偿、静校正等准备工作,并对其处理过程进行细化,以求得准确的偏移速度场。通过该区叠前时间偏移和叠后时间偏移的应用效果对比,可以看出,叠前时间偏移处理能较好地反映深层复杂构造及大倾角地层情况,其叠前时间偏移剖面中下组15#煤的同相轴连续性明显变好,断陷点更清晰,断层及断点空间位置更趋合理。结合本次实践经验,指出该项技术在实际应用中应注意其适用范围、处理流程及速度建模等问题。

面向砂体的地震采集面元与偏移成像关系研究

厘清地震采集面元与偏移成像的关系,有助于获得高分辨率地震,对岩性圈闭评价及油藏开发具有重要意义。根据南海珠江口盆地HZ油田已钻井数据,结合砂体的叠置关系及尖灭点刻画、地层分辨力和陡倾角地层研究等,设计了4组不同尺度与产状的砂体模型,应用弹性波动方程实现纵波道集正演,模拟不同面元采集的成像结果,深入讨论采集面元对偏移成像的影响。结果表明,小面元采集能避免空间假频干扰,保护绕射弧的陡倾角高频信息,降低反假频算子对砂体边界、陡倾角地层能量归位的影响。对HZ油田K22砂体进行了实际二次高密度地震资料采集(采集面元为6.25 m×12.5 m),在此基础上完成储层预测、井位部署等,评价井成功钻遇16 m厚油层,证实了小面元采集能为高陡构造评价及岩性油气藏的勘探开发提供资料保障。

陡倾岩层中公路隧道变形影响分析

在陡倾岩层中存在的主要工程问题为陡倾地质构造带来的围岩大变形,其对地下工程设计和施工带来了巨大不便。基于重庆某高速公路隧道工程,主要对陡倾岩层中隧道变形影响进行研究,详细分析了地层倾角、岩层厚度、岩性和界面参数等因素对隧道变形的影响,并得出了相关结论。

绳索取心定向钻井工艺在陡倾角岩层中的应用

贵州威宁阳关寨勘查区位于格目底向斜南西翼的西段,主要含煤地层为宣威组。勘查区西南部岩层较陡,倾角60°以上,特别是ZK102、ZK202、ZK302钻孔岩层倾角超过80°。如按常规垂直井设计,钻孔深度超过1400m,施工难度大。在分析勘查区绳索取心直井钻进困难和定向钻进优点基础上,对小口径绳索取心定向钻进技术可行性进行分析后认为:如把钻孔轨迹的曲率控制在10°/100m以内、增大曲率半径减小最大井斜、配备适合的定向仪器、增购高强度钻具,将定向钻井技术与绳索取心工艺相结合的方案是可行的。并以ZK202为例,介绍了定向孔井身轨迹的设计、钻进技术参数的选择、冲洗液的要求、造斜段措施等。钻探实践表明,采用绳索取心定向钻进技术在该区共施工3个钻孔,与原直井设计比较,减少钻探工程量2000余米,节约勘探成本约150万元,同时缩短工期约3个月,且控制目标煤层精确,完全达到地质设计目的。通过本次施工,为类似地层钻进积累了丰富的实践经验。

陡倾结构金属矿山岩层移动和地表变形的离散元模拟研究

以金山店铁矿东区为例,采用离散元软件UDEC,结合地表监测成果,从岩体破坏、岩层移动、地表变形3个方面开展陡倾地质结构下金属矿山岩层移动和地表变形机理研究。研究结果表明:随着采矿的推进,回采区顶部垮塌和张拉破坏贯通区范围不断扩大,岩体塑性变形破坏逐步加剧;地表沉降位移和水平位移随着各分段向下开挖而不断增加,在-680 m开采水平下,地表沉降位移最大值约72.6 m,水平位移最大值约29.9 m;由于陡倾结构面的存在,上盘的变形破坏范围明显大于下盘,上盘岩层移动表现出倾倒特征,下盘岩层移动表现出剪切-滑移特征;在采矿初期,移动角和陷落角较大,随着采矿的进行,角度不断减小,开采至-382 m水平后趋于稳定;实测地表变形特征和变化趋势与数值模拟结果基本相符。研究结果可为其他具有陡倾结构的金属矿山开采提供借鉴。