[发明专利]可用于金属矿物和/或金刚石矿床的勘探、矿井设计、评估和/或开采的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可用于对地下岩层中的金属矿物和/或金刚石矿床进行勘探、矿井设计、评估和/或开采的技术，尤其涉及一种为此目的使用地震勘测的技术。

背景技术

地震勘探已用于油气矿藏的探究和开发。勘测在陆地和水中进行，并涉及勘测地下岩层的地质构造。该勘测通过利用至少一个地震传感器记录至少一个震源（例如，声波/音波）来完成。震源无需人为形成或位于准确已知的位置。天然的或（有可能）诱发地震事件可用作被动震源。从震源到传感器的地震波形式的弹性能量的通路受到地质构造的影响。因此，传感器处接收到的信息包含对从震源到传感器能量的通路上的地震波造成影响的地质构造的信息。例如，地质构造可反射地震波。对传感器接收到的数据进行调整及处理，以产生连同有关震源以及震源和传感器位置的信息的地震数据。可对地震数据进行分析，以确定油气矿藏的存在的可能性及其位置。

用于分析地震数据的技术为波场层析成像（wavefield tomography）（有时称为波形层析成像、波场反演或波形反演）。

对于采矿应用，特别是开采除了油气矿藏之外的矿物（例如，非含碳类矿物，和/或金属和/或金刚石矿床，和/或除石油和/或除煤炭和/或除煤层气之外的矿物），后担保（post-recognisance）高分辨率的勘探和评估通常受限于钻孔和对所开采的岩心的分析。这在某种程度上是因为所感兴趣的地点更易接近的性质，其通常位于陆地上（而并非位于海底）且矿床必须不能太深，否则会妨碍开采，且因为需要有关不同矿床的较高分辨率的信息，还因为需要评估有待开采的矿石级别。针对这些任务，尚未研究过三维全波场地震层析成像。

发明内容

本发明提供了一种可用于地下岩层中的金属矿物和/或金刚石矿床的勘探、矿井设计、评估和/或开采的方法，包括：

提供从所述地下岩层的地震勘测中获取的三维地震数据；

提供所述地下岩层的初始模型；

使用所述初始模型和所述地震数据，至少部分地根据三维的所述地下岩层的至少一个特性执行波场层析成像，以产生更新后的模型；以及

从所述更新后的模型中确定所述地下岩层的所述至少一个特性的估计。

使用3D全波场地震层析成像技术的优点在于，可在三维中以高于实际中可能仅通过钻孔和2D地震探测法以及其它地球物理方法的分辨率对矿床位置以及矿床、邻近的上覆岩石单元和下伏岩石单元的物理特性进行估计。此外，使用本发明还使得对地下岩层的至少一个特性的估计比钻孔勘测的成本更少。这是因为产生地震数据相比于产生多个钻孔大大降低了成本。

此外，本发明可附加地钻孔。仅需要钻较少的孔，和/或本发明的技术提供无法由钻孔和地核中确定的有关物理特性的更多信息。

本发明的技术可比钻孔更快地创建地下岩层结构的模型。

本发明的技术可比钻孔更易重复—例如，在开采矿井中，监控地下岩层中的变化。

本发明的技术通常比钻孔更微创，且比钻孔具有更小的影响环境的区域。

此外，本发明的技术可在物理访问、环境、安全、法律或其它问题限制物理钻孔的情况下使用。

此外，本发明的技术可在钻孔由于开采如有毒和/或放射性矿床等材料而造成的特定环境危害的情况下使用。

此外，本发明的技术可在钻孔可能损害地下水系统（例如，通过改变地下水流量/压力和/或改变化学过程/对地下水造成毒害）的情况下使用。

执行波场层析成像来估计三维地下岩层的至少一个特性。这可根据所感兴趣的特性对初始模型进行优化，从而可比在初始模型中更准确地估计该特性。

在一个方面，提供了一种收集地震数据的方法，包括使用多个接收器来记录由用于分块崩落开采法中构建分块崩落矿井的爆炸所造成的地震波。由于用作震源的爆炸具有构建矿井、开凿矿床以及产生地震数据的双重功能，因此这种收集地震数据的方法非常有效。优选地，通过使用波场层析成像中的地震数据和初始模型来产生更新后的模型，以及从所述更新后的模型中确定对所述地下岩层的至少一个特性的估计，将地震数据应用于地下岩层的金属矿物和/或金刚石矿床的勘探、矿井设计、评估和/或开采的方法中。

在一个方面，提供了执行该方法的计算装置和执行该方法的计算机程序。

附图说明

可通过参照以下描述及附图对本发明进行理解，其中，相似的附图标记指示相似的元素，且其中：

图1在剖面图中示意性描述了如何在地下岩层进行地震勘测；