大倾角煤层时深转换精度分析及改进方法

平均速度法是煤田地震勘探中应用最广泛的时深转换方法,但对于大倾角煤层来说,其平均速度横向变化快,插值精度差异大,无法有效保障煤矿智能化开采。通过分析大倾角倾斜煤层模型和实际三维采区,讨论多种平均速度插值方法的精度,并提出相应改进方法。正演模型计算结果表明,克里金法和多项式法直接插值时,生成的煤层底板高程精度受插值点位置影响巨大,无法达到大倾角煤层时深转换精度要求。为此,以叠加速度计算的平均速度为参考,综合多项式、克里金和支持向量机等方法,提出适合大倾角煤层时深转换的改进插值方法。将相关方法应用到二维模型数据和三维实例采区,发现改进方法插值生成的平均速度精度明显提高,插值误差远小于行业标准要求,适合大范围推广应用。      

煤炭三维地震勘探时深转换误差分析及对策

煤炭三维地震勘探对煤层作时深转换时常用的方法是：首先利用钻孔处的目的层铅垂深度除以钻孔处目的层的反射时间值的一半，算出各个钻孔处煤层的大平均速度，然后利用内插法绘制测区速度分布平面图。之后，把速度平面上各点的速度乘以时间平面图上反射时间的一半，得出深度平面图。该时深转换易产生误差，有些情况其误差甚至超过了规范要求。针对测区的实际情况，列举了在二层速度情况下用大平均速度作时深转换时误差分析的一些例子，并提出了如何消除误差的对策。     

一种由叠加速度转换为平均速度的方法

根据地震勘探原理,以二层楔型模型和近似叠加速度求值公式为基础,提出了一种由速度谱求取平均速度或层速度的具体方法,并以二层楔形及五层楔形模型为例,计算其层速度、平均速度与正常时差速度的误差,结果表明其误差较小,完全可以满足地震资料解释的要求。通过实际应用以及与钻孔标定的平均速度的对比验证,表明该方法对于煤田地震勘探是适用的,特别是该方法可以直接求出沿界面法线方向的平均速度,提高时深转换的精度。     

复杂沉积区地震剖面时深转换的多公式拟合方案及应用

沉积地层"速度—深度"线性模型仅考虑了沉积物压实作用,无法适应沉积地层厚度达到一定程度时,或者其他构造因素起作用时,速度随深度的增长率减小的情况。因此,笔者比较了指数公式、幂函数和二次多项式的数学性质,并应用于地震剖面速度谱"时间—层速度"关系的拟合,以拟合优度大小为依据,在不同区域采用二次多项式和幂函数分别拟合,称为地震剖面沉积地层多公式拟合时深转换方案。该方案可应对各种构造环境中沉积地层的时深转换工作,可适用范围较广。     

回采工作面煤层动态标定预测技术应用研究

智能开采对于地质条件的不适应问题非常突出,特别是对煤层起伏和厚度的绝对精度提出了更高的要求。三维地震勘探横向分辨率高,能够对煤层起伏进行控制,但在地震解释时,煤层底板高程受时深转换计算影响,存在一定的误差。针对这一问题,以工作面三维地震数据和采掘过程中探煤厚数据为基础,通过不断更新速度场提高煤层底板时深转换绝对精度;同时利用迭代插值算法,不断更新工作面煤层厚度;通过对计算得到的数据进行误差统计和分析。在TJH304回采工作面进行试验,利用工作面巷道和切眼探煤厚数据并结合三维地震资料动态解释后,工作面推采前方煤层底板高程值和厚度值绝对误差变小;特别是距离当前采煤面30 m以内的4个验证点煤层底板高程值误差范围为0.37~0.58 m,煤层厚度值误差为0.32~0.44 m。结果表明,三维地震动态解释技术可最大化将三维地震和井下生产数据有效结合,不断提高煤层空间精度,为智能开采提供预想煤层模型。      

构造成图时深转换方法

绝大多数地震资料构造解释是在时间域完成的,而地质人员使用的资料为深度域资料,因此时深转换必不可少。时深转换有多种方法,不同方法的应用范围不同,复杂程度各异。本文对各类时深转换方法流程进行了详细叙述,并对常用时深转换方法适用的地质条件进行了阐述。通过对实际油田时深转换方法的运用发现,时深拟合法对浅层速度横向变化较小的地层进行时深转换所得构造相对误差小于2‰,表明时深拟合法对该类地层时深转换精度高;对于有速度异常地层、速度横向变化较大地层时深转换时,选择合适的方法也能有效提高构造成果准确度。描述了各类时深转换方法的优缺点,由于地震资料本身分辨率及速度精度的限制,根据不同的地质情况,选择合适的时深转换方法,才能提高构造成果的精度,减少地质认识风险。     

南沙海域曾母盆地西部地震速度分析和应用

本文在曾母盆地区域地质背景的基础上,描述了调查区的速度解释流程和计算公式,编制出该区主要地层平均速度、层速度以及砂岩百分含量平面图;通过对各层速度平面图的分析,了解该区速度的横向和纵向变化规律,利用速度资料,提供时深转换速度公式,并对该区的岩性进行了分析。     

韩城WL1井组煤层气地质特征

韩城矿区为我国煤层气勘查的重要区块,WL1井组位于象山煤矿西侧,区内煤层厚度大、发育稳定。根据WL1井组获得的煤储层参数可知,该区的煤层煤化程度R0为1.85%～2.05%,煤储层压力2.39～2.65MPa,渗透率为0.22～3.50mD,3号、5号、11号煤层含气量分别为8.38、8.46和6.63m3/t。区内构造简单,含煤地层富水性弱-中等。综合区内地质条件分析认为,韩城WL1井组是具有煤层气开发、生产潜力的区块之一。     

地质储量计算区块面积确定方法研究

根据地质储量计算区块边界特征来计算含油面积,其核心技术是充分利用现有的石油勘探、开发数据库资料,根据储量计算区块边界各顶点坐标,由计算机来计算储量计算区块的面积。该方法解决了用求积仪等常规方法求取面积时所存在的精度偏低、操作繁琐、工作量大等缺点,用这种方法在面积确定过程中自动化程度高,具有方便、灵活、实用的特点。目前此方法已在生产中进行了推广应用。     

云南恩洪煤层气区块单井多煤层合采方式探讨

云南恩洪区块属于多薄煤层发育区,煤层气资源丰富,但勘探开发程度较低。以恩洪区块煤层气井资料为基础,分析了前期单井产气量低的原因,探讨了多煤层合采的必要性及开发层系划分方式和单井开发潜力,进而结合流体可动性和国外煤层气开发经验,提出适合恩洪区块的煤层气开发方式。研究表明:恩洪区块单煤层资源丰度较低,前期煤层气井动用的资源不足是产气量低的重要原因;恩洪区块单井多煤层合采动用储量多,单井合采尽可能多的厚度大于0.5 m的原生-碎裂结构煤层是提高单井产气量的有效方式;恩洪区块煤层气吸附时间短,扩散能力强,但受地应力强度大、非均质性强和煤体结构复杂影响,渗透率较低且空间变化剧烈;分段压裂适合恩洪区块多薄煤层和弱含水的煤系地层特点,多煤层合采可依据煤层垂向上分布特点合理划分开发层系进行分段压裂合层排采,进行排水阶段缓降液面-见套压后憋压-稳产期稳压,之后缓慢降压的排采措施,最后形成各组整体降压提高产量。      

地震勘探在地层倾角较大地区的应用初探

在地层倾角较大地区,尤其是通过钻孔见煤深度推断的地层倾角变化较大地区,钻孔之间的地层及构造变化情况,若仅依靠钻孔资料,可能会得出与事实相反的结论。大倾角地层地区的地震勘探,须解决的地质问题主要有：受构造运动影响,煤系地层被风化剥蚀后,与新生界呈不不整合接触关系的煤层露头点：背斜轴部发育的褶曲、断层以及煤层赋存形态的变化;受大断层的牵引作用,其附近地层倾角变化及小断层的发育情况。在地震资料处理时,对干涉波应采用炮炮计算切除量及去线性干扰模块进行切除：并认为偏移处理中的层速度,做沿层平滑较均方根速度平滑更加合理。在进行解释时,应注意分辨不同的波形特征及断点识别标志。实例表明：地震勘探可以准确地控制单斜地层因断层导致的背斜构造及地层倾角变化情况。     

VSP测井在大型陆相沉积煤田勘探中应用效果

在我国煤炭资源中,中生代陆相煤田所蕴藏的煤炭资源占有重要地位,尤其是早—中侏罗纪陆相煤田,已探明煤炭资源总量占我国探明煤炭资源总量的63%,煤田规模大都为大—超大型,煤质优良。该类煤田沉积环境复杂,具有煤层层数多、厚度变化大、煤层稳定性和连续性差、合并及分叉点多,勘探难度较大。为此,在鄂尔多斯市东胜区西部勘探项目中采用了包括钻探、二维地震、综合测井、VSP测井、地质与水文工程地质填图等在内的综合勘探手段,取得了良好的地质效果,其中VSP测井在该勘探区的应用,不但准确提取了二维地震资料的时～深关系,提高了时—深转换精度,而且使声波测井资料得到了有效校正,地震带井约束波阻抗反演技术处理更合理,解释结果更可靠。综合利用VSP和声波测井资料进行交互速度分析,提高了地震资料对目的层的解释精度,为大型陆相沉积煤田的岩煤层对比解释提供了丰富的地质信息。     

掘进工作面前方煤层底板高程动态预测的试验研究

快速掘进急需构建掘进前方高精度二维地质模型。以沁水煤田某矿区XY-S工作面为例,基于三维地震解释成果,利用巷道掘进过程中煤层底板高程实测信息,动态刷新三维地震平均速度场,更新掘进前方煤层底板高程,最后对掘进前方预测的精度进行统计分析。结果表明:通过不断利用掘进实测煤层底板高程,刷新平均速度场,更新掘进前方煤层底板地质剖面,掘进前方煤层底板剖面与实际揭露剖面之间误差逐渐越小,实测点前方25 m和50 m范围的煤层底板高程最小绝对误差可达0.2 m和0.45 m。若实测点数据密度大、分布均匀,预测精度将会进一步得到提高,可为快速掘进提供高精度煤层底板导航数据。      

地震波法在煤层赋存条件解释中的应用

新疆含煤岩系大多沉积在中新生代拗陷型、断拗型及断陷型盆地中,煤层的赋存条件比较复杂,虽单层煤厚度可达100多m,但煤层沉积厚度在区域上变化较大,煤层煤组的尖灭、合并现象时有发生,使得新疆煤田煤组标定、归并工作变得非常复杂。根据新疆煤田地质特点和地震勘探中遇到的问题,结合实例探讨利用钻孔、单炮记录和折射波速度等资料确定煤层赋存情况的方法。利用折射波速度资料编制了新疆煤田勘查区地震波速度平面图,在钻孔验证的基础上,提出了在新疆哈密煤田依据其速度判断煤层赋存状态的辅助方法:①速度4 000～5800m/s的区域,其高速界面深度较浅,属无煤层赋存区;②速度3 000～4 000m/s,高速界面不明显,存在煤层赋存的可能性;③速度低于3 000m/s,其新近系、古近系及侏罗地层较厚、有煤层赋存的可能性,但煤层埋藏深度较深。     

VSP初至逐层递推层速度反演研究及应用

利用VSP资料准确获取地层速度,对地震数据时深转换和偏移成像具有重要的作用。受激发接收条件变化、近源动态干扰和初至拾取误差等因素,VSP资料初至时间往往含有一定程度的随机干扰。笔者研究了当VSP资料初至时间存在随机噪声干扰和仅有深部接收数据的情况下,不同井源距VSP资料逐层递推反演层速度的误差特性。研究表明:①井源距越大,其对应资料初至反演速度误差越小;②当仅有深部资料时,井源距越小,其资料反演结果与实际地层速度更接近。为此,提出初至时间平滑后再反演,多井源距反演结果求平均的方法,从而提高层速度反演精度。利用该研究结论,在某海上Walkaway-VSP资料处理中,取得了较好的效果。     

地震资料连片解释方法研究新疆准东煤田局部区域地质规律

新疆准东煤田面积大,聚煤环境复杂。因该区勘探时间、队伍和目的的差异,呈现出勘探区块划分零乱、勘探程度与区块测量分带精度不一的局面,致使相邻区块接壤处存在明显解释误差。为了准确掌握煤层的赋存规律,为煤炭开采提供可靠的地质依据,对准东煤田9个勘探区计2 127km2的地震资料进行了连片解释。通过对各勘探区的地震、钻探、测量等资料进行收集、整合,以及坐标转换、波型统一、时差校正等处理,消除了区块边界效应,准确地控制了研究区域内西山窑组煤系地层底板的构造形态。     

深部地层时深转换中的拟合式选择问题

对珠江口盆地白云凹陷多口探井的数据分别用多项式和幂函数进行了时深关系拟合, 并对结果进行了分析讨论.对于深度大于钻井控制范围的地层和地壳的时深转换, 常用的三次多项式时深关系式只有三次项系数为负和二次项系数为正时才可用, 但在深部必然产生速度倒转的问题, 因此在理论上就不适用于深部; 二次多项式时深关系式虽然不会导致速度倒转, 但其速度向下匀速增大, 也不符合速度向下减速增大的规律, 常常导致深部速度超高.乘幂在1和2之间的幂函数拟合式D=atb+c有可能同时近似浅部和深部的时深关系, 是相对最优的关系式, 但也不是对每口井都能拟合出可用于全区和全部深度的时深关系.分区和分深度进行幂函数拟合是最理想的办法.针对区域性的时深转换, 可以分区对多口井进行幂函数拟合, 从中择优选用.