地震相分析技术在煤田地震勘探中的应用

地震相分析技术日渐成为煤田岩性地震勘探的一门新技术。阐述了基于波形分类的地震相分析方法,通过人工神经网络地震相检测技术对不同的波形进行分类,达到区分不同目标体的目的。以圈定火成岩发育范围、预测煤层冲刷变薄带和识别断层、陷落柱等地质异常体为例,讨论了地震相分析技术在煤田岩性地震勘探方面的效果。      

利用地震相分析方法圈定煤层变焦区

三维地震数据体中,地震波形的总体变化源于地质体构造、岩性的综合反映,因此地震波形的总体变化是一个很重要的地震属性。然而,传统的岩性解释手段(例如波阻抗反演和地震属性技术等)忽略了地震波形的整体变化及其分布规律。利用地震波形的变化来建立地震相,在一定程度上能够弥补这一缺陷。利用地震波形划分地震相就是通过神经网络分析将地震信号按照波形进行分类,不同的类反映不同的岩性地质体。基于波形划分地震相原理,介绍了利用Stratimagic地震地层解释系统进行地震相划分的一般流程和关键参数的设置,并以淄博矿业集团葛亭煤矿某采区为例,对其3煤层变焦区进行了圈定。     

煤田三维地震采集处理解释一体化技术的应用研究

结合煤田地震勘探特点,以沁水煤田某大型矿井为例,研究地震采集、处理和解释一体化技术思路及实现方法,结果表明：基于时间连续、空间高密度的宽方位规则化数据采集是实现真正三维空间处理的基础;以弯曲射线叠前时间偏移为重点的资料处理技术,是一体化思路的核心,也是确保成果资料具有较高信噪比、分辨率和保真度的关键;在岩性和构造综合解释方面,充分利用相干滤波、谱分解、倾角探测等多地震属性解释特征,可以突出采区构造和微弱岩性异常的细节,从而提高地质成果精度。     

波阻抗反演在东胜煤田勘探中的应用

东胜煤田为陆相沉积煤田,具有含煤层数多、厚度不均、层间距不稳定等特点,勘探区内地震反射波追踪对比存在多解性,严重影响了煤层的追踪对比。为破解该难题,对东胜煤田地震勘探资料进行了以模型为基础的多井约束岩性宽带反演,即:利用该勘探区的地震数据资料、对煤层反射波解释层位、断层数据,结合测井数据、岩性柱状数据及其它地质资料,进行多井约束下的二维叠后反演,对所得到的反演数据体再依据反演原理,结合已知测井数据进行地震属性反演,最终得到能够反映岩性变化的波阻抗数据。对波阻抗反演数据进行煤层追踪对比解释,准确圈定出区内煤层的赋存范围,并合理解释了煤层分叉、合并、尖灭及厚度变化等地质现象,取得了较为可靠的地质成果。     

地震相分析及其在石油勘探中的应用

地震相分析是根据地震资料解释环境背景和岩相,其目的是进行区域地层解释,确定沉积体系、岩相特征和解释沉积发育史,最后预测有利生油区和储集相带。针对传统地震相分析中一些信号分析理论存在的不足,文章介绍了6种新的地震相分析方法及其在石油勘探中的应用实例。     

煤田高密度三维地震勘探技术的发展现状及趋势

传统煤矿采区三维地震勘探对复杂构造、下组煤层和灰岩探测的精度不高,很难满足煤矿安全高效开采对地质条件透明化、精准化探测的需求,煤田高密度三维地震勘探技术应运而生。中国煤田高密度三维地震勘探技术的发展历程可分为3个阶段：2005—2007年,探索与试验阶段;2008年—2014年：试验与示范阶段;2015年至今,推广与应用阶段。经过近20年的发展,煤田高密度三维地震勘探技术显著提高了复杂地质构造的探测精度,在解决特殊地质问题上也有了长足的进步。结合煤田高密度三维地震勘探技术相关研究成果与勘探实例,对煤田高密度三维地震勘探数据采集、处理和解释等环节技术的现状进行了综述。面向煤矿安全高效生产对小、微构造解译和岩性精准识别的迫切需求,提出地震观测系统的优化技术、连片处理技术、叠前深度偏移处理技术、OVT域的资料处理和解释技术、深度域地震资料解释技术、人工智能处理解释技术等,将是煤田高密度三维地震勘探技术发展的重点和热点方向。     

从1D到4D:煤田地震勘探的技术进步及启示

作为煤矿安全高效地质保障系统的核心技术之一,我国煤田地震勘探技术已经形成了从一维地震(1D)、二维地震(2D)到三维地震(3D)的技术系列,实现了从资源勘探向采区勘探、从构造勘探向岩性勘探的技术进步,而四维地震(4D)将进一步实现地震勘探从静态探测到动态探测的技术跨越。基于空间-时间维度的概念,在1D到4D地震勘探4个发展阶段的基础上,提出了1.5D(如非零偏移距VSP)、2.5D(如宽线二维地震)和3.5D(如三维地震动态解释)等3个过渡阶段,给出了1D与1.5D、2D与2.5D、3D与3.5D以及4D等7个不同阶段的时间-空间特征。研究发现:(1)煤田地震勘探从低维到高维、从空间维到时空维的维度增加,使得地震勘探所获地下信息量出现指数级增长,地震勘探解决地质问题的精度相应得到了显著的提高,这是煤田地震勘探技术不断进步的内在引擎;(2)基础理论研究的厚积薄发、地震勘探仪器的升级换代和煤矿开采技术的需求驱动,是煤田地震勘探技术持续进步的外部驱动力;(3)跨学科、跨行业和跨部门的学科交叉与技术融合,加速了煤田地震勘探技术的迭代升级。     

煤田地震资料精细构造解释技术

本文提出利用地震特征参数及模式识别方法综合解释小断层的技术,并建立了地震资料断层识别系统,为利用煤田地震资料进行精微构造解释提供了一种全新的思路,将计算机技术和模式识别技术应用到地震资料解释过程中。     

高密度三维地震数据驱动的煤层岩浆岩侵入区综合解释方法与应用

淮北矿区主采煤层多存在岩浆岩侵入现象,且具有侵入煤层多、分布面积广、侵入方式复杂等特点,常规地震勘探无法保证其解释精度。针对该问题,以全数字高密度三维地震勘探数据体为基础,对比分析不同岩浆岩侵入状态的地震响应特征;综合利用基于地层物性差异的地震多属性分析技术、基于波形差异的地震相分析技术和基于阻抗差异的测井约束波阻抗反演技术,进行煤层岩浆岩侵入区的识别与解释,精细雕刻其空间分布规律。研究表明:薄层岩浆岩侵入区以测井约束的波阻抗反演解释精度高,厚层岩浆岩侵入区预测则综合地震属性分析与地震相分析结果。因此,根据矿区的煤层分布和岩浆岩侵入特征,综合运用地震属性技术、地震相技术与波阻抗反演技术,能有效刻画出岩浆岩侵入煤层的分布范围。      

地质模型约束下的地震储层预测技术及其在梨树断陷中的应用

在钻测井约束下,结合梨树断陷有关探井资料和区域性沉积相研究,综合运用调谐频率加强法高分辨率处理技术和基于地震资料的时频分析技术、地震相技术、多属性分析技术及基于层序框架下的地震资料解释技术等,采取拟声波曲线重构地震反演技术和基于调谐频率加强法的高分辨率反演方法等,研究目的层岩性、物性和含油气性。同时,结合基于地震属性分析的人工智能技术的储层物性预测方法,预测砂体的空间分布和几何形态,落实隐蔽圈闭,完成了滚动勘探和开发2个阶段不同井区有利砂体分布规律评价及预测工作。     

复合煤层中夹矸对槽波探测解释断层落差的影响

槽波地震勘探技术在探测工作面内部断层、陷落柱发育情况、煤厚变化等方面已经取得较好的应用效果，现已成为井下地质构造探测的首选方法。但对于含夹矸的复合煤层地质构造的探测，槽波方法还存在一定的问题，为研究复合煤层中夹矸对槽波地震探测中断层落差解释的影响，通过建立不同的数值模型进行正演分析，并选取山西某矿复合煤层进行槽波探测试验。研究结果表明:复合煤层中的夹矸对槽波探测解释断层落差有较大影响，夹矸的厚度与煤层差异较小时，槽波探测解释断层落差时的单位煤厚标准应为复合煤层的总厚度；差异较大时，单位煤厚标准应为激发接收层的单一煤层厚度。研究结果可为槽波实际资料的解释、分析提供参考依据。      

煤田采区三维地震资料解释方法及实际应用

为了保障煤矿生产的安全,三维地震勘探在煤田采区主要解决构造问题,因各地区地质情况的复杂程度不同,解释的准确度也有不同。随着计算机和物探技术方法的发展,煤田采区三维地震勘探资料的高信噪比、高分辨率为地震资料的精细解释提供了可能。笔者利用小波分析技术、方差体技术、图象处理等多种方法,结合已知采区的实例,对小断层做了精细构造解释,提高了三维地震资料的构造解释的精度。     

煤矿采区高密度三维地震勘探模式与效果

煤矿安全高效生产对三维地震勘探精度要求越来越高,如何进一步提高勘探精度,设计思路、采集方法、处理和解释过程中的每个环节都至关重要。煤矿采区高密度三维地震勘探采用数字检波器接收,观测方式为全方位、高密度、大偏移距,获得更接近理想波场的信息;采用宽频带处理,获得宽频带、高保真度的数据体,为解释工作打下良好基础。以淮北矿区近年施工的高密度三维地震勘探工程为例,从观测系统设计优化、处理解释思路及方法、工程施工过程控制等方面入手,总结出一套煤矿采区高密度三维地震勘探新模式,对进一步提高煤矿采区三维地震勘探精度以及为煤矿采区设计、工作面开采提供详实的地质保障基础资料具有一定的意义。      

煤矿采区高密度三维地震深度域资料解释方法

时间域地震资料解释比较成熟,深度域处理技术已经走向煤炭领域,但煤矿采区高密度三维地震深度域资料解释实际应用还存在很多问题。通过煤炭地震深度域层位标定、深度域断层解释、深度域底板成图的摸索应用,参考时间域解释的流程,初步建立在煤炭高密度三维地震深度域资料中直接解释煤田地质成果的方法。以淮北祁南矿三维叠前深度偏移地震资料应用为例,通过深度域、时间域地震数据的对比剖析,断层解释、回采面地震属性显示及底板成图,取得精度更高的结果,利于一线技术人员直接运用深度域地震资料来指导煤矿生产。      

槽波技术在阳泉矿区地质异常体探测中的应用研究

通过回顾近几年槽波地震探测技术在阳泉矿区的发展历程及应用情况,总结阳泉矿区槽波发育特征,详细分析阳泉矿区发育的断层、陷落柱等地质异常体的槽波探测效果,并对各区域矿井槽波特征进行总结,针对发育不同构造的矿井,分析总结相应的槽波传播规律和解释方法。结果表明:槽波探测工作面在阳泉矿区达到200多个,在15号煤层探测应用最多,达到58个工作面,主要解决断层、陷落柱、挠曲、顶底板破碎带等地质异常体的探测问题,探测结果总体准确率在82.2 %以上;阳泉矿区槽波发育特征:3~6 m煤厚槽波发育中等至良好,煤厚小于2 m的晋南地区,槽波发育一般;槽波Airy相速度960~1 000 m/s,不同地区速度相差不大;Airy相频率与煤厚相关,煤层越厚,Airy相频率越低;相同煤层中,槽波Airy相速度与频率相差不大;根据回采验证情况,不同煤层及地区,探测效果差别较大;对槽波探测不同地质异常体的问题,从数据采集、处理与综合解释上给出了建议;今后需进一步加强槽波对构造煤、瓦斯富集区、应力异常等地质灾害的探测研究,深化槽波在地质保障领域的应用范围,为矿井安全生产及工作面透明化提供可靠的地质保障。      

岩浆岩侵入煤层范围的地震解释方法

确定岩浆岩侵入煤层的边界对煤矿安全生产十分重要。利用钻孔资料和岩浆岩的高波阻抗、高频和波形异常等地震波动力学信息,提出了岩浆岩侵入煤层的地震反演、地震相分析和谱分解等3种岩性解释方法。并运用这些方法在安徽淮北矿区某矿利用实际三维地震资料界定岩浆侵入8煤层的范围,取得了好的效果。研究认为,确定岩浆侵入煤层的范围时,当研究区域内具有较多的钻井和测井资料时(3~4个/km2),建议使用地震反演方法;而研究区域内钻井数目较少或缺乏测井资料时,建议综合使用地震相分析和谱分解方法。      

煤矿三维地震数据动态解释技术

传统的三维地震解释服务于煤矿勘探阶段,与煤矿安全生产过程相脱节。三维地震数据动态解释技术把三维地震信息与煤矿生产过程中所获得的矿井地质信息相互融合,实现了三维地震信息的地质动态解释,改变了传统的三维地震解释模式,提高了三维地震成果的利用水平,能够解决更多地质问题。      

煤矿地震数据三维可视化研究

根据煤矿地震数据二维解释中存在的问题,以及三维可视化在三维地震解释中的优势,将三维可视化技术应用到煤矿地震数据解释中。结合煤矿地震数据特点,研究了OpenGL和VC 6.0联合编程,利用适合地震数据三维显示算法,研制了基于Windows的煤矿地震数据三维可视化系统Sgy3D。Sgy3D系统基本功能包括数据体、Inline剖面、Crossline剖面、层位、等值线、任意测线等要素的三维立体显示;实现了对数据体的动态放大、缩小、平移等交互操作。将Sgy3D应用于实际地震资料解释,取得了良好的地质效果。     

煤田绕射地震勘探现状与进展

我国煤炭绿色智能开采亟待解决透明地质条件精细构建问题,包括煤岩层构造、含水体、采空区与地应力等地质因素,该类隐蔽致灾体易诱发采空区突水或瓦斯突出等事故,是制约煤矿智能化开采与安全生产的主要障碍。三维地震勘探是目前探测断层和陷落柱等地质体的主要技术,但该技术基于反射理论框架,在小落差断层与小尺度陷落柱探测上仍存在挑战,发展针对隐蔽致灾体的煤田精细勘探理论与方法是安全与智能开采的基础问题。基于绕射的地震勘探框架在理论上能够突破传统地震勘探分辨率瓶颈,该前沿技术已在勘探行业权威期刊不断报道,国内外工业界和科研院校也投入了大量研究工作,但尚未形成方法体系与工业化软件。围绕煤田灾害源防治与智能开采关键地质问题,阐述了一套基于绕射理论框架的地震勘探系统,通过不同类型绕射波传播规律研究了弱信号捕获模式,利用反射波与绕射波多域差异特征提取了携带高分辨率响应的绕射波信息,基于散射点模型提出绕射波精细速度建模方法,在多学科交叉基础上发展了绕射波多属性融合解释与阻抗反演技术,进而形成一套适用于我国未来透明矿山绿色开采的基础学科与前沿技术。     

永夏城郊矿三维地震资料解释方法应用实例

以永夏矿区城郊矿三维地震资料解释为例,论述了利用方差体解释技术、道积分解释技术、三维可视化解释技术、地震反演技术及断层解释方法与沿层地震属性分析技术等三维地震资料解释技术在煤矿采区三维地震资料解释中的应用,明显提高了地震地质的解释精度,丰富了地质资料的信息,为采矿工作面的合理布置提供了可靠的依据。