三维地震属性参数在煤层厚度预测中的应用

依托“西部煤炭资源高精度三维地震勘探技术”项目工程,对晋城某矿南翼大巷东南区5m×5m×1ms的三维地震数据体,采用三维地震属性参数预测煤层厚度及其变化规律：沿3煤层、15煤层10ms时窗提取地震属性42种,根据钻孔资料,计算出煤厚与地震属性相关系数;从中优选出相关系数大于0．35的地震属性,其中3煤层9个、15煤层10个;然后进行地震属性互相关分析,优选出与3煤、15煤层厚度相关系数较大的4种属性,建立预测煤厚的BP神经网络模型,分别选取3煤层12个、15煤层4个实测数据作为学习训练和测试样本,以钻孔地震属性作为学习样本,对网络进行训练,最终获得全区煤层厚度。经与预留钻孔成果资料对比,预测精度较高,结果可用。     

基于ABC-BP模型的煤层含气量预测

煤层含气量预测是煤层气资源勘探开发利用前期的重要研究内容之一。近些年,BP神经网络算法常用于煤层含气量预测领域,但传统BP模型在训练过程中往往存在收敛速度慢、对初始值敏感以及易陷入局部极小值等问题。为此,提出了一种改进的以人工蜂群算法为特征的BP神经网络预测方法。以沁水盆地某工区3号煤层为研究对象,首先,利用R型聚类分析法对目标煤储层所提取的多种类型的地震属性进行分类,优选出4种对煤层含气量变化反应最敏感且相互独立的地震属性;再利用人工蜂群算法(ABC)寻找BP神经网络的输入层与隐含层的最优连接权值和隐含层的最优阈值,构建具有鲁棒性的ABC-BP神经网络预测模型,并以井位置优选地震属性和含气量数据为样本训练该模型;最后,以整个工区目标储层的优选地震属性为输入,进行工区内煤层含气量的预测。预测结果与各井含气量的变化趋势基本吻合,其中,训练井处的平均误差率为0.23%,验证井处的误差率低于15%,预测精度较高,因此,该预测方法可靠性高,适用性强,可有效用于煤层含气量预测。      

基于BP神经网络的瓦斯含量预测

以淮南矿区潘一矿13-1煤层为研究对象,在分析勘探钻孔资料的基础上,确定了煤层埋深及厚度、顶底板岩性、地质构造和煤变质程度是影响煤层瓦斯含量的主要因素;使用BP神经网络方法建立了瓦斯含量预测模型;结合实际数据,对预测模型进行训练和检验。预测结果表明:该模型比使用多元线性回归预测能获得更高的精度,说明预测模型可靠。      

谱分解技术在煤层厚度预测及沉积环境方面的应用

谱分解技术是通过短时窗离散傅里叶变换(DFT)将地震资料从时间域转换到频率域,得到振幅谱及相位谱调谐体的一项处理技术。通过谱分解顺层相位与频率切片可以较清晰地了解区内煤层的岩性特征及沉积环境,从而预测煤厚。基于该项技术,以山西省沁水盆地某研究区山西组3煤层为例,研究了3号煤层厚度与下伏砂岩厚度的对应关系,发现3煤层厚度与基底分流河道砂岩厚度呈负相关关系,即煤层厚度随基底砂岩厚度增大而减小。由此认为在三角洲平原沉积环境下,在钻孔较少且分布不均匀时,可通过谱分解属性切片对煤层基底砂岩厚度的预测来推断煤厚。该区利用谱分解技术预测的煤厚趋势与振幅法获得的煤厚趋势相比,其精度较高,因此,谱分解技术不失为一种较好的煤层预测方法。     

调谐效应影响下的AVO属性在构造煤预测中的应用

针对构造煤分布范围预测难度大问题,分析了调谐效应影响下不同煤体结构的AVO属性特征,并利用该方法进行了鄂尔多斯盆地东缘某区块构造煤分布范围的预测。首先取典型的模型数据对原生煤、构造煤-I和构造煤-Ⅱ进行了AVO曲线和属性分析,发现煤层顶板比底板更适合做AVO属性的分析,且随着煤体破坏程度的增加,截距的绝对值增大,梯度的绝对值也增大;分别取5 m、7 m、10 m、12 m和15 m厚的煤层模型进行正演,发现煤层厚度变化时,虽然受到了调谐效应的影响,但仍然以煤体结构变化影响为主,并且AVO属性变化规律和无调谐效应影响时规律一致,即构造煤比原生煤截距绝对值更高、梯度绝对值更高,因而AVO属性能够用来进行构造煤的预测。将该技术应用于鄂尔多斯盆地东缘某工区8号煤层的构造煤分布区预测中,预测结果与井孔揭露结果一致。理论与实践证明,利用AVO属性进行构造煤分布区预测是可行的。      

基于地震频谱属性的煤层厚度预测方法

利用陇东黄土塬区施工的地震勘探成果,通过提取煤层反射波中的多种地震属性,与煤层厚度进行相关性分析,发现频谱属性与煤层厚度有较高的线性相关度。通过属性优选,利用频谱属性中的中心频率、振幅属性对研究区煤层厚度进行了预测。预测所获得的煤层厚度变化趋势与钻孔揭露厚度吻合较好,说明了煤层具有频率调谐作用,也说明了利用地震频谱属性对煤层厚度进行预测的方法是有效可行的。     

调谐效应影响下的AVO属性在构造煤预測中的应用

针对构造煤分布范围预测难度大问题,分析了调谐效应影响下不同煤体结构的AVO属性特征,并利用该方法进行了鄂尔多斯盆地东缘某区块构造煤分布范围的预测。首先取典型的模型数据对原生煤、构造煤-Ⅰ和构造煤-Ⅱ进行了AVO曲线和属性分析,发现煤层顶板比底板更适合做AVO属性的分析,且随着煤体破坏程度的增加,截距的绝对值增大,梯度的绝对值也增大;分别取5m、7m、10m、12m和15m厚的煤层模型进行正演,发现煤层厚度变化时,虽然受到了调谐效应的影响,但仍然以煤体结构变化影响为主,并且AVO属性变化规律和无调谐效应影响时规律一致,即构造煤比原生煤截距绝对值更高、梯度绝对值更高,因而AVO属性能够用来进行构造煤的预测。将该技术应用于鄂尔多斯盆地东缘某工区8号煤层的构造煤分布区预测中,预测结果与井孔揭露结果一致。理论与实践证明,利用AVO属性进行构造煤分布区预测是可行的。     

基于BP算法的煤层厚度预测技术应用研究

煤层厚度变化情况对煤矿综采工作面布设有很大的影响,查明煤层厚度的变化对煤矿开采有着极为重要的作用。依据厚度变化的非线性特点,运用三维地震数据的运动学、动力学特征,研究了煤层反射波不同类型属性信息与煤层厚度的相关性,通过非线性人工神经网络BP算法,建立了各属性与煤厚之间的人工神经网络模型,利用反向传播学习建立煤厚预测的神经网络。针对山西某矿201工作面的煤层厚度变化,通过BP人工神经网络进行了预测,经实际探采对比验证可知效果良好。该项研究也为今后通过三维地震资料预测煤层厚度提供了相关的经验。     

波阻抗约束反演技术预测煤层厚度

用测井资料结合三维地震数据体及其解释成果进行多井约束下的波阻抗反演(稀疏脉冲反演结合地震约束的测井曲线反演)来预测煤层厚度,是通过层位标定确定煤层所对应的波阻抗层,然后提取该波阻抗层的厚度并与钻孔见煤点处的煤层厚度进行拟合匹配,最终得到三维地震测区的煤层厚度分布规律。该法对煤层厚度预测是一种新的尝试。      

开平煤田深部9煤厚度预测的数学模型分析

开平煤田深部9煤层是重要的战略后备资源．对煤厚预测的可靠程度,是准确估算资源量的关键。根据该煤田沉积环境、赋煤规律及构造发育特征,选择了3条不同方向的剖面,建立了以煤层厚度及煤层厚度预测点与煤层露头之问距离的线性回归模型、多项式模型及波动模型,并利用Matlab数学建模软件,对各种数学模型进行拟合。根据该煤田沉积特点,对拟合结果进行分析与对比,在此基础上选择最佳数学模型,对开平煤田深部9煤厚度进行预测。拟合结果显示,深部9煤的煤厚变化规律明显,符合多项式拟合公式,其中三次多项式预测模型的置信度较高,能较好反映深部9煤厚度变化。     

概率神经网络在地震岩性反演中的应用

卧龙湖煤矿北二采区岩浆岩侵入8煤层的现象较为严重,同时该区煤层中构造煤比较发育,瓦斯富集问题较为突出。利用三维地震资料、测井曲线进行约束反演得到的波阻抗作为外部属性,并使用step-wise属性选择法确定合适数目的地震属性,利用概率神经网络技术(PNN)对该区进行孔隙度预测反演。孔隙度反演结果与波阻抗反演结果的对比表明:孔隙度较波阻抗对于识别瓦斯富集带具有更高的分辨能力;概率神经网络具有高稳定性、计算精度高等特点,可作为研究构造煤发育和瓦斯赋存的有效手段。      

地震属性参数在煤层厚度预测中的应用

薄煤层厚度的变化必然引起地震波场属性参数的变化。借鉴油气勘探中提取地震属性参数技术,通过引入小波变换工具,在不同频段提取小波域属性参数,并利用BP神经网络技术进行多参数煤层厚度的综合预测,经实际资料验证,预测精度较高,误差小于10%。      

基于地震振幅属性预测煤层厚度

煤层厚度是煤层气资源量计算的基础数据,也是煤层气开发有利区评价的主要参数之一。通过对煤层厚度正演模型分析,认为当煤层厚度大于1.7 m时,均方根振幅属性随煤层厚度的增加而增大。利用HC研究区实际地震数据和钻井资料,以煤层厚度正演模型结果为依据,拟合井点处煤层厚度与均方根振幅属性之间的关系式,来预测HC研究区5#煤层厚度平面图。通过实钻井煤层厚度和预测厚度的误差统计分析,认为利用均方根振幅属性预测煤层厚度的方法简单,精度较高,能够满足煤层气勘探开发的需要。     

薄互层条件下围岩变化对煤层反射波的影响研究

为研究薄互层条件下围岩变化对煤层反射波的影响,以地震勘探中λ/4薄层范围内含煤地层为研究对象,建立围岩岩性、厚度与结构变化三类模型,基于薄层反射系数谱理论中Brekhovskikh方程,计算并总结围岩变化对煤层AVO曲线、属性及道集的影响。研究结果表明:λ/4范围内围岩岩性变化会对煤层AVO响应产生显著影响,其中顶板为砂岩会使得煤层AVO截距和梯度属性明显增大,顶板为泥岩会使得煤层AVO截距和梯度属性增大,且顶板岩性不同,对应的煤层AVO道集特征也会发生变化;λ/4范围内围岩互层结构和厚度变化会对煤层AVO响应产生一定影响,但是影响较小,其中围岩互层结构的变化会使得煤层AVO道集特征产生变化,围岩厚度的变化会使得煤层AVO截距属性产生变化;基于界面型的Zoeppritz方程不适用于薄互层含煤地层的正演模拟,应选取更适用于薄互层的Brekhovskikh正演方程或者其他模拟方法。      

煤层层滑构造地球物理特征及预测方法

煤层层滑构造会引发煤层性质变化,进而影响煤矿安全开采。为此基于层滑构造发育的地质特征,应用反射波运动学以及动力学研究方法,对煤矿已揭露地质信息与地震剖面进行对比,研究煤层层滑构造的地震响应特征。通过分析层滑构造在不同地震属性下弹性波运动学及动力学特征及其变化规律,确立不同地震信息响应特征与层滑构造之间的关系。基于层滑构造所引发的煤层变化及地震响应变化规律,利用多信息融合技术解释区域内煤层厚度变化规律、划分构造煤发育带,进而圈定层滑构造区域。     

鄂东气田煤层含气量测井预测

煤层含气量计算的准确与否直接关系到煤层气开发方案的有效制定。在简要介绍了现有煤层含气量评价方法的基础上,利用测井资料和煤岩心含气量分析化验资料,采用统计回归方法优选了煤层含气量的敏感性测井参数,并基于优选的测井参数,运用多元回归和神经网络两种数学方法构建了鄂东气田的煤层含气量测井预测模型。利用所构建的模型对研究区内的煤层含气量进行了预测,预测结果与煤岩心含气量室内分析数据对比表明,多元回归法和神经网络法均能较好地对煤层含气量进行预测,但神经网络法的预测精度更高。     

宁夏王洼煤矿补充勘探区8号煤组特征及对比研究

宁夏王洼煤矿补充勘探区延安组第二含煤段中8号煤组厚度大、结构复杂,在详细叙述8煤组各分煤层特征基础上．根据标志层特征、层间距特征及地球物理特征对各分煤层进行了对比,对比结果显示,8煤层为煤组主体煤层,厚度变化小,属稳定煤层;8—2煤层为局部可采不稳定煤层;8—3煤层为有可采见煤点但不连成片的不可采煤层;勘探区西部边界外由于地处鄂尔盆地盆地边缘存在无煤区。     

豫西新安煤田煤层厚度变化规律及其控制因素

豫西新安煤田煤层厚度及其变化对煤与瓦斯突出具有控制作用。采用统计、沉积环境和构造分析相结合的方法,研究了煤田内煤层厚度变化规律及成因。研究表明:新安煤田煤层厚度大(平均3.87m),且煤厚变化大,煤层变异系数0.87,可采指数0.85,两个相邻的最薄与最厚煤厚点间的距离为25～185m。煤层平均厚度主要受成煤初期基底不平和成煤期后古河流冲蚀作用控制;煤厚变化主要受顺层剪切滑动构造作用控制。根据煤厚变化规律和成因,可对局部煤厚变化进行预测。      

用回归分析评价B2煤厚的影响因素

1 地质概况吴桂桥井田属于豫南确山煤田,含煤地层为石炭二叠系,含煤层35层,其中可采煤层22层,主要可采煤层7层。位于煤系下部的B_2煤层相当于豫西的二_1煤,是本区最主要的可采煤层。对影响B_2煤层厚度变化的因素,以往多从沉积环境、地质构造等方面进行定性描述和评价。本文拟通过3个原始资料:侵入B_2煤的火成岩厚度、山西组内砂岩厚度和山西组地层厚度,采用多元回归分析方法研究其对B_2煤厚的影响程度,并作出定量评价。     

东胜煤田乌兰希里区煤岩层对比

东胜煤田乌兰希里区延安组含煤地层煤层层数多、厚度变化大,间距又不稳定,煤层分岔合并比较频繁,煤岩层对比较困难.采用层间距及其发展趋势法、标志层法、煤层自身特征及测井曲线法进行对比,对各煤组及主要煤层对比可靠程度进行了总结,效果明显.