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。      

常村煤矿3~#煤层煤与瓦斯突出危险区地球物理预测方法

国内煤与瓦斯突出矿井的瓦斯地质调查与研究成果表明:构造煤的存在是瓦斯富集及产生煤与瓦斯突出的一个必要条件。山西潞安常村煤矿就属高瓦斯矿井,其煤层瓦斯的富集具有较大的致灾性,对煤矿安全生产构成严重威胁。根据该矿区的地质、钻孔资料,运用电阻率测井联合地震反演技术及叠前AVO技术,综合测区内构造煤发育与煤层瓦斯富集的地球物理响应特征,对测区煤与瓦斯突出危险区进行预测。结果表明:1煤与瓦斯突出危险区主要分布在老军庄向斜、姬村向斜及背向斜结合部位,与构造煤范围一致;2构造煤主要受控于应力集中带;3电阻率测井对构造煤反应敏感,应用电阻率反演技术预测构造煤分布特征结果较可靠。     

基于频谱分析技术预测煤与瓦斯突出带

构造煤与煤与瓦斯突出密切相关,根据构造煤地质特点构建地质模型,依据黏-弹性介质中地震波场吸收衰减理论进行模拟正演。结果表明,构造煤导致高频地震信号衰减,产生频率、振幅等异常。研究区小波傅立叶变换分频解释技术显示:无论是原生煤还是构造煤,其频谱分解技术都可使反射波频率得到拓宽,但其在不同频率上表现出明显差异,且构造煤反射波高频成分衰减强烈;另外煤层厚度的增大,将导致反射波高频成分减少,低频成分增加。通过对研究区过井连线(inline2177)8煤层的频谱分解数据体的解释,确定了构造煤发育区与原生煤(或构造煤欠发育区)范围。根据与钻孔数据的对比,认为8煤层频谱分解的扫描频率在60~70Hz时,其低频分布区域与构造煤范围高度吻合。     

豫西告成煤矿滑动构造区瓦斯赋存特征

地质构造是煤与瓦斯突出的控制因素,豫西煤田中滑动构造普遍发育。运用区域构造演化、瓦斯赋存构造逐级控制理论,在系统分析煤田地质勘探和矿井揭露的瓦斯地质资料的基础上,研究了告成煤矿滑动构造的形成机制及其对煤系、煤层和瓦斯赋存的控制作用。告成煤矿位于芦店滑动构造的西部,受两期滑动构造的影响,煤层厚度变化剧烈,构造煤成层发育,煤层顶板结构形成了张性角砾岩、断层泥和张性角砾岩复合、原生顶板(深灰色细砂岩)、剪切角砾岩4种破坏类型,控制着瓦斯逸散、富集和煤与瓦斯区域突出危险性的分布。      

利用地震波能量属性预测矿井瓦斯富集区

构造煤的发育易形成瓦斯突出危险区,因此查明构造煤赋存范围可有效预防瓦斯突出。根据研究区的地质条件,建立构造煤发育地质模型。地震属性分析结果表明,构造煤在主频、低频、振幅和相位等属性方面具有明显异常。以研究区3号煤层为例,在频谱分解的基础上提取不同频率成分的地震波能量属性,发现煤层气(瓦斯)富集区的地震波能量具有在低频范围内值较大、高频范围内值较小的特性。根据矿方巷道抽取瓦斯得到的数据,证实纵横波速度与瓦斯富集呈负相关关系。     

潘一矿煤体结构特征及其在煤和瓦斯突出预测中的应用

煤体结构是煤与瓦斯突出的主要因素之一。利用钻孔测井曲线特征并结合矿井地质构造成果,对淮南潘一矿8煤层煤体结构特征及其构造煤发育规律进行了研究。研究表明该矿区8煤层构造煤发育,其厚度大于该煤层厚度20％的点数占一半以上,因其顶、底板围岩封闭性良好,有利于瓦斯聚集,易在采动条件下发生煤与瓦斯突出,确认为该区煤与瓦斯突出的重点煤层。依据瓦斯始突深度、构造煤分层厚度大于0．5m的分布范围、大中型断层位置及矿井突出资料,在F4断层组的两侧分别圈出了煤与瓦斯突出的危险区和威胁区。     

焦作矿区二_1煤储层物性特征及其对煤与瓦斯突出的影响

焦作矿区的构造煤发育,煤与瓦斯突出严重。基于研究区构造煤物性特征、分布及煤体结构等对煤与瓦斯突出的影响进行了探讨。认为区内二1煤层的煤体结构类型主要为破坏轻微的原生结构煤和破坏严重的糜棱煤,且两者呈分层出现;二1煤的微孔发育,煤体吸附能力强,加之软硬分层的纵向组合关系,煤体强度减弱,渗透性变差,导致瓦斯向顶底板运移难度增大,利于形成高能瓦斯富集带,增加突出的危险性;区域上构造煤分布影响着瓦斯突出的区域分布,局部构造煤分层厚度的突然增加也会增大突出的可能性。     

淮南新集一矿瓦斯赋存的构造控制作用

淮南新集一矿位于阜凤逆冲推覆构造的下伏系统,在强烈的近NS向应力挤压作用下,区内构造煤较为发育,导致瓦斯分布的不均一性。在分析矿区构造发育特征的基础上,探讨了构造对构造煤发育和瓦斯赋存的控制作用,结合测井曲线解释结果,分析了构造煤分布规律。结果表明,井田内构造煤总体呈现南厚北薄的变化趋势;以F10断裂为界,瓦斯具有明显的南北分带特征,矿井南部煤层埋藏浅、瓦斯含量低,而北部瓦斯含量和瓦斯压力均较高,虽然构造煤发育程度略低于南部,但由于煤层埋深加大、含气量增高,突出危险性也较大。     

矿区地质构造对煤与瓦斯突出地段的控制

矿区地质构造对煤与瓦斯突出的控制通过对地应力的分布、瓦斯的保存以及软分层的发育而表现出来。压性构造有利于高地应力的生成、瓦斯的保存以及软分层的发育,从而有利于煤与瓦斯突出的发生;而张性构造则不利于煤与瓦斯突出的发生。此外,煤层围岩性质、煤层厚度和倾角对煤与瓦斯突出的发生也起了一定的控制作用。     

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。      

多井约束三维地震反演技术在煤厚预测中的应用

利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。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。     

波阻抗反演在煤炭资源勘探中的应用

测井约束波阻抗反演是以测井资料作为约束条件,将反映构造形态的地震资料转化为反映地层岩性特征的波阻抗资料。基于模型的波阻抗反演流程包括5项：测井资料处理,层位解释,子波提取,合成记录制作与层位标定,模型建立与修正。该项技术应用于成庄煤矿和大佛寺井田采区三维地震资料解释,其中预测大佛寺井田4煤层的厚度与实际揭露厚度基本吻合;在成庄煤矿,与常规地震剖面仅有两个同相轴相比,9煤和厚15煤在波阻抗剖面上不仅有清晰的反映,而且T3波与T15波之间有多个层位呈现,其纵向分辨率明显提高;另外该区9煤沿层波阻抗切片与沿层振幅切片相比,前者可准确地划分出煤层厚度变化范围及无煤区。结合测井约束反演方法的特点,对煤炭资源勘探中的相关问题进行了讨论,提出在实际应用中府注意的问题。     

岩性反演在煤层顶板砂体识别中的应用

EXB矿区主要目的层为一套泛滥平原河流相含煤碎屑岩沉积地层,煤层顶板岩性空间变化快,预测难度大。针对该问题,本文利用测井岩石物理分析建立煤、中砂岩、细砂岩和泥质砂岩的波阻抗频率直方图:煤的波阻抗值较小,主要范围3 000~6 300 m/s·（g/cm3）;中砂岩的波阻抗值域范围5 500~10 000 m/s·（g/cm3）;由于细砂岩和泥质砂岩性质接近,在波阻抗上无法区分,将两者合并处理,值域范围6 000~12 000 m/s·（g/cm3）。然后利用叠后地震反演计算波阻抗体,利用岩相与流体概率分析技术预测煤层顶板岩性的空间展布。结果表明,地震预测的岩性及其厚度的宏观变化趋势与钻井揭示结果基本一致,岩性平面厚度分布规律与沉积环境相符。      

矿井瓦斯评价与预测的构造动力学方法

通过对矿井瓦斯赋存的构造控制、构造应力场演化及构造煤结构演化与瓦斯特性耦合机理的综合分析,认为当前在矿井瓦斯赋存、分布规律及突出危险区带的有效预测方面的研究还有待深入。在汲取前人研究成果的基础上,提出矿井瓦斯突出的构造动力学评价与预测的思路及方法,即以区域构造-矿井构造-煤层变形-构造煤结构-瓦斯特性及其相互作用机理分析为总体思路．将现代构造地质学理论和方法引入矿井构造研究,并与模糊综合评判、灰色系统、分形理论、数值模拟和计算机技术相结合,以揭示构造煤发育、分布规律及其构造动力学控制机理,系统进行不同类型构造煤瓦斯特性研究,探讨不同结构构造煤的含气性、透气性和气体赋存状态,以构造煤分布特征作为瓦斯突出危险性评价与预测的基础,建立矿井瓦斯突出预测预报的构造动力学评价方法体系。     

地质因素对土城矿瓦斯赋存的控制作用

根据矿区大地构造位置、构造演化和区域构造应力场的特点,分析了土城矿构造特征及其对煤层瓦斯的控制作用,发现土城矿处于盘江矿区“三角形弧系”构造应力场作用下的强变形区内,发育的NE向、NW向断裂构造是矿井瓦斯赋存和构造煤发育的控制因素,大中型断层控制着矿井瓦斯赋存与分布,而小型构造是煤与瓦斯突出的控制因素。土城矿井田西部发育的大中型断裂形成了煤层瓦斯运移和逸散的通道,不利于煤层瓦斯的保存,导致该区域煤层瓦斯含量相对低;井田东部的断裂构造不发育,煤层整体上保存较为完整,煤层瓦斯含量整体较高。小型断层附近瓦斯富集、构造煤发育,尤其在断层上盘、断层尖灭端与断层交汇的地段,煤体破坏严重,是煤与瓦斯突出事故易发地段。土城矿瓦斯防治工作应分区域实施,井田西部应关注煤层瓦斯含量随埋深增大而增加的规律并及时防范深部区域可能出现的瓦斯灾害,而井田东部则应在强化对隐伏断层探测基础上优先实施开采保护层和抽采煤层瓦斯等综合治理措施。     

利用弹性波阻抗反演预测构造煤发育

弹性波阻抗反演方法摆脱了常规叠后波阻抗反演基于地震波垂直入射假设前提的局限,保留了反射波振幅随偏移距或入射角度的变化特征,考虑AVO效应,其反演结果对岩性探测更加灵敏。利用弹性波阻抗反演和常规叠后波阻抗反演的结果,构成煤体结构比例因子P。数值模拟分析和实际资料反演结果均表明:当P≥2.5时,构造煤比较发育;P值可以作为有效判别煤体结构的参考依据用以预测构造煤发育带。      

地震CT反演方法在井下起伏厚煤层中的应用

对于煤层底板起伏较大的综采工作面,常规的二维射线追踪及反演方法会导致矿井地震CT解释结果出现较大偏差。以大同某矿井为例,针对起伏厚煤层,采用精细定位、改进观测系统和三维空间射线追踪的方法进行地震CT反演,以解释该矿井1408工作面的构造煤赋存范围与断层。依据巷道揭露地质特征,1408工作面3个P波低速异常区解释为构造煤发育区及陷落柱,圈定的范围得到矿方验证。     

新密矿区低临界值瓦斯动力现象及机理

本文从区域构造演化及构造特征、"三软"煤层(顶、底板和煤层均破碎的煤层及组合)分布及瓦斯特性和构造煤瓦斯内能释放等方面探讨了新密矿区低临界值瓦斯动力现象发生的机理及地质控制作用。研究结果表明:新密矿区构造演化具有多期叠加改造的性质,中、新生代拉张裂陷环境中形成的重力滑动构造对"三软"煤层的普遍发育具有重要控制作用,"三软"煤层的形成及组合形式影响井田瓦斯赋存和构造应力环境的非均衡性;顺煤层断层、煤层流变的规模及构造煤的发育程度是低临界值瓦斯动力发生的主控因素;高应力环境下"三软"煤层中构造煤的初期内能释放是激发低临界值瓦斯动力现象发生的关键;对低临界值瓦斯动力区域的预测可以通过对煤层流变和瓦斯初期解吸能的研究来实现。      

焦坪矿区下石节煤矿JPC-01井煤储层基本参数分析

通过对焦坪矿区下石节煤矿JPC-01井煤储层基本参数进行分析,认为本区为地温正常区欠压储层,煤层吸附能力为低～中等,含气饱和度偏低,煤层处于欠饱和状态,含气量较小;由于煤体结构主体为原生结构煤,渗透性相对较好。虽然煤的变质程度较低（不粘煤）,但矿区构造简单,主要煤层厚度大,排水采气地面抽采试验显示,该井创造了我国在侏罗纪低煤级低含气量煤层中日产气超过1 000m3的记录,煤层气资源潜力较大。建议进一步开展煤层气地面抽采试验工作,为矿区瓦斯治理,探索地面瓦斯预抽采开辟新的途径。     

河南荥巩煤田构造变形对二1煤层的影响

荥巩煤田位于豫西强变形区的嵩山背斜北翼,区内断块组合特征明显,聚煤期后构造变形对二1煤层的改造强烈。通过分析煤田构造、二1煤层及煤岩特征对煤层瓦斯赋存的影响,认为层间滑动断层是煤田中普遍发育的一种构造样式,印支期嵩山地区存在着区域性的顺二1煤层发育的层间滑动断层,层间滑动引起的煤层流变造成了"三软"构造煤的发育和煤层厚度的剧烈变化,煤厚的变化及煤体结构的破坏是煤层瓦斯赋存不均衡和突出的根本原因。