井约束下的三维地震波阻抗反演识别构造煤发育区

煤与瓦斯突出是影响煤矿安全生产的重要地质因素,而"构造煤"的发育是煤与瓦斯突出的一个必要条件。如何识别"构造煤"分布范围对于采取煤与瓦斯突出防治措施尤为重要。淮北芦岭煤矿Ⅲ102、Ⅲ106采区构造发育,煤层破坏严重,煤与瓦斯突出的危害较大。该区的测井资料表明,其构造煤在波速、密度方面与原生结构煤均有较大差异,因此波阻抗有利于确定构造煤的分布范围。通过对研究区的地震数据进行井约束下的波阻抗反演,得到初始波阻抗体,并对其低频信息进行多次迭代反演,得到最终反演波阻抗体。通过对比解释研究区过井波阻抗反演时间剖面、8煤层反射波能量最大值及±10ms时窗的阻抗幅均方根平面图,有效划分出区内构造煤、原生结构煤及其过渡区。     

基于三维地震频率衰减属性预测煤层瓦斯富集区——以淮北芦岭煤矿Ⅲ102、Ⅲ106采区为例

基于三维地震频率衰减属性分析技术对淮北芦岭煤矿Ⅲ102、Ⅲ106采区8煤层瓦斯富集区进行了分析研究,发现频率衰减正值斜率往往表明分析区缺乏瓦斯富集,而频率衰减负值斜率与瓦斯富集成正相关。根据该结论,对研究区的8煤层构造煤发育区与瓦斯富集区进行解释。结果表明,构造煤发育区与瓦斯富集区皆集中于该区的南部和东部,二者具有较好的对应关系。     

叠前多属性概率神经网络反演储层孔隙度

近十年来非线性反演方法(如人工神经网络、遗传算法)在地球物理解释中,得到越来越多的应用,但人工神经网络反演目前通常只采用叠后波阻抗反演结果和叠后地震属性(如振幅、频率和相位)进行预测,而忽略了地震叠前道集中包含的地层信息.这里通过叠前地震反演获得纵波、横波阻抗和密度信息,结合叠前地震属性,综合应用PNN神经网络方法来反演地层孔隙度参数.其过程包括:①提取叠前地震属性和叠前反演纵波、横波阻抗和密度参数;②分析孔隙度和各类叠前属性和叠前弹性参数的相关程度,确定出与孔隙度关系密切的主要参数;③综合叠前反演弹性参数和叠前属性等参数,应用神经网络分析方法反演得出孔隙度体.该方法克服了由于砂泥岩波阻抗重叠造成的叠后波阻抗反演储层预测存在多解性的问题,反演孔隙度体提高了储层识别精度,储层预测和钻井结果一致,符合实际地质规律,证明本方法正确有效.     

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。     

页岩储层裂缝型孔隙定量预测的新方法

裂缝作为有效的储集空间和渗流通道,对于页岩储层具有重要的作用。裂缝研究的难点在于难以像井震结合波阻抗反演一样综合测井和地震信息开展裂缝预测。提出了一种综合测井和地震信息预测裂缝的新思路:首先拓展了SPM软孔模型,把孔隙空间分为硬孔隙、基质孔隙和裂缝型孔隙,建立岩石物理模型,并求取裂缝型孔隙度曲线,通过FMI成像测井曲线证实了裂缝型孔隙度结果的可靠性;然后综合裂缝型孔隙度测井曲线和地震数据,通过多属性神经网络反演预测实现了裂缝型孔隙度的定量预测。研究成果表明,通过和原始测井曲线以及和蚂蚁体等地震几何属性的对比,证明裂缝型孔隙度反演结果比较可靠,可以用来定量解释页岩储层的裂缝发育程度。本研究实现了综合测井曲线和地震信息定量预测页岩储层裂缝发育程度的方法,对于页岩储层定量解释具有重要的意义。     

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。      

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。     

PNN概率神经网络反演技术预测煤层顶板岩性——以寺家庄煤矿中央盘区为例

为研究山西阳泉寺家庄煤矿构造软煤发育规律,采用PNN概率神经网络反演技术对研究区煤层顶板岩性进行反演,从而对构造软煤进行预测。以自然伽马曲线为约束条件,通过分析目标区顶板砂岩、泥岩密度与自然伽马的响应特征,对叠后三维地震数据进行PNN反演。结果表明:15号煤层顶板砂岩对应低自然伽马值,且与构造软煤发育呈正相关性。通过研究煤层顶板砂岩分布规律,可间接预测构造软煤的空间发育特征。     

三维地震与测井资料在多煤层对比中的应用研究

陆相成煤环境及断陷构造特点,致使二连盆地内煤层具有层数多、间距小、厚度横向变化大、标志层少等特点,利用钻探资料进行煤层对比难度大,其结果将直接影响对煤层、煤质评价及煤炭资源量估算。考虑到研究区煤层赋存特点,利用三维地震成果,对该区进行了煤层辅助对比,其结果与原有7个钻孔煤层对比成果存在差异。通过三维地震层位对比与构造解释方案的核查,结合波阻抗反演结果和测井资料重新解释,认为三维地震的煤层对比是合理的。该实例表明,综合利用测井资料、三维地震解释和波阻抗反演等,可有效提高煤层对比的可靠性,提高煤炭资源地质勘探阶段的控制精度。     

地震多属性拟测井多参数反演预测煤层顶底板岩石赋水性研究

通过实例介绍利用地震多属性与测井成果联合反演,获得表征煤层顶底板岩石赋水性强弱的拟测井参数体,进而对其进行赋水性分析：首先利用伽马-伽马测井及视电阻率曲线重构岩石视孔隙度曲线,以获得研究区岩石视孔隙度成果;利用测井成果合成地震记录进行精细的地震地质层位标定及采区地震数据的保幅、保真处理;在测井成果约束下进行地震多属性拟测井多参数反演,利用反演成果的高低异常区评价煤层顶底板赋水强弱分区——低波阻抗、低电阻率、高孔隙度分布的区域对应赋水性强的区域,反之为赋水性弱的区域。     

波阻抗反演技术在煤田地震岩性勘探中的应用

在煤田地震勘探中,岩性勘探已成为人们研究的一个热门课题。与其他地震反演技术相比,波阻抗反演技术不仅可提高原始地震资料的垂向分辨率,而且可以将地震波转换为地层信息。介绍了波阻抗反演技术的原理及实现方法,并以平顶山某采区岩性勘探为例,说明波阻抗地震反演方法可以进行岩性勘探,并可用来预测煤层厚度,同时还可以识别煤层中的夹矸。     

基于模拟测井资料的波阻抗反演

波阻抗反演技术把具有高纵向分辨率的已知测井资料与连续观测的地震资料联系起来,实行优势互补,是煤田岩性地震勘探的重要手段。今天,模拟测井资料占主导地位是不容忽视的现实,因此,关键问题是如何利用模拟测井资料做好波阻抗反演。这里针对上述问题进行了有益的尝试,提出了解决这一问题的方法。从对实际资料进行处理后显示,该方法提高了地震资料的分辨率,能够推断地层岩性在平面上的变化及顶、底板岩性情况。     

模拟退火波阻抗反演技术在苏北盆地高邮凹陷曹庄地区的应用

地震反演技术能够大幅度提高地震资料分辨率，最大限度地挖掘地震资料所蕴涵的极其丰富的岩性、物性信息．是目前寻找隐蔽油气藏的有效手段之一。模拟退火波阻抗反演通过模型空间范围内广泛搜索寻求全局最优解，可以明显提高反演剖面的分辨率。利用ISIS模拟退火波阻抗反演技术，对苏北盆地高邮凹陷曹庄地区戴南组岩性储层进行精细预测．较好的描述了戴南组3个主要岩性储层发育段砂体平面展布规律。     

地震勘探技术在煤系非常规气富集区预测中的应用

为了预测鄂尔多斯盆地东缘某勘探区煤系非常规气的资源富集区,采用地震勘探方法在这一新领域进行预测。首先,利用叠后波阻抗反演技术对储层进行岩性预测,通过波阻抗阈值得到样点个数,再与采样率计算出时间厚度,然后乘以岩层速度得到岩层厚度;其次,采用叠前AVO反演技术对储层进行含气性预测,经过分析含气饱和度与AVO相关属性参数之间的关系,得出与有利含气区敏感性最高的属性特征。最后,把储层厚度较厚和呈低拟泊松比属性特征的区域划定为各层含气有利区,并对勘探区下石盒子组八段、山西组和本溪组的砂岩气和页岩气进行了富集区预测,钻井验证效果较好。资源富集区的预测结果表明,地震勘探技术在该区域对煤系非常规气这一新领域的预测是可行的,此方法对其他区域煤系非常规气资源富集区的预测有借鉴意义。      

三维地震技术在煤层顶板稳定性研究中的应用

龙固井田为全隐蔽的华北型煤田,位于巨野煤田中部,其首采扩大区主采煤层为3号煤层。考虑3煤层顶板稳定性主要受其顶板的构造信息和岩性信息影响,因此首先依据三维地震勘探综合解释成果及波阻抗反演解释成果对二者进行定量化,然后对波阻抗数据进行归一化处理,使得波阻抗数据和量化后的构造数据具有相同的变化范围及等量贡献。在此距离范围内构造和岩性的权值各为0．5,依此生成综合因素煤层顶板稳定性隶属度。分析3煤层顶板以上10m、20m处的综合因素煤层顶板稳定性隶属度图可以发现,该区3煤层顶板稳定性比较好。且其稳定性主要是受构造因素控制,岩性因素相对影响较小。     

地震纵波技术预测煤层瓦斯富集区的探讨与实践

基于国内外煤层瓦斯富集的岩石物理及地球物理响应的研究成果,提出了以煤层反射波振幅、频率及衰减等动力学特征变化为主要研究对象的地震纵波预测技术方案;探讨了利用叠后Gamma拟合声波约束反演、频谱分解属性分析和叠前AVO反演、弹性阻抗反演等纵波技术预测煤层瓦斯富集性的理论依据及实现方法。上述技术在沁水盆地进行了预测尝试,其获得的含气性预测成果与探井实测的瓦斯富集情况基本吻合,初步证明了上述纵波预测技术方法在开展煤层瓦斯富集区研究方面的可行性和有效性。     

低阶煤煤层气富集区预测方法研究与应用

目前低阶煤煤层气勘探面临资源探明率低,单井产量低的问题,中、低阶煤煤层气勘探还处于摸索阶段。为提高低阶煤煤层气富集区预测精度,探索性应用“弹性模量参数反演技术”。应用韩城、晋城、保德、吉尔嘎朗图、沁水盆地、淮南、淮北等地56口井652个煤样实验室测试数据,进行高、中、低阶煤含气量与弹性参量关系对比分析,结果表明:不同煤阶的煤层含气量与弹性参量之间相关关系具有一致性,且密度对低阶煤含气量的变化较中、高阶煤更为敏感,认为低阶煤煤层气储层具有利用地球物理方法进行识别的基础。在此基础上,选取吉尔嘎朗图凹陷三维地震数据,应用叠前弹性模量参数反演方法,预测其白垩系下统赛罕塔拉组Ⅳ煤组煤层气富集区面积总计101 km2,为下一步开发提供了优质建产区;经验证,预测结果与含气量测试结果吻合率为83.3%。叠前弹性模量参数反演可应用于低阶煤煤层气富集区预测,研究结果对低阶煤煤层气勘探开发具有一定的指导意义。      

黄土塬区煤系非常规气地震勘探资料处理方法的应用研究

地震勘探是解决煤系非常规气储层富集区预测的有效手段,结合黄土塬区工区实例介绍了煤系非常规气地震资料处理方法在该地区的应用研究。勘探区内地表沟谷纵横、起伏变化剧烈,地形较为复杂,根据地质任务要求进行煤系非常规气富集性的地震勘探预测,对AVO属性进行分析及波阻抗反演,因此进行地震资料保幅处理是其中重要的一个环节,需要在解决激发和接收条件不同带来的振幅和频率差异的的基础之上,同时得到较高的纵、横向分辨率。通过折射静校正和层析静校正的对比和分析,较好地解决了由于地表问题带来的野外静校正上的难题。通过精细的速度分析和剩余静校正技术,较好地解决了道集拉平问题,为后续AVO反演提供了借鉴。     

岩性反演技术在煤田三维地震勘探中的应用

以开滦集团范各庄矿某采区岩性勘探为例,介绍利用地震反演技术解决煤层顶底板岩性问题。该项技术是以测井资料作为约束条件,对地震资料进行反演,推算出波阻抗资料,进而计算煤层厚度,并对顶底板岩性作出推断。通过对部分资料验证,采用岩性反演技术解释的该采区5煤、7煤、9煤、12煤的深度、厚度及其顶底板岩性,与实际情况基本相符。     

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。