煤层气(瓦斯)地震勘探技术
煤层气勘探与开发技术的应用现状及发展方向

煤层气勘探与开发技术的应用现状及发展方向煤层气是一种富含甲烷的天然气,在石炭岩中存在的煤炭中,具有丰富的资源量和潜在的能源价值。
煤层气的勘探与开发技术是提取煤层气资源的关键环节,对于实现煤层气资源的高效利用具有重要意义。
本文将介绍煤层气勘探与开发技术的应用现状及其发展方向。
目前,煤层气勘探与开发技术在国内外得到了广泛应用,取得了显著的成果。
在勘探方面,常用的技术包括地球物理勘探、地质勘探和岩心分析等。
地球物理勘探主要是通过测量地表的地震反射和地面重力异常等来揭示煤层气的存在。
地质勘探则通过分析地质构造和地层特征来确定煤层气的分布、构造和厚度等。
岩心分析则是通过采集煤层中的岩心样品,并进行物性测试和有机质分析等,从而确定煤层气资源的勘探潜力和开发可行性。
在煤层气的开发方面,主要涉及到煤层气井的钻探、完井和压裂等。
钻井是指通过钻孔方式打造煤层气井,在煤层中建立储层的通道。
完井则是通过套管和尾管等设备来固定和封装井眼,保证煤层气在井眼中的安全控制。
压裂则是通过注水和注轻烃等方式,使煤层气从煤中向井眼中逸出,增加气体的产出量和采收率。
在煤层气勘探与开发技术的应用中,存在一些亟待解决的问题和发展方向。
煤层气的勘探和开发过程中面临着地质条件复杂、资源分布不均匀和技术难度较大等问题,需要研发更加精确的勘探技术和开发工艺。
目前煤层气开发中主要采用的是水力压裂技术,对地下水资源的保护和环境影响仍然存在争议,需要改进和创新高效、环保的开发技术。
煤层气的生产和利用技术需要进一步完善,从提高产出量和采收率到净化和利用煤层气,提高其经济效益和能源利用率。
煤层气勘探与开发技术在实践中取得了重要的进展,但仍面临诸多挑战。
通过加强研发和技术创新,进一步提高勘探和开发水平,优化煤层气的产业链,可以实现煤层气资源的高效利用,为能源发展和环境保护做出重要贡献。
地震技术在煤层气勘探开发中的应用现状与发展趋势浅谈

地震技术在煤层气勘探开发中的应用现状与发展趋势浅谈摘要:随着我国经济的发展和工业的不断进步,对各种能源资源的需要量不断增加,对煤层气的开采量呈现逐年增加的态势。
随着地震技术的不断发展,其在煤层气勘探中的应用越来越多,取得了不错的效果。
为了让大家对该技术在煤层气勘探中的应用有更进一步的了解,本文将对地震技术在煤层气勘探开发的应用现状和发展趋势进行浅谈。
关键词:地震技术煤层气勘探应用现状1前言我国的煤层气勘探事业在历经了二十多年的发展后,在勘探技术和勘探理论上都取得了不错的成绩,煤层气的年产量也逐年提高,但投入高产出低的现状,却直接制约着产业的进一步发展。
在煤层气实际开发的过程中,会经常遇到碎粒迷棱构造和高矿化裂隙充填致密煤层,不仅加大了煤层气开发的难度,也直接制约了日后的产量。
在当前的煤层气开发过程中,煤层气地质研究工作往往做得非常不到位,这对后期的开采造成了非常不利的影响。
通过地震技术的应用,可以进一步掌握该地区的地质结构,和煤层气的实际情况,为煤层气的后期开采,打下一个很好的基础。
2煤层气勘探开发中地震技术应用现状及存在2.1煤层气勘探中地震技术的应用现状在目前的煤层气地质勘探过程中,主要采用的是二位地震勘探技术,主要是为了了解地质构造。
常规二位地震勘探技术在我国已经得到了较为普遍的应用,经常采用网度部署的方法,一般采用的是(1-2)*(2-4)Km,基本是使用小药量进行勘探,在煤层气的勘探初期发挥了非常大的作用,但随着探区勘探工作的不断深入,大网度布局的勘探技术已经不能很好适应勘探技术的要求。
【2】在我国目前的煤层气开发过程中,遇到了大量的小闭圈煤层气。
为了有效提高地质勘探的效率,加密地震勘探技术的应用越来越多,一些地区甚至使用上了三维地震网技术,但由于在技术的投入上不够或者技术参数的调整上不当,造成技术的使用效果并不是很好,由于信号信干扰较大且分辨率较低,对小断层、煤层冲刷等地质现象不能很好进行辨识。
地震技术在煤层气勘探开发中的应用现状与发展趋势

地震技术在煤层气勘探开发中的应用现状与发展趋势摘要:地震技术已成为煤层气勘探开发中有效的勘探手段。
本文阐述了地震技术在煤层气勘探开发中的应用现状与发展趋势。
关键词:地震技术;煤层气勘探开发;应用现状;发展趋势煤层气作为一种新型能源,越来越引起许多产煤国家的重视。
而将地震勘探技术系统地应用于煤层气的勘探中,拓宽了地震勘探的应用范围,达到了发展地震勘探技术的目的。
一、煤层气概述煤层气是指储存在煤层中以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主、部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体,是煤的伴生矿产资源,属非常规天然气,是近年来崛起的洁净、优质能源和化工原料。
俗称“瓦斯”,热值是通用煤的2~5倍,1立方米纯煤层气的热值相当于1.13kg汽油、1.21kg标准煤,其热值与天然气相当,可与天然气混输混用,而且燃烧后很洁净,几乎不产生任何废气,是上好的工业、化工、发电和居民生活燃料。
煤层气空气浓度达到5%~16%时,遇明火会爆炸,这是煤矿瓦斯爆炸事故的根源。
煤层气直接排放到大气中,其温室效应约为二氧化碳的21倍,对生态环境破坏性极强。
在采煤前若先开采煤层气,煤矿瓦斯爆炸率将降低70%到85%。
煤层气的开发利用具有一举多得的功效:洁净能源,商业化能产生巨大的经济效益,其为国家战略资源。
二、地震勘探技术在煤层气勘探开发中的作用1、了解工作区煤层发育情况及分布范围。
了解工作区煤层发育情况及分布范围是煤层气勘探开发的首要任务之一,仅依靠传统的勘探开发方法很难精确探测煤层气的分布范围,尤其是遇到一些地质情况复杂的地区更是无法精确探测。
传统的煤层气勘探开发时主要依靠人工操作,在探测过程中,需大量的人力及物力,尽管如此检测结果始终不够准确,而地震技术在煤层气勘探开发过程中的应用可很好改变这一现状。
因此,为了更好的满足煤层气勘探开发的实际需求,采用地震勘探技术研究主力煤层的发育情况、分布特征和构造格局,为提供参数井井位奠定基础。
煤层气地质勘查服务中的科技创新与应用

煤层气地质勘查服务中的科技创新与应用煤层气是一种重要的清洁能源,具有储量大、分布广、资源丰富等特点。
为了实现高效、可持续、安全的煤层气开发利用,科技创新在煤层气地质勘查服务中起着至关重要的作用。
科技创新不仅可以为勘查服务提供更准确的地质信息,也能通过提高勘查效率和降低勘查成本,推动煤层气行业的发展。
一、科技创新在煤层气地质勘查中的应用1. 三维地震勘探技术:传统的地震勘探技术能够较准确地描绘煤层气储层的结构,但不能提供空间分辨率较高的地质模型。
而三维地震勘探技术在勘探过程中可以采集到更多、更准确的地震数据,从而构建出更精细的地质模型。
这有助于优化资源勘探目标、提高储量预测精度,对煤层气地质勘查服务具有重要意义。
2. 遥感技术的应用:遥感技术可以通过对煤层气矿区的航空或卫星影像进行分析,获取大面积的、连续的地质与地貌信息。
遥感技术可以有效地辨别出不同类型的地表特征,如断层、地下水流动、煤层赋存状态等,帮助勘探人员准确判断煤层气的潜力区域,并制定相应的勘查方案。
3. 高分辨率地球物理测井技术:高分辨率地球物理测井技术是利用各种测井仪器对地层进行探测的方法。
与传统测井技术相比,高分辨率地球物理测井技术能够提供更丰富的地层参数,如地层厚度、孔隙度、渗透率等,有效地指导煤层气的勘查和开发工作。
二、科技创新对煤层气勘查服务的影响1. 提高勘查效率:科技创新带来的先进设备和技术手段,可以大大提高勘查服务的效率。
以三维地震勘探技术为例,采用这种技术进行地质勘查,不仅能够提高数据采集的效率,还能够快速生成煤层气储层模型,减少勘查周期,大幅提高勘探工作的效率。
2. 降低勘查成本:科技创新的应用不仅提高了勘查效率,还能够有效降低勘查成本。
遥感技术的应用可以通过对大范围的遥感影像进行分析,提供准确的地质信息,减少了传统地面勘查的工作量和费用。
高分辨率地球物理测井技术则可以通过更精准的数据采集,避免不必要的钻井过程,降低了勘查成本。
煤层气勘探方法与技术

煤层气勘探方法与技术煤层气勘探是指对地下煤层中的煤层气资源进行的一系列的勘探活动。
煤层气作为一种可再生能源,具有储量大、分布广、污染少等优点,所以受到了广泛关注。
在煤层气勘探过程中,需要采用一系列的方法和技术来进行地质勘探、测试、评价等工作,以实现对煤层气资源的有效开发利用。
1.地质勘探技术:煤层气勘探首先需要进行地质调查,了解区域内煤层气的分布情况。
地质勘探方法包括地质剖面测量、钻探、地球物理勘探等。
地质剖面测量是通过地面或井下的测量手段测量地下地层的结构情况,获取地下地层的物理性质。
钻探是通过在地下进行钻探工作,获取地下地层的岩性、含煤层的厚度、埋藏深度等信息。
地球物理勘探包括地震、电法、重力法等,通过检测地下物理场和电磁场的变化,推测地下地层的情况。
2.煤层气测试技术:通过对井下的煤层气进行测试,了解煤层气的成分和含量,以及煤层气的渗透能力和产能。
煤层气测试的方法包括裂缝压后测试(DFIT)、室内压汞测试、孔隙压力测试等。
裂缝压后测试主要是通过在煤层中人工压裂操作,观测和记录压裂过程中的压力变化,以评价煤层气的渗透能力。
室内压汞测试是通过对煤样进行压汞实验,来测量煤样的孔隙特征,从而推测煤层中煤层气的储存量和产气程度。
3.煤层气评价技术:在煤层气勘探过程中,需要对煤层气的产能、储量等进行评价,以确定煤层气资源的可开发性和经济性。
煤层气评价的方法主要包括地层压力测试、井测试、数值模拟等。
地层压力测试是通过对井下的煤层气进行测试,来测量煤层气的地层压力,从而评估煤层气的储量和产能。
井测试是通过对井下的煤层气进行测试,了解煤层气的流动性和产气能力。
数值模拟是通过建立煤层气储集区的地质模型,利用计算机模拟的方法,预测煤层气的产能和储量。
4.煤层气开发技术:在煤层气勘探完成后,需要进行煤层气的开发工作,以实现煤层气资源的利用。
煤层气开发技术主要包括井施工技术、抽采技术、增产技术等。
井施工技术是指对煤层气井进行井筒建设的技术,包括钻井、完井等。
煤田物探的地震勘探技术几个问题探讨

案例二:某矿区地震勘探成果解释
背景
在某矿区,通过地震勘探技术得到了大量的数据,需要对这些数 据进行解释,以得到具体的地质构造和煤层分布情况。
方法
采用地震波的振幅和相位等信息,结合地质学原理和计算机技术 ,对数据进行处理和分析,得到地下的地质构造和煤层分布情况 。
结果
成功解释了该矿区的地质构造和煤层分布情况,为后续的煤炭开采 提供了重要的技术支持行解释,识别地下煤层的反 射波和折射波,并根据波形的 特征判断煤层的结构特征和地
质构造。
层析成像技术
利用层析成像技术对地震数据进 行反演和成像处理,得到地下煤 层的三维图像,为进一步的地质 分析和开采方案制定提供依据。
多学科综合解释
结合地质、钻探和地球物理等多种 资料,对地震数据进行综合解释, 提高对地下煤层的地质认识和开采 方案的准确性。
煤田物探的地震勘 探技术几个问题探 讨
2023-11-07
目录
• 引言 • 煤田物探地震勘探技术概述 • 煤田物探地震勘探的关键技术问题 • 煤田物探地震勘探技术的应用实例 • 结论与展望 • 参考文献
01
引言
背景介绍
煤炭作为重要的化石能源,在 我国能源结构中占有重要地位 。
煤田地震勘探技术是煤炭资源 开发的重要手段之一,可以有 效探明煤炭资源的分布和储量 。
煤田物探地震勘探技术的发展历程
煤田物探地震勘探技术自20世纪50年代起开始应用,经历了从简单到复杂、从低 效到高效的发展过程。
随着计算机技术和数字信号处理技术的不断发展,煤田物探地震勘探技术也在不 断进步和完善。
目前,煤田物探地震勘探技术已经成为一种高效、可靠的矿产资源勘探方法,被 广泛应用于煤炭、石油等矿产资源的开发中。
地震勘探技术在山西某矿煤层气(瓦斯)预测中的探索研究

第一作者简介:吴波(1986-),男(汉族),安徽淮南人,
工程师,
现从事地球物理勘探工作。
170
2019 年第 11 期
西部探矿工程
数据、地质资料以及其他资料来揭示地下目标层的空
时,明显低于周围值,在频率较低时振幅值有所增强,
间几何形态和目标层微观特征的一种手段。它将具有
事。
射界面处的反射系数与地震波的入射角、地层的裂隙
2
方位角及各向异性系数有关,即地震属性随地震波传
煤层气勘探的手段
目前,煤层气勘探以三维地震技术为主,同时配合
播方向的变化而变化。因此,通过研究 P 波方位地震
其它地质手段。利用三维地震进行煤层气预测,目的
属性特征,可以研究地层的各向异性系数及裂隙发育
3.2
地震波形分类
换成频率域的振幅调谐体和相位调谐体,再利用薄层
地震波形分类技术主要用于油气勘探的精细储层
振幅谱和相位谱的特性,通过分析目的层段振幅谱谱
描述和岩性解释,由于煤层裂隙在地震道波形变化上
陷频曲线和相位谱,识别薄地层横向不连续分布的特
反应灵敏,所以可利用地震波形的变化探测煤层裂
征。
隙。储层渗透率是瓦斯富集主控因素之一,而储层的
变化小,当煤层中富集瓦斯是会引起地震反射波的高
频信号加剧衰减,产生时频谱中的低频异常特征,通过
层厚度和地质构造情况可以圈定瓦斯富集区。
频谱成像分频处理得到各频率下的地震能量属性,通
与周围振幅值差距变小,这在一定程度上反映了瓦斯
连续分布特性可以认为在高频切片上的振幅异
井资料进行有机结合的过程。它把具有高纵向分辨率
常是由瓦斯富集引起的。
煤层气勘探与开发中的技术创新与应用研究

煤层气勘探与开发中的技术创新与应用研究一、引言煤层气作为一种重要的非常规能源资源,其勘探与开发具有重要意义。
随着全球能源需求的增长以及石油和天然气资源的逐渐枯竭,煤层气被认为是未来能源发展的重要选择之一。
本文旨在探讨煤层气勘探与开发过程中的技术创新与应用研究。
二、煤层气勘探技术创新与应用1. 三维地震勘探技术传统的地震勘探技术在煤层气勘探中应用受限。
为了有效提高地震勘探的精度和效率,在煤层气勘探中引入了三维地震勘探技术。
该技术通过获取多种角度和多层次的地震数据,能够更准确地识别煤层气储层的分布情况,为后续开发提供了精确的地质预测依据。
2. 储层分布预测技术煤层气的储层分布情况对于勘探与开发的成功至关重要。
传统的储层分布预测方法主要基于钻井数据和地质模型,但受制于钻井数量和地质构造的复杂性,其预测精度有限。
为了提高储层分布预测的精确性,煤层气勘探中引入了地震、地磁、电磁等非钻井勘探技术。
这些技术通过测量煤层气地下储层的物理特性,能够得到更准确的储层分布情况,为后续的开发工作提供了重要的依据。
三、煤层气开发技术创新与应用1. 煤层气井钻井与完井技术煤层气的开发首先需要进行钻井与完井作业。
传统的钻井与完井技术在煤层气勘探中存在一些问题,如易造成煤层地层损害、难以控制煤层气开采速度等。
为了解决这些问题,煤层气开发引入了水平井、双重完井和压裂等技术。
这些技术通过改进井筒结构和提高工程施工质量,能够有效减少煤层地层损害,提高煤层气产能。
2. 煤层气增产技术为了提高煤层气的产能,煤层气开发中还引入了一系列增产技术。
其中包括煤层瓦斯抽采技术、煤层瓦斯利用技术、煤层瓦斯净化技术等。
这些技术通过改善煤层气采收、净化和利用流程,能够有效提高煤层气的产能和利用效率,实现绿色高效开发。
四、煤层气勘探与开发技术创新的发展趋势1. 与智能化的融合随着人工智能和大数据技术的快速发展,智能化已成为煤层气勘探与开发技术创新的重要趋势。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
煤层气(瓦斯)地震勘探技术中国矿业大学资源与地球科学学院二零一零年十月1 煤层气(瓦斯)勘探的意义煤层气(瓦斯)是由煤化作用形成的赋存于煤层中以甲烷为主的混合气体。
首先,煤层气作为一种新型洁净能源,其开发利用可弥补我国常规能源的不足。
我国是煤层气资源大国,居世界第二位。
近年来,对煤层气的成因、储层特性、赋存状态、成藏理论进行系统研究,取得了一大批成果。
但是,相应的勘探与开发技术相对滞后。
今天,地质学家和地球物理学家已经把研究重点放在勘探与开发技术领域。
其次,瓦斯突出问题是长期以来困扰煤矿安全生产的一个灾害性问题。
据国家安监总局统计,在一次死亡10人以上的特大煤矿事故中,瓦斯事故起数占69%。
问题关键在于煤矿开采前和开采过程中,对地下瓦斯富集的情况一无所知。
这样就使煤矿在生产过程中,无法根据瓦斯分布情况制定有针对性的措施。
总之,煤层气(瓦斯)的勘探、开发与利用可以改善我国能源结构、促进煤矿安全生产、有效保护生态环境,是一举多得利国利民的大事。
2瓦斯地质理论影响煤层气(瓦斯)富集的主要地质因素包括煤层埋藏深度、断层及其它构造分布、构造煤(煤层中的软分层)的分布、煤层顶底板的封闭程度(透气性)。
瓦斯富集和突出有以下基本规律:(1) 瓦斯随着煤层埋藏深度增加而增加;(2) 构造煤是典型的瓦斯地质体,所有发生煤与瓦斯突出的煤层都发育一定厚度的构造煤;(3) 大多数瓦斯突出都发生在构造破坏带,主要与压性、压扭性断裂有关;(4) 瓦斯突出与褶皱构造关系密切,在向斜、背斜轴部及其附近有利于瓦斯聚集,易于发生瓦斯突出。
2.1煤体结构类型和构造煤瓦斯地质学从地质角度出发,根据煤体宏观和微观结构特征,把煤体结构分为四种类型,即原生结构煤、破碎煤、碎粒煤和糜棱煤,后三种类型是煤层中的软煤,统称为“构造煤”,是煤层层间滑动构造的产物。
当地应力和瓦斯压力达到一定值时,突出与否的关键取决于地压和瓦斯膨胀对煤壁的侧向压力于煤体抵抗能力的对比关系。
如煤壁的煤体结构完好,强度较大,煤体抵抗能力大于侧向压力,突出便不会发生;如煤体结构遭构造应力破坏,煤壁强度变小,侧向压力大于煤体抵抗能力,突出则是必然的。
由于构造煤的力学强度降低,减小发生瓦斯突出的阻力;由于构造煤的孔隙增加,有力于瓦斯的富集。
因此,构造煤的发育程度是瓦斯突出危险区域预测的重要内容,构造煤的厚度是瓦斯突出危险区域预测的重要指标。
2.2构造煤发育程度与厚度预测传统的预测方法是依据瓦斯地质规律,获得构造煤赋存和分布的主要资料室井下实际编录和钻孔取芯。
该方法的缺点是井巷编录对未采区的资料无法获得,钻孔取芯常因构造煤松软,取芯率低而难以获得。
从20世纪90年代起,地质学家利用测井曲线判识构造煤厚度,取得了良好的地质效果。
构造煤是原生结构煤遭受构造运动破坏的煤体,其孔隙和裂隙均较发育,含水性相对增加,与原生结构煤相比存在着明显的物性差异,在不同类型的测井曲线上有以下反映:(1) 电阻率相对减小,在视电阻率曲线上表现为幅值降低;(2) 密度相对减小,在伽玛伽玛曲线上表现为幅值增高;(3) 单位体积内放射性物质的含量减少,自然伽玛曲线上表现为负异常。
中国矿业大学提出利用地震反演技术预测煤体结构的设想,利用测井数据对井旁地震资料进行约束,推断构造煤的平面分布和厚度变化,从而达到预测瓦斯突出的目标。
3 煤层气(瓦斯)地震勘探的特点煤层气(瓦斯)地震勘探的目的是利用地震波运动学和动力学特征来研究煤岩层岩性,特别是查明煤层及顶板中裂隙裂缝发育的方向和密度(煤体结构破坏程度)、构造煤的分布和厚度。
煤层气(瓦斯)地震勘探将油气勘探中的储层预测理论、双相介质理论、各向异性介质理论与煤田地震资料的特点相结合,把地震属性技术、方位各向异性技术、弹性波阻抗反演技术等作为主要手段。
4 地震属性技术地震属性指的是由叠前或叠后的地震数据,经过数学变换而导出的有关地震波的几何形态、运动学特征、动力学特征和统计学特征。
地震属性技术是指提取、显示、分析和评价地震属性的技术,在煤层气(瓦斯)地震勘探中包括地震属性的提取、地震属性的分析、利用地震属性区分构造、岩性并进行目的层预测。
4.1瓦斯富集带的地震响应煤层反射波中含有大量地震信息,无论是煤层的构造变化或岩性变化都会引起它们的变化。
煤层的构造或岩性变化主要反映在密度、速度及其它弹性参量的差异上,这些差异导致了地震波在传播时间、振幅、相位、频率等方面的变化或异常。
当煤层产生大的构造变化时,在地震剖面上可以看到地震波同相轴明显的走时变化及振幅、相位的变化,而有些信息如频率等的变化却难以直观地分析。
对于构造煤发育区和瓦斯富集带异常,用常规的人工识别方法往往是无能为力的。
如果首先仔细地研究它们引起地震信息变化的特征,反过来提取这些特征,就可以作为构造煤发育区和瓦斯富集带识别的依据。
根据阳煤集团的地层态特征,设计了六层介质模型,其中第四层中部为构造煤,代表瓦斯富集区,见图4—1。
图4—1 瓦斯富集带地质模型瓦斯富集带模型所用参数见表4—1,模型参数建立在实测数据的基础上。
共制作了3个模型。
模型1中介质4和介质5均为原生煤,图4—2是模型1的理论地震记录;模型2中介质4和介质5均为构造煤,图4—3是模型2的理论地震记录;模型3中介质4为原生煤,而介质5为构造煤,两种介质间有一过渡带,图4—4是模型3的理论地震记录。
表4—1 瓦斯富集带地质模型参数图4—2 模型1的理论地震记录图4—3 模型2的理论地震记录从图4—2中可以看出五个界面的反射波,由于煤层顶板和底板的岩性不同,分别为泥岩和砂岩,即煤层底板的波阻抗差大于煤层顶板的波阻抗差,故煤层底板的反射能量强于煤层顶板的反射强度。
图4—3中仍然有五个反射波,但是第二个反射波(砂岩/泥岩界面)和第五个反射波(砂岩/灰岩界面)的强度明显低于模型1的对应反射波。
由于模型2中的煤层是构造煤,而煤层顶、底板的岩性不变,于是煤层顶、底板的波阻抗差均变大,故模型2的煤层反射能量强于模型1的煤层反射能量。
地震剖面显示时进行了归一化处理,致使反射波2和反射波5的强度相对变低。
图4—4 模型3的理论地震记录从图4—4中只能发现四个界面的反射波,第二个反射波(砂岩/泥岩界面)无法看到。
由于煤层是从原生煤——构造煤——原生煤变化的,故煤层顶板反射波没有变化,而煤层底板反射波发生很大变化。
从理论地震剖面中提取煤层底板反射波的多个地震属性,挑选出4个对构造煤响应灵敏的地震属性(分别是振幅、主频、低频带能量和相位)进行对比分析,为瓦斯富集带预测提供理论依据。
图4—5至图4—8是地震属性图。
图中,横坐标为CDP号,纵坐标为地震属性值,把原生煤和构造煤的同一属性用不同线型表示,其中蓝色线形pc代表模型1原生煤情况;红色线形sc代表模型2构造煤情况;绿色线形mc代表模型3原生煤和构造煤并存情况。
从地震属性图中可以看出,蓝色线形和红色线形均为直线,表示地震属性值没有变化;而绿色线形在原生煤和构造煤过渡带上起伏变化很大,这是模型计算算法带来的误差。
对理论地震记录与煤层底板反射波的地震属性进行定量分析,得到以下结论:(1) 在构造煤发育区和瓦斯富集带上,煤层反射波具有波至时间发生延迟、但反射波连续性较好的运动学特征,见图4—4。
(2) 在构造煤发育区和瓦斯富集带上,煤层反射波为强振幅,见图4—5。
与原生煤比较,构造煤与煤层顶、底板的波阻抗差异更大,故反射能量强于前者。
图4—5 煤层底板反射波的振幅(3) 在构造煤发育区和瓦斯富集带上,煤层反射波的主频明显降低,见图4—6。
煤储层是典型的双相介质,固体颗粒与空隙中流体的相互作用产生了慢纵波,慢纵波的存在使得双相介质中波的能量分配发生了变化,使得地震波能量向低频方向移动。
图4—6 煤层底板反射波的主频(4) 在构造煤发育区和瓦斯富集带上,煤层反射波具有低频带能量相对增强、高频能量相对衰减的频率特征,见图4—7。
图4—7 煤层底板反射波的低频带能量(5) 在构造煤发育区和瓦斯富集带上,煤层反射波具有与正常反射波相位相反的相位特征,见图4—8。
图4—8 煤层底板反射波的相位4.2 应用实例——新景煤矿芦南二区阳泉新景煤矿芦南二区北三正、副巷在掘进过程中发生瓦斯突出,7202综采工作面在回采过程中也发生瓦斯突出,瓦斯突出点(红星)位置见图4—9。
对瓦斯突出地段的三维地震资料进行了解释,重点放在3煤层变薄冲刷缺失带范围内,见图4—10。
图中的红线范围是利用三维地震资料解释的3煤层变薄冲刷缺失带。
北三正、副巷瓦斯突出点正在这个范围内,7202综采工作面瓦斯突出点在这个范围的边缘。
显然,瓦斯突出与煤层的变薄缺失密切相关。
图4—9 新景煤矿芦南二区3煤层瓦斯突出点位置(局部)图4—10 新景煤矿芦南二区三维地震资料解释区域图4—11是北三正巷(Inline2637线)的地震剖面,图4—12是北三副巷(Inline 2642线)的地震剖面,图4—13是通过7202综采工作面瓦斯突出点(Inline2694线)的地震剖面,黄线代表T3波,瓦斯突出区域用红色箭头表示。
从地震剖面中可以看出,对应3煤层的T3波有两个相位,且信噪比较高。
原解释方案根据第一相位的振幅变弱,相位转移等波形特征确定了3煤层的变薄缺失带范围是基本可信的。
图4—11 新景煤矿芦南二区北三正巷(Inline2637线)地震剖面图4—12 新景煤矿芦南二区北三副巷(Inline2642线)地震剖面图4—13 新景煤矿芦南二区7202综采工作面瓦斯突出点(Inline2694线)地震剖面提取了T3波的多个地震属性,主要包括振幅、相似性、主频、主频带能量和平均频率相位,见图4—14。
从T3波地震属性图中可以看出3煤层的变薄缺失情况(用黑色圆圈表示),在振幅切片上能量明显变弱(红色),在相似性切片上异常突出(红色),在主频切片上表现为高值(黑色),在主频带能量切片上表现为低值(蓝色),在平均频率相位切片上也存在较大差异。
相对于常规地震解释方法,利用地震属性能够更准确、更细致地划分3煤层的变薄缺失带。
在这个范围内,煤层是部分变薄、部分缺失,北三正、副巷瓦斯突出点(图4—14中异常)的所有地震属性值接近煤层,与7202综采工作面瓦斯突出点的地震属性值基本一致。
基于上述事实,本区的瓦斯富集带位于煤层变薄缺失带附近,更准确地说应该是3煤层的变薄可能会导致瓦斯突出。
(a) 振幅(b) 相似性(c) 主频(d) 主频带能量(e) 平均频率相位图4—14 新景煤矿芦南二区T3波的地震属性5 方位各向异性技术国内外的研究结果表明,反射P波对裂缝性地层所表现出的方位各向异性特征很敏感,所有的P波属性分布函数均为椭圆,见图5—1。
图5—1 地震属性的方位各向异性5.1 方位各向异性技术方位各向异性技术是根据不同方位角P波振幅、速度、波阻抗等多个地震属性随入射角变化的规律,利用地震P波方位属性确定煤(岩)层裂隙发育带的空间分布,其基本步骤包括:(1) 为了增加有效覆盖次数,将4~9个面元(m1010 )的数据形成宏面元;(2) 然后按15~30°的方位角增量抽取6~12个方位角道集;(3) 对6~12个方位角道集进行速度分析、NMO校正、叠加和偏移,得到6~12个方位偏移数据体;(4) 对6~12个方位偏移数据体进行波阻抗反演,得到6~12个方位波阻抗数据体;(5) 从6~12个方位偏移数据体和方位波阻抗数据体中提取与岩溶裂隙密度有关的地震属性参数;(6) 对方位偏移数据体、方位波阻抗数据体中提取的方位地震属性(主要包括振幅、频率、波阻抗、速度)进行融合;(7) 利用融合后的方位地震属性对煤层裂隙发育带进行预测和解释,定量计算裂隙发育带的密度和方向。