地震多属性解释技术研究及在煤矿三维地震勘探中的应用

摘要

地震勘探技术在石油勘探、煤田勘探及工程勘察中的实践显示出快捷、准确的特点，在煤田应用中仍存在着解释技术单一、解释参数选择存在局限性等问题，在煤炭领域仅能查明5米以上的断层，直径大于20米的陷落柱、采空区等，而对于影响机械化采煤的2～3米小断层及其它地质异常体的探测则不够准确。如何从三维地震数据体中有效提取地震属性参数，并利用各种分析方法对属性参数进行研究以解释更小的断层，显得尤为重要。 本研究从目前采区三维地震资料解释中存在的问题出发，借鉴国外石油勘探领域的先进技术，着重研究了地震属性技术用于煤田三维地震勘探的方法，通过对三维地震数据体中包含的煤层反射波的追踪及反射层位上沿层提取与断层有关的地震信息，并利用Seiswork软件中的图分析技术，提取出反映断层特征的倾角、方位、断棱值和落差值，形成了基于反射层平面的断层解释技术；通过采用模糊综合评判、模糊模式识别、模糊分段线性模式识别方法并提取时间域地震特征参数，频率域地震特征参数和分形参数，经过平滑处理，形成了断点模式识别技术；利用基于反射层平面的断层解释技术和断点模式识别技术，可以从三维地震数据体中提取更多的描述断层的地质信息，而这些地质信息采用油田三维地震勘探方法是难以识别和认识的，从而提高了断层解释的精度和准确性，避免了人为的主观误判，该方法对小断层(落差2～3m)的分辨提供了技术方法。实际应用表明：该方法是适合煤田三维地震资料精细构造解释的；对三维地震数据体中地震道出现的不连续变化，利用相干体计算方法和方差值计算方法形成了相干体和方差体解释技术，当断层出现及岩性发生变化时在相干体上表现为低相干性、在方差体上表现为数据突变，相干和方差信息有效提取，结合地质构造的特点，可以有效地识别小断层、陷落柱、采空区等地质异常体，并且其精度和准确性要较常规地震解释高，在地震地质条件较好的地区，可以查明落差为2～3m小断层和直径大于10m的陷落柱，并对采空区范围进行圈定。 这些属性解释技术的综合应用，使微弱的地质信息得到了有效提取，影响矿井生产的地质小构造得以分辨，大大提高了煤田三维地震勘探资料解释的精度和准确性。在铁法矿业集团小青煤矿三维地震勘探中的应用成果显著，查明了测区内4、7、15-1、17-2煤层赋存形态，深度误差小于1.5％；区内解释断层27条，其中落差在2～3m的小断层16条，经探采对比，采用属性解释技术进行地震地质解释，成果可靠，精度与准确性较以往有了很大提高，根据本文研究成果，小青煤矿及时修订了采区工作面设计，减少采掘工程量3446米，节约资金1309万元；多采煤炭244万吨，产生直接经济效益2.92亿元，两项合计节资增收3.05亿元。有效地保证了资源充分利用和生产安全，从实践角度证明了地震多属性解释技术的实用性，具有广泛的推广应用价值。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究背景及目的意义

1.2国内外应用研究现状

1.3目前采区三维地震资料解释中存在的主要问题

1.4本课题主要研究内容及技术路线

1.5创新点及主要技术成果

第二章三维地震勘探原理

2.1基本原理

2.1.1波动理论

2.1.2射线理论[10](几何地震学)

2.1.3波阻抗分界面上反射与折射

2.1.4层状介质中反射波时距关系

2.2采区三维地震勘探特点

2.2.1面积测量

2.2.2采区三维地震勘探资料处理

2.2.3资料显示与解释

第三章基于反射层平面的断层解释

3.1反射层平面的断层解释基本原理

3.1.1反射层位的追踪

3.1.2沿层断层信息提取

3.2断层解释

3.2.1反射层平面上的断层反映特征

3.2.2利用色标颜色，突出断层特征

3.2.3综合分析平面图，圈定断层位置

第四章断点模式识别技术

4.1模式识别方法的基本原理

4.1.1模糊综合评判

4.1.2模糊模式识别

4.1.3模糊分段线性模式识别

4.2断点模式识别的应用方法

4.2.1地震特征参数提取

4.2.2地震特征参数处理

4.2.3应用

第五章相干体及方差体解释技术

5.1地震数据相干及方差计算的基本原理

5.2相干体及方差体解释方法

5.2.1解释步骤

5.2.2地质解释

第六章三维地震多属性综合解释

6.1三维地震多属性综合解释基本流程

6.2综合解释方法

6.2.1层位标定对比与追踪

6.2.2预测断层平面分布状况

6.2.3断层解释

6.2.4其它地质异常体解释

6.2.5绘制平面图

第七章地震多属性解释技术在小青煤矿三维地震勘探中的应用

7.1勘探区概况

7.1.1地质概况

7.1.2需解决的地质问题

7.2野外地震数据采集与数据处理

7.2.1野外地震数据采集

7.2.2数据处理

7.3主要煤层赋存形态及断裂构造发育特征

7.3.1 4煤层赋存形态及构造发育特征

7.3.2 7煤层赋存形态及构造发育特征

7.3.3 1 5-1煤层及1 7-2煤层赋存形态及构造发育特征

7.4断层解释成果

7.5勘探前后构造情况对比

7.6经济效益分析

第八章结论与展望

参考文献

作者简历

致谢