煤层裂隙地震预测方法研究

摘要

煤层气一般赋存于煤系地层的裂隙（裂缝）中，而这些裂隙与地下构造分布特征有着密切关联。随着煤层气勘探开发的深入发展，对识别和描述地下煤系地层内部的裂隙的要求越来越精细。在地震数据体中，包含有很多与煤系地层内部和其构造分布密切相关的信息，精准地提取这些信息能有助于识别煤系地层的裂隙。
　　本文将延川南2＃煤层作为本次的研究对象，综合预测研究区的煤层裂隙分布特征及裂隙发育区，主要取得以下研究成果:
　　(1)针对工区地质特征，建立了多种地质模型，进行数值模拟，得到了各模型的地震响应特征，分析地震响应特征与煤层孔隙度之间的关系。分析了振幅、复地震道和频谱类属性这三种动力学参数属性对煤层孔隙度的敏感性。
　　(2)利用PCA对2＃煤层的振幅、复地震道和频谱类属性这三种动力学参数属性进行多属性融合，融合后最大特征值对应的主成分分量包含原有地震属性的大部分特征，得到研究区的融合属性层位切片。
　　(3)以曲率属性提取了地震数据体中有关2＃煤层的地下构造的空间方位信息，反映地下构造的形变，识别细微的构造特征。在煤层原有的割理基础上，断层、挠曲等构造变形会产生更多的裂隙，所以曲率属性能从构造变形方面来反映了煤层内部裂隙发育情况。
　　(4)相干属性能检测地层内部横向的变化，但一般煤层内部横向的变化不足以对地震波形造成明显的变化，所以相干属性对煤层内部裂隙没有很好的识别效果。针对相干属性的不足，结合广义S变换的谱分解和相干技术，提高对煤层横向细微变化的识别能力。
　　结合曲率和基于广义S变换的分频相干属性，预测煤系地层的孔隙、裂隙和断裂破碎带的分布特征，提高识别煤系储层预测裂隙发育程度的准确性。煤层裂隙与煤层气富集区具有一定对应关系，因此煤层裂隙预测为煤层气的勘探开发提供了一条有效途径。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 论文研究背景和意义

1．2 国内外煤层气勘探开发研究现状

1．3 煤层裂隙地震属性的研究现状

1．3．1 相干技术研究现状

1．3．2 曲率属性研究现状

1．3．3 谱分解技术

1．4 研究内容与技术路线

1．4．1 主要研究内容

1．4．2 研究技术路线

第2章 延川南地区地质特征

2．2 区域构造特征

2．3 延川南地区地层特征

2．4 本章小结

第3章 煤层气储层的基本特征

3．1 煤层孔隙裂隙结构

3．1．1 煤层孔隙结构

3．1．2 裂隙分类

3．2 构造与裂隙

3．2．1 挠曲与裂隙

3．2．2 断层与裂隙

3．3 煤层气的成因及成藏条件

3．3．1 煤岩和煤层气形成的沉积环境

3．3．2 煤层气的生烃过程

3．3．3 煤层气的成藏条件

3．4 本章小结

第4章 裂隙预测的地震方法

4．1 煤层孔隙度地震正演模拟

4．1．1 煤层气储层地震模型建立

4．1．2 不同孔隙度下煤层模型参数确定

4．1．3 地震子波及地震响应

4．1．4 动力学参数特征计算方法

4．1．5 地震属性与煤层孔隙度的关系

4．2 相干计算方法

4．2．1 基于互相关的相干技术

4．2．2 基于相似性的相干技术

4．2．3 基于特征构造的相干技术

4．3 曲率计算方法

4．3．1 曲率的数学定义

4．3．2 曲率属性的提取

4．4 本章小结

第5章 基于地震属性的煤层裂隙预测

5．1 构造解释

5．2 利用PCA进行地震多属性融合分析

5．2．1 振幅属性分析

5．2．2 复地震道属性分析

5．2．3 频谱类属性分析

5．2．4 地震属性的标准化

5．2．5 PCA融合计算方法

5．2．6 融合结果及分析

5．3 对细节构造的解释

5．3．1 视倾角对构造的解释

5．3．2 曲率属性对裂缝的预测

5．4 相干属性分析

5．4．1 分析时间窗大小的敏感性

5．4．2 相干属性对裂隙的预测

5．5 本章小结

第6章 基于广义S变换的分频相干裂隙预测

6．1 广义S变换的计算方法

6．1．1 S变换

6．1．2 广义S变换

6．1．3 窗函数分析

6．2 时频分析

6．3 分频处理

6．4 分频相干对裂隙的预测

6．5 裂隙发育区预测

6．6 本章小结

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间取得学术成果