构造煤分布的地质控制及其地震地质一体化预测方法——以沁水盆地阳泉新景矿3号煤层研究为例

构造煤与瓦斯及煤层气密切相关。由于构造煤分布具有强烈的非均质性,现有基于地质预测与地球物理直接识别的构造煤分布预测成果难以满足煤矿瓦斯超前治理及煤层气开发的精度要求。以沁水盆地阳泉新景矿3号煤层为例,利用区内钻孔煤芯数据、采掘巷道中煤体结构的连续观测数据以及三维地震成果资料,研究煤层中“软煤”(碎粒煤和糜棱煤)的分布特征,交会分析其与煤层赋存形态、断裂系统、聚煤前后地层层序砂地比、煤层厚度等地质特征参数的关系,厘清构造煤发育的主控地质要素,得出构造煤分布受构造-围岩-煤层“三元”突变耦合控制的认识。在此基础上,提取三维地震数据及解释成果中对构造煤分布具有主控作用的3类共6种地震地质表征属性,采用灰色关联法构建基于多属性融合的构造煤分布预测模型,预测研究区3号煤层中的“软煤”分布情况,经采掘及后续煤层气开发井验证,预测精度较高,证明了该方法的有效性及可行性,为精准预测构造煤分布提供了一种新的技术思路与方法。     

浅层低信噪比地震数据处理方法研究与应用

浅层地震资料具有目的反射层较浅,覆盖次数较低,地表干扰较强,信噪比与分辨率较低等特点,要获得高质量的浅层地震解释剖面一直是数据处理的一大难题。本文针对其难点,研究出一套以叠前组合去噪技术、自适应预测反褶积技术、各向异性动校正与高精度速度分析、Kirchhoff叠前时间偏移成像等关键技术为核心的处理方法,应用效果表明基于本套处理方法得出浅层地震解释剖面中断层的成像效果可以满足后期精细化地质解释的要求。     

非分裂完全匹配层边界存储时间域全波形反演

正演波场的储存或重建是制约时间域全波形反演的关键问题,以计算代替存储的常规分裂完全匹配层（PML）边界存储策略可有效减少存储量。但常规分裂PML边界条件所需变量个数多、计算存储量大以及编程复杂。为此,采用非分裂复频移完全匹配层（CFS-NPML）有效边界存储策略重建正演波场实现时间域全波形反演。研究表明：CFS-NPML所需变量个数少,在边界吸收层网格点较少时吸收效果优于常规PML边界条件,波场重建过程中所需存储量少于常规PML边界条件。数值试验表明,该存储策略得到的重建波场与正向传播波场几乎无差别,其全波形反演结果与常规保存波场反演法一致;正演过程中引入并行计算技术未显著增加波场重建导致的额外正演时间。     

基于边界要素二分的煤层气封存单元分类与评估

为有效预测古县区块煤层气富集有利区,基于煤层气封存单元的地质理念,讨论了煤层气封存单元边界构成要素的识别参数,提出了基于单元边界要素二分的煤层气封存单元分类与评价方法。在地震地质综合解释成果的基础上,从构造、沉积、岩性、水文和物性5个方面,对研究区太原组9+10号煤层进行了煤层气封存单元边界识别及单元分类,共解释5个大类、22个小类、43个煤层气封存单元。基于单元构成地质要素对煤层气富集的影响,将识别出的单元划分为煤层气富集有利、较有利、较不利和不利4类。经已有煤田钻井瓦斯含量数据及新实施的5口探井煤层气含量测试成果验证,表明了该方法的有效性及合理性。     

基于三次卷积插值的时间域多尺度全波形反演

时间域全波形反演采用全频带地震数据时容易陷入局部极值,通过滤波器对地震数据分频段开展时间域的多尺度反演研究。从一阶导数的高阶交错网格有限差分格式出发,给出了不同差分阶数下不同频段反演时可取的空间步长;采用巴特沃斯自相关滤波器将地震数据滤波成一系列不同频段的地震数据,从低频到高频依次反演,上一个低频段反演的结果作为下一个高频段反演的初始模型。考虑到不同频段反演时采用的空间步长不是简单的倍数关系,通过引入三次卷积插值技术来实现不同频段之间的插值。理论模型试算证明:在不同的反演频带下分别选择合适的空间步长,同时相应改变时间步长,能最大程度减少反演所需时间;三次卷积插值技术可实现粗网格大小与细网格大小为任意倍数的插值,基于三次卷积插值法反演可得到与常规统一网格步长反演法精度相当的结果。     

煤层气封存单元及其地震-地质综合识别方法初探

煤层含气性与渗透性的空间分布具有强烈的非均一性,基于地质选区理论预测的富集有利区控制精度不能完全适应煤层气开发的空间尺度需求。为将稀疏的钻孔测井资料和空间密集采样的地震资料有机结合起来,实现区块尺度下煤层气富集高产区的精细预测,引入煤层气封存单元的概念,并对其构成要素和基本特征进行了讨论;提出基于地震地质综合研究,识别区块尺度下煤层气封存单元的研究思路和方法。初步研究表明:在煤层气地质理论指导下,以煤层气封存单元的封堵层(带)为研究对象,运用以地震属性分析、地震反演为核心的地震综合解释技术,将构造、围岩岩性及其组合、聚煤前后沉积微相等封堵层(带)构成要素作为主要研究内容,可以实现对煤层气封存单元的识别与划分。     

方差体技术在识别断层及陷落柱中的应用

从引入方差体技术的必要性出发 ,介绍了方差体技术的原理。通过该技术在寺河煤矿的实际应用 ,体现了方差体技术对小断层、陷落柱等地质异常体良好的自动识别效果。     

频谱分解技术在煤田精细构造解释及煤含气性预测中的应用

以煤田三维地震的应用为例,结合其他地震资料解释技术,利用断层等构造引起的相位调谐体上相位不稳定的特性,对山西阳泉矿区南部某矿三维地震资料进行精细构造解释,发现一些常规解释技术难以发现的断距小于5 m的小断层;并基于煤层气（瓦斯）富集引起的高频吸收衰减特性,利用不同频率的调谐振幅变化,预测了研究区15号煤层的含气性.     

煤层气勘探开发中地震勘探技术的作用及应用方法探讨

鉴于中国煤层气地质背景的特殊性,指出煤层气勘探开发需要地震勘探技术同时也对共提出了更高的要求。在讨论了目前煤层气地震应用现状的基础上,提出煤层气勘探地震与煤层气开发地震的概念。并结合实例提出了在煤层气勘探评价与开发的不同阶段的地震勘探思路及技术手段。对我国煤层气勘探开发中地震勘探技术的应用具有一定的指导意义。