Application of Seismic Inversion Using Logging Data as Constraints in Coalfield

Seismic inversion and basic theory are briefly presented and the main idea of this method is introduced. Both non-linear wave equation inversion technique and Complete Utilization of Samples Information (CUSI) neural network analysis are used in lithological interpretation in Jibei coal field. The prediction results indicate that this method can provide reliable data for thin coal exploitation and promising area evaluation.     

An evaluation of deep thin coal seams and water-beating/resisting layers in the quaternary system using seismic inversion

Non-liner wave equation inversion, wavelet analysis and artificial neural networks were used to obtain stratum parame-ters and the distribution of thin coal seams. The lithology of the water-bearing/resisting layer in the Quaternary system was also predicted. The implementation process included calculating the well log parameters, stratum contrasting the seismic data and the well logs, and extracting, studying and predicting seismic attributes. Seismic inversion parameters, including the layer velocity and wave impedance, were calculated and effectively used for prediction and analysis. Prior knowledge and seismic interpretation were used to remedy a dearth of seismic data during the inversion procedure. This enhanced the stability of the inversion method. Non-linear seismic inversion and artificial neural networks were used to interpret coal seismic lithology and to study the wa-ter-bearing/resisting layer in the Quaternary system. Interpretation of the 1-2 m thin coal seams, and also of the wa-ter-bearing/resisting layer in the Quaternary system, is provided. The upper mining limit can be lifted from 60 m to 45 m. The pre-dictions show that this method can provide reliable data useful for thin coal seam exploitation and for lifting the upper mining limit, which is one of the principles of green mining.     

Comparison between several seismic inversion methods and their application in mountainous coal fields of western China

With the objective of establishing the necessary conditions for 3D seismic data from mountainous areas in western China, we compared the application results of wave impedance technology in the lithology and exploration of coal fields. First, we introduce principles and features of three kinds of inversion methods, i.e., Model-Based Inversion, Constrained Sparse Spike Inversion(CSSI)and Geology-Seismic Feature Inversion. Secondly, these inversion methods are contrasted in their application to 3D seismic data from some coalfields in western China. The main information provided by the research includes: improving the vertical resolution of coal deposit strata, inferring lateral variation of the lithology and predicting coal seams and their roof lithology. Finally, the comparison between the three methods shows that the model-based inversion has the higher resolution, while CSSI inversion has better waveform continuity. The geology-seismic feature inversion requires information from a large number of wells and many types of logging curves of good quality. All three methods can meet the requirements of seismic exploration for lithological exploration in coal fields.     

地震波形指示反演在薄储层预测中的应用

DX5井区梧桐沟组储层具有储层较薄、单砂体厚度小、砂体横向连续性差的特点,运用常规波阻抗反演很难对其完成精确刻画。地震波形指示反演充分利用了地震波形的横向变化,可代替传统变差函数进行高频成分模拟,对井况的要求低,比传统阻抗反演和地质统计学反演方法的确定性更强。高频结构受波形变化控制,更好地体现了沉积特征的约束。在提供储层纵向分辨率的同时,横向连续性得到了有效保证。     

高密度电法中多尺度反演提高深部异常的分辨能力研究

针对高密度电阻率法反演中关于提高深部目标体分辨能力问题进行了探讨。首先对实测视电阻率数据进行第一尺度反演,其次将第一尺度反演的结果进行正演,并将得到的视电阻率值采用＂比值法＂对实测视电阻率数据进行校正,将校正后的视电阻率数据进行第二尺度的反演,得到基本不包含浅部信息二次反演的地电断面,最后采用二次反演得到的地电断面构造＂比值参数＂对第一尺度反演的结果进行修正,得到反映全区域地电信息的反演断面。通过模型计算表明,该方法能有效提高深部异常的分辨能力。     

川东北区块宣汉东北部飞仙关组鲕滩储层地震预测

本文充分利用高分辨率地震资料 ,在储层精细标定的基础上 ,通过储层地质建模与正演 ,建立下三叠统飞仙关组鲕滩储层地震响应模式 ;借助地震属性分析和地震约束反演等技术 ,对飞仙关组 (T1f3 -1)鲕滩储层进行了预测。为优选钻探目标,提高勘探成功率提供了重要的地质依据     

煤矿采区三维地震勘探资料的反演及其岩性解译实例

测井能提供地下介质较准确的岩性参数和具有较高的垂向分辨率,但只局限于井的附近,而地震勘探有较密的横向采样,对岩性的横向变化敏感。利用三维地震资料具有大面积密集采集信息的优势,从平面和立体角度研究煤层厚度及顶底板的岩性变化,推断煤系地层岩性在平面上的变化情况,大大提高三维地震资料的纵、横向分辨率及对地质问题的研究程度。本文介绍了Strata反演软件的原理和流程,通过实际煤矿采区地震勘探资料的处理与资料分析,在大量统计的基础上建立了不同岩性与波阻抗之间的解释标准,说明了在岩性描述中的应用与成果。     

Particle swarm optimization and its application to seismic inversion of igneous rocks

In order to improve the fine structure inversion ability of igneous rocks for the exploration of underlying strata, based on particle swarm optimization(PSO), we have developed a method for seismic wave impedance inversion. Through numerical simulation, we tested the effects of different algorithm parameters and different model parameterization methods on PSO wave impedance inversion, and analyzed the characteristics of PSO method. Under the conclusions drawn from numerical simulation, we propose the scheme of combining a cross-moving strategy based on a divided block model and high-frequency filtering technology for PSO inversion. By analyzing the inversion results of a wedge model of a pitchout coal seam and a coal coking model with igneous rock intrusion, we discuss the vertical and horizontal resolution, stability and reliability of PSO inversion. Based on the actual seismic and logging data from an igneous area, by taking a seismic profile through wells as an example, we discuss the characteristics of three inversion methods, including model-based wave impedance inversion, multi-attribute seismic inversion based on probabilistic neural network(PNN) and wave impedance inversion based on PSO.And we draw the conclusion that the inversion based on PSO method has a better result for this igneous area.     

煤田采区火成岩分布地震反演技术的应用研究

将基于模型的地震反演技术应用于国桩采区地震资料岩性解释过程中．首先对基于模型的地震反演原理进行了阐述，并针对煤田测井数据特点进行了数据处理与分析，然后对地震子渡进行了分析提取，实现了精细的火威岩的层位标定．通过对国桩采区的火成岩及煤系地层进行的综合地质分析，利用地震反演技术实现了火成岩与煤系地层的薄层分布信息预测．结果表明，该方法有效的提高地了地震数据的分辨率，能解释常规剖面上不易识别出的一些地质现象，为采区火成岩的分布，薄煤层的开采、有利区带的评价提供详实的信息。     

苏里格气田S区块有效砂岩储层波阻抗反演

苏里格气田S区块储层具有低孔、低渗、非均质性强的特点,储层埋深较大,有效砂岩储层薄。且地表为沙漠、半沙漠环境,煤层发育,地震信号屏蔽现象严重,地震资料分辨率低,有效砂岩储层地震响应特征不明显,地震响应隐含于薄互层复合响应中,由此地震资料获取的波阻抗反演结果无法识别有效砂岩储层。为此,针对该问题,提出了解决方案：应用HFE高分辨率处理技术对地震数据进行重新处理,在保真的基础上改善地震数据分辨率,然后在高分辨率地震数据基础上进行AIW波阻抗反演获取波阻抗数据体识别有效砂岩储层。研究结果表明,应用HFE高分辨率技术及AIW波阻抗反演方法后,原始地震数据的品质得到了较大改善,分辨率得到了较大提高,且AIW波阻抗反演结果与井数据吻合较好,为HFE高分辨率处理技术及AIW波阻抗反演方法在其他油气田的应用提供一定的经验和参考价值。     

钻孔瞬变电磁拟地震反演方法在露天煤矿采空区精细探测中的应用

露天开采煤矿地下存在大量小煤窑采空区,严重威胁煤矿生产安全和人员生命安全。受露天煤矿地表工作环境影响,常规物探手段探测采空区精度较差,而钻孔瞬变电磁探测是一种精度较高的探测方法,属于一种动源动接收的工作方法。为提高资料处理精度,应用滑动时窗波场反变换算法对数据进行高精度波场转换,采用共轭梯度法研究了针对瞬变电磁虚拟波场数据的拟声波介质全波形反演算法,实现了钻孔瞬变电磁数据的拟地震反演,计算了三维数值模型数据的反演结果,并对钻孔径向的小规模低阻异常体取得了良好的成像效果。结合山西朔州地区某露天煤矿的工程实践,对该方法精细探测积水采空巷道形态、性质和规模的实用性和有效性进行了检验。结果表明:钻孔瞬变电磁探测方法是矿井物探与钻探的有机结合与相互补充,拟地震反演方法能够有效应用于露天煤矿采空区的精细解释。     

基于随机分形模拟与Seislog技术预测薄(互)层砂体

地震反演的分辨率大于10m，厚度小于10m的储层砂体在地震反演结果中常常相互叠加，不能单独预测出来，降低了预测精度和预测结果的应用。因此，利用地震资料预测薄(互)层砂体是目前储层预测的一个难点和前沿课题。虽然宽带约束反演表面上能提高分辨率，但那是伪分辨率，不仅没有多大的实际意义，而且计算量大。将随机分形模拟与Seislog软件相结合较好地解决了以上问题。应用实例表明，该方法能预测厚度5m左右的砂体，不仅预测精度较高，而且计算量小，在微机上很容易实现。     

煤矿水文瞬变电磁法数据处理软件开发及应用

瞬变电磁测深法是当前煤矿水文电法勘探中最常用的物探方法之一,本文在总结煤矿水文瞬变电磁法野外工作技术方法特点的基础上,针对其资料处理、解释的要求设计了煤矿水文瞬变电磁法数据解释软件。该软件包括数据预处理、反演解释和正演模拟等模块。在实际勘探资料中的应用,表明该软件使用方便、实用性强,处理效果良好。     

利用拟声波曲线进行高分辨率地震反演

由于地下情况的复杂性和地震原始资料的分辨率的影响,要得到一个令地质家和地球物理学家满意的结果还是相当困难,特别是井约束反演都要用到声波曲线,当声波曲线由于各方面的影响不能反映储层的真实情况时,反演的结果就会与实际情况相差很大,针对这种情况,提出了拟声波的方法来解决这个问题.介绍了测井约束波阻抗反演技术和拟声波技术的原理及方法.该反演方法是基于初始模型的反演方法,利用拟声波曲线代替声波曲线来建立初始模型,并进行波阻抗反演,可以大大提高反演结果对储层反映的精确度.该方法在实际的应用过程中得到了很好的效果.     

煤岩体结构构造特征的频谱分析与应用

地震波作为一种信息的载体,在煤岩介质中传播时携带了大量的地质体信息,并通过不同震波参数特性表达出来。频谱特性即是一种对煤岩体结构构造特征判定具有重要指导意义的参数。文章对频谱分析技术的基础和原理进行分析,利用反射共偏移探测法进行数据采集,对煤岩体介质中的柱状构造、空洞、注浆质量检测等结构构造特征进行实例探测,结果表明煤岩体介质中的各种地质特征可以利用频谱分析技术进行判定与解释,其应用效果显著。     

基于SVD算法的瑞雷波频散曲线的快速稳定反演

利用奇异值分解算法对瑞雷波频散曲线进行反演,提高横波速度的反演精度,引入权重矩阵提高数据分辨率,采用自适应修改阻尼因子提高迭代效果并协调分辨率与解的关系。某高速公路软土路基实测资料试算结果表明,用该算法对瞬态瑞雷波频散曲线进行反演,不但具有稳定性好、精度高、分辨能力强的特点,而且能自动分层和反演地层参数。     

层析成像在巷道无线电波透视法中的应用

针对巷道无线电波透视法实测数据不完整和反演方程组欠定这一问题，利用层析成像方法，重建了地质异常体图像．层析成像算法根据数据量大小、品质来选择矩阵反演法与迭代重建法，然后对物理模型、实测资料进行层析成像处理，结果获得满意的重建异常体图像．层析成像具有稳定性好、抗干扰能力强、分辨力高等特点，且异常体的性质也有反映，说明该方法在巷道无线电波透视中是可行的．     

利用SG平滑滤波优化GNSS-R潮位反演

利用全球导航卫星系统反射(GNSS-R)信号进行潮位反演时,需要对多路径频率进行估计.常规反演方法仅对主频率估计,因此存在数据利用率低、反演结果时间分辨率不足的问题.为解决该问题,本文利用Savitzky-Golay(SG)平滑滤波优化GNSS-R潮位反演.首先,利用Lomb-Scargle周期图(LSP)法提取信号功率的前4个频率f₁~f₄,并反演它们对应的潮位值;然后,利用SG平滑滤波方法提取最佳反演结果;最后,以法国BRST站和MAYG站30 d的数据验证算法的有效性.通过与LSP法和窗口LSP(WINLSP)法进行对比,结果表明:相比LSP法,滤波后BRST站和MAYG站的日均反演值数量分别提升34.3%和19.6%,反演值的最大时间间隔分别减少43.2%和29.4%,RMSE值变化不大;相比WINLSP法,滤波后BRST站和MAYG站的日均反演值数量分别提升24.2%和45.9%,反演值最大时间间隔分别减少25.4%和28.6%,RMSE值均减少了7 cm.总体而言,该方法能够在保证精度的前提下提高反演结果的数量,同时提高了数据的利用率和潮位反演的时间分辨率.     

二维重力“等维”反演研究

利用线性反演的正则化方法对不同高度上观测的重力数据进行二维重力“等维”反演研究。模型试验结果表明：综合利用不同高度上的位场数据进行联合反演,在一定程度上能解决重磁位场反演的“上漂”问题,提高重磁位场异常反演的垂向分辨率,反演的模型质心坐标误差降低。     

侧扫声呐图像反演海底地形的一种线性算法

为弥补现有测深方法在获取海底微地形方面的不足,基于侧扫声呐高分辨率成像特点,提出一种侧扫声呐图像反演三维海底绝对地形的线性化算法.首先,根据侧扫声呐成像原理给出声波入射方向的估算模型,基于海底表面漫反射模型推导出一种线性化反演模型,并以同区域初始地形作为约束建立反演地形的约束模型,实现了反演地形向绝对地形的转变;在此基础上,给出完整的侧扫声呐图像反演三维海底绝对地形的流程以及精度评定方法;最后,借助实验对该方法进行了检验和验证.实验结果表明,该方法可以获得均方根误差优于15 cm、分辨率为初始地形170倍的海底地形.