波阻抗反演在解釋煤層厚度變化中的應(yīng)用

任光玲，李 亮，侯丁根

(陜西省煤田物探測(cè)繪有限公司，陜西 西安 710005)

0 前 言

地震波阻抗反演技術(shù)是地震勘探解釋煤層厚度變化的的重要手段之一。常規(guī)地震資料反映的是地層反射界面，測(cè)井資料反映的是巖性信息，地震反演是把約束反演技術(shù)與地質(zhì)統(tǒng)計(jì)技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用，建立精確的模型，利用地震、測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的互補(bǔ)性質(zhì)，預(yù)測(cè)薄煤層的分布，因此，成為煤層預(yù)測(cè)研究的關(guān)鍵技術(shù)[1-2]。

1 基本原理

通過(guò)對(duì)大量測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析表明：在煤系地層中，不同巖性在測(cè)井曲線上響應(yīng)不同。經(jīng)過(guò)對(duì)測(cè)井曲線及分層結(jié)果分析、計(jì)算，得到了各井的波阻抗曲線。通過(guò)對(duì)目的層段的波阻抗曲線分析，得出煤層段的波阻抗值在3 000(g/cm3·m/s)左右，而上下圍巖的波阻抗值在10 000(g/cm3·m/s)左右，也就是說(shuō)，煤層段與上下圍巖比較起來(lái)具有“低密度低速”的特征，即在電性上具有可分辨性。地震反演技術(shù)利用了測(cè)井資料的高頻和低頻信息，大幅度拓寬了地震信號(hào)的頻帶，可以更好地獲得薄層、薄互層的波阻抗信息。

本次采用的基于測(cè)井資料約束條件下的模型反演。通過(guò)計(jì)算地震噪音的均方根和數(shù)據(jù)脈沖的均值方根值，研究煤層厚度橫向變化，用正演方法預(yù)測(cè)井間煤巖層變化，建立正確的波阻抗模型[3]。基本過(guò)程如下。

1)煤層標(biāo)定。

2)建立地質(zhì)模型。

3)以模型為基礎(chǔ)的巖性寬帶約束反演。

4)煤厚反演成果分析。

2 應(yīng)用實(shí)例

2.1 勘探區(qū)概況

勘探區(qū)位于永隴礦區(qū)，可采煤層為2號(hào)煤層，位于延安組下含煤段中部，煤厚變化值在0.65～26.79 m，煤厚平均值為11.52 m，鉆孔顯示煤層最大厚度為26.79 m(K2-4孔)。煤層的測(cè)井曲線響應(yīng)特征見(jiàn)圖1，地震反演流程見(jiàn)圖2。

圖1 煤層的測(cè)井曲線響應(yīng)特征

圖2 地震反演流程

2.2 波阻抗反演應(yīng)用

在常規(guī)地震時(shí)間剖面上，煤層反射波振幅變化主要是由煤層頂、底板的反射系數(shù)、地質(zhì)構(gòu)造及地震資料品質(zhì)共同決定的，基本不可能識(shí)別煤層厚度的變化，見(jiàn)圖3。在反演地震剖面上煤層表現(xiàn)低阻抗，煤厚度輪廓可清晰地反映出來(lái)(見(jiàn)圖4)。

圖3 常規(guī)地震時(shí)間剖面

圖4 波阻抗反演剖面

2.3 煤層厚度變化解釋

利用波阻抗反演成果進(jìn)行煤厚度解釋，方法為：

首先，根據(jù)地震合成記錄標(biāo)定結(jié)果，在地震波阻抗反演剖面追蹤煤層頂?shù)装鍖游籺0，相減得到煤層的時(shí)間厚度Δt；其次，根據(jù)鉆孔資料計(jì)算煤層時(shí)間值的速度V；最后，計(jì)算煤層厚度。

ΔH=Δt×V/2

式中，Δt為煤層時(shí)間值；V為煤層速度；ΔH為解釋厚度。

由于時(shí)深轉(zhuǎn)換的系統(tǒng)誤差，使得解釋厚度與實(shí)際有一定誤差。用未參與反演鉆孔煤厚作為解釋校正數(shù)據(jù)，對(duì)煤厚值進(jìn)行校正計(jì)算，最后得到煤層的預(yù)測(cè)厚度值，見(jiàn)圖5。從圖5中可以看出煤層厚度變化范圍為0～27.5 m。區(qū)內(nèi)東北地段煤層較厚，厚度一般超過(guò)20 m，區(qū)內(nèi)西南地段煤層較薄，厚度為0～5 m。

圖5 波阻抗反演預(yù)測(cè)煤層厚度成果圖

2.4 煤層厚度解釋精度驗(yàn)證

如圖6所示，經(jīng)巷道實(shí)際揭露可以知，反演解釋的煤層厚度成果精度較高。

圖6 煤厚解釋成果驗(yàn)證圖

3 結(jié) 論

在常規(guī)地震剖面上，基本無(wú)法識(shí)別煤層厚度變化。在波阻抗反演地震剖面上，煤層厚度輪廓清晰反映出來(lái)，能較準(zhǔn)確地解釋出煤層厚度的變化。經(jīng)驗(yàn)證，波阻抗反演解釋煤層厚度精度較高。

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