波阻抗反演在解釋煤層厚度變化中的應用

任光玲，李 亮，侯丁根

(陜西省煤田物探測繪有限公司，陜西 西安 710005)

0 前 言

地震波阻抗反演技術是地震勘探解釋煤層厚度變化的的重要手段之一。常規地震資料反映的是地層反射界面，測井資料反映的是巖性信息，地震反演是把約束反演技術與地質統計技術聯合應用，建立精確的模型，利用地震、測井數據的互補性質，預測薄煤層的分布，因此，成為煤層預測研究的關鍵技術[1-2]。

1 基本原理

通過對大量測井數據的統計分析表明：在煤系地層中，不同巖性在測井曲線上響應不同。經過對測井曲線及分層結果分析、計算，得到了各井的波阻抗曲線。通過對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，煤層段與上下圍巖比較起來具有“低密度低速”的特征，即在電性上具有可分辨性。地震反演技術利用了測井資料的高頻和低頻信息，大幅度拓寬了地震信號的頻帶，可以更好地獲得薄層、薄互層的波阻抗信息。

本次采用的基于測井資料約束條件下的模型反演。通過計算地震噪音的均方根和數據脈沖的均值方根值，研究煤層厚度橫向變化，用正演方法預測井間煤巖層變化，建立正確的波阻抗模型[3]?；具^程如下。

1)煤層標定。

2)建立地質模型。

3)以模型為基礎的巖性寬帶約束反演。

4)煤厚反演成果分析。

2 應用實例

2.1 勘探區概況

勘探區位于永隴礦區，可采煤層為2號煤層，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)。煤層的測井曲線響應特征見圖1，地震反演流程見圖2。

圖1 煤層的測井曲線響應特征

圖2 地震反演流程

2.2 波阻抗反演應用

在常規地震時間剖面上，煤層反射波振幅變化主要是由煤層頂、底板的反射系數、地質構造及地震資料品質共同決定的，基本不可能識別煤層厚度的變化，見圖3。在反演地震剖面上煤層表現低阻抗，煤厚度輪廓可清晰地反映出來(見圖4)。

圖3 常規地震時間剖面

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行煤厚度解釋，方法為：

首先，根據地震合成記錄標定結果，在地震波阻抗反演剖面追蹤煤層頂底板層位t0，相減得到煤層的時間厚度Δt；其次，根據鉆孔資料計算煤層時間值的速度V；最后，計算煤層厚度。

ΔH=Δt×V/2

式中，Δt為煤層時間值；V為煤層速度；ΔH為解釋厚度。

由于時深轉換的系統誤差，使得解釋厚度與實際有一定誤差。用未參與反演鉆孔煤厚作為解釋校正數據，對煤厚值進行校正計算，最后得到煤層的預測厚度值，見圖5。從圖5中可以看出煤層厚度變化范圍為0～27.5 m。區內東北地段煤層較厚，厚度一般超過20 m，區內西南地段煤層較薄，厚度為0～5 m。

圖5 波阻抗反演預測煤層厚度成果圖

2.4 煤層厚度解釋精度驗證

如圖6所示，經巷道實際揭露可以知，反演解釋的煤層厚度成果精度較高。

圖6 煤厚解釋成果驗證圖

3 結 論

在常規地震剖面上，基本無法識別煤層厚度變化。在波阻抗反演地震剖面上，煤層厚度輪廓清晰反映出來，能較準確地解釋出煤層厚度的變化。經驗證，波阻抗反演解釋煤層厚度精度較高。

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