矿区多属性地震解释技术

发布时间：2022-10-05 10:03 热度：

　　近年来，随着地震资料处理、解释硬件软件的更新，地震资料分析、解释手段多样化，使三维地震资料解释精度进一步提高。以往三维地震资料处理、解释受计算机硬件、软件技术限制，对勘察区内主采煤层及底板灰岩的解释精度不高，与满足煤矿安全生产要求存在差距。因此迫切需要充分利用已知的巷道及钻孔资料，选用三维地震资料处理与解释新技术、新方法，使用多种地震属性分析技术手段，提高地震勘探的精度和解决地质问题的能力。

　　关键词：三维地震勘探;多属性地震解释技术;曲率体;蚂蚁体;均方根振幅;谱分解

　　1勘察区地质概况

　　勘察区位于淮南煤田，淮南煤田地处华北板块的南缘，是一走向近东西的对称构造盆地，构造较为复杂。勘察区为全隐蔽式煤田，自上而下赋存有第四系、二叠系、石炭系、奥陶系，区内含煤地层为二叠统山西组、石盒子组，本次研究目的煤层为13-1煤、11-2煤、8煤、4-1煤、A组煤。1.1地表和浅层地震地质条件勘察区潜水面一般为2~3m，有利于对地震波的激发，据以往地震资料分析，产生的波频率成分比较丰富，区内激发条件良好。1.2深层地震地质条件勘察区被松散冲积层所覆盖，煤层较厚，且煤层与顶、底板之间的波阻抗差异大，是比较好的反射界面，形成的反射波能量较强，反射波形态明显，主要可采煤层较厚，属稳定或较稳定煤层。勘察区深层地震地质条件良好。

　　2主要地质任务

　　本次处理解释地质任务如下：①本次数据处理、解释的目的层为基岩面、煤层、C组灰岩及奥灰顶界面。②解释煤层落差3m及以上断层，5m以上褶曲，平面摆动误差小于15m，3m以下断点尽可能给与组合。③重点解释A组煤至奥灰段的断裂构造、陷落柱、溶洞等。④解释各煤层起伏形态，煤层底板标高误差不大于1.5%。⑤查找直径大于20m陷落柱、火成岩侵入、各煤层变薄带及其它地质构造异常现象。⑥解释各煤层厚度变化趋势，勾绘0.5m的煤厚等值线图。

　　3主要地震资料目标处理

　　针对深部煤层及灰岩的反射波能量较弱采用的目标处理，适当提高信噪比，有利于可靠对比追踪层位。处理流程与精细处理一样，区别主要是反褶积不同。进行了一系列模块和参数的测试工作，最终选择在常规地表一致性预测反褶积后串联零相位反褶积，经过处理后深部反射波能量增强，信噪比提高，有利于深部煤层及灰岩的对比解释。

　　4多属性分析技术与应用

　　采用先进的多种地震属性技术对地震资料进行综合分析解释，可以有效识别细微构造及地质异常现象。地震属性种类较多，本文选取了如下地震属性：曲率体、蚂蚁体、均方根振幅(RmsAmplitude)、谱分解进行介绍。

　　4.1利用曲率解释

　　曲率是曲面在某点的褶皱程度的度量。在数学上，对一条曲线，曲率定义为圆的半径R的倒数。在地震解释资料中，正曲率通常代表的是背斜面，负曲率通常代表了向斜面。曲率属性技术属于出现较晚、比较新的一种地震属性技术，它的原理主要根据底层的弯曲程度的变化对构造和煤层进行分析解释，通过对地质体的曲率变化去分辨断层、裂缝、弯曲和褶皱等构造。曲率属性对构造形态的变化非常灵敏，细微的变化在曲率中也能够反映出来，地层中倘若存在一定规模的构造或异常，曲率属性的形态就会发生突变[1]。通过提取曲率属性，从图1可以看出它不仅反映了大的断裂系统的分布，而且小断层和地质异常反映也非常清晰。

　　4.2蚂蚁追踪技术

　　蚂蚁追踪算法是一种复杂的地震属性，主要用于断面的自动解释，它最大的特点就是减小了解释工作中的人为干扰，提高了解释主观性。该算法原理是通过在设定大量的电子“蚂蚁”，给其定义一类信息素，如“蚂蚁”在数据体中寻找到类似的信息素，则给出相应明显的标记。蚂蚁追踪算法可突出特殊地层的不连续性，可以识别相对更为细微的构造[2]。蚂蚁体融合技术，可识别断层尖灭位置。本区的蚂蚁体切片如图2所示。

　　4.3振幅解释

　　地震振幅的大小取决于反射系数的大小和反射系数的组合，反映了地层物性的变化。振幅的平面变化会反映岩性的变化规律，以此可以判断特殊岩性体的存在。煤层反射波振幅数值在钻探资料的约束下，可以预测煤层厚度变化趋势[3]。精细解释求取了反射波均方根振幅，其岩层切片可以识别岩性成分及煤层厚度变化、岩浆岩侵蚀煤层情况。从图3分析，随深度的增加能量减弱，三灰下顶界面反射波振幅较弱，局部可连续追踪对比，奥灰顶界面反射波很弱，难以连续识别，局部物性差异能表现出来。

　　4.4利用谱分解解释

　　谱分解方法从是通过频谱分解算法对地震数据进行处理，将原有的t和h信息转换频率信息。解释人员浏览特定频率的数据，识别出全带宽显示中可能忽略的地层和构造特征[4]。通过谱分解技术可以得到振幅谱和相位谱调谐数据体，其中断层在相位谱调谐数据体中反映十分灵敏，使得该技术成为断层解释的一种重要手段。频率变化从15~90Hz，间隔15Hz。30~60Hz之间能够显示较大的构造变化，细小构造也能表现出来。谱分解技术还可以解释火成岩对煤层的侵蚀，其基本原理是火成岩与煤层的地震反射波频率属性差距较大，火成岩侵蚀后相对侵蚀前所接受到的反射波频谱较宽且主频变高。通过对图4解释本区没有发现火成岩侵蚀煤层。

　　4.5三维可视化技术

　　三维可视化技术就是通过在三维空间中，综合显示各种地震属性剖面和切片、解释的层位及断层、各类沿层属性、井数据等，便于对解释结果进行观察和分析，有助于解释人员对可能解释的错误进行快速的判断和修改，最大限度地保证解释成果的正确性。本区的三维可视化空间体如图5所示。

　　5结论

　　利用多种地震属性分析技术对构造进行解释，可以提高煤厚解释的精度，提高分析陷落柱、火成岩侵入等地质构造异常的分辨力，以及从多角度来检查断层在平面上的组合、切割关系及其空间展布特点，可以进一步保证地震资料解释的精度和准确性。

　　参考文献：

　　[1]关继荣,王佐强,吴波.地震资料解释新技术对陷落柱的识别[J].西部探矿工程,2018,30(10):152-153，158.

　　[2]胡滨,张世鑫.蚂蚁追踪技术在断层解释中的应用[J].中国石油和化工标准与质量,2018,38(9):175-176，178.

　　[3]吕进英.煤层地震波振幅切片解释煤层变薄带及应用实例[J].安徽地质,2008(1):29-31.

　　[4]张宝真.滩坝砂储层预测方法研究及应用[D].中国石油大学,2011.

　　作者：井然 单位：安徽省煤田地质局物探测量队