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(中煤科工集團(tuán) 西安研究院有限公司，陜西 西安 710077)

地震屬性分析技術(shù)在煤礦采區(qū)勘探中的應(yīng)用

鄒云超，孫永亮，劉斌

(中煤科工集團(tuán)西安研究院有限公司，陜西西安710077)

地震數(shù)據(jù)反演地下模型參數(shù)(地震資料解釋)總是存在多解性，即地震屬性成果顯示與地質(zhì)目標(biāo)并非一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。故有必要分析、研究影響地震屬性應(yīng)用的不確定性因素。山東趙樓煤礦煤層局部區(qū)域受沉積因素影響，煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，夾矸較多、厚度不穩(wěn)定(煤層變薄甚至缺失)，利用采區(qū)工作面形成過程中不斷豐富的地質(zhì)資料標(biāo)定存在多解的地震屬性數(shù)據(jù)，充分挖掘地震屬性反映的地質(zhì)信息，提高了采區(qū)三維地震勘探對(duì)煤層沉積異常范圍的解釋精度。

地震屬性；不確定性分析；采區(qū)勘探

地震資料的屬性解釋技術(shù)，即地震屬性提取、優(yōu)選和聯(lián)合解釋技術(shù)。由于地震觀測(cè)數(shù)據(jù)不能全方位觀測(cè)，同時(shí)由于邊界條件的不確定性，初始條件狀態(tài)的不可預(yù)知性，使得使用地震數(shù)據(jù)推演地下模型時(shí)存在多種可能。所以，地震屬性成果顯示與反演地質(zhì)條件并不是一一對(duì)應(yīng)的，地震屬性異常時(shí)，地質(zhì)目標(biāo)也可能是正常的，相應(yīng)的地震屬性正常的情況下也可能監(jiān)測(cè)到異常的地質(zhì)目標(biāo)。為了減少多解性使解趨于穩(wěn)定，對(duì)影響地震屬性應(yīng)用中的不確定性因素進(jìn)行分析、研究，利用互相約束的多種信息對(duì)地震屬性綜合標(biāo)定[1]，將成為使解趨于穩(wěn)定、提高地震屬性解釋成果可靠性的重要方法和途徑。

1 問題的提出

趙樓煤礦煤層局部區(qū)域受沉積因素影響，煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，夾矸較多、厚度不穩(wěn)定(煤層變薄甚至缺失)；與此同時(shí)，采區(qū)內(nèi)煤層存在巖漿巖侵入、斷層等多種地質(zhì)異常。這就需要查明煤層沉積異常區(qū)的范圍，以便為合理布置采煤工作面提供良好的地質(zhì)依據(jù)，這些地質(zhì)異常在地震屬性上可能同時(shí)表現(xiàn)為低屬性或高屬性異常。此外，地表?xiàng)l件、屬性算法、屬性提取、數(shù)據(jù)處理等因素同樣有可能與地質(zhì)因素共同作用引起地震屬性異常[2-3]。在缺乏足夠的地質(zhì)標(biāo)定信息的情況下很難將每一處屬性異常與每一種引起屬性異常的因素建立一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，進(jìn)而很難對(duì)煤層結(jié)構(gòu)及賦存狀態(tài)做出精確解釋。圖1為時(shí)間剖面與均方根振幅屬性曲線對(duì)比圖，從圖中可以看出低均方根振幅屬性與反射波同相軸能量變?nèi)?、消失、連續(xù)性變差相對(duì)應(yīng)；圖2為層位之下波峰個(gè)數(shù)屬性異常區(qū)的反映；圖3為非零樣點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì)信息屬性圖，圖中每一處異常對(duì)應(yīng)確定的地表?xiàng)l件。圖1、圖2中屬性異常位置、范圍清晰、明確，但引起該異常的具體因素需借助其他信息才能進(jìn)一步標(biāo)定、確認(rèn)。

圖1 1304運(yùn)輸巷位置的3煤層反射波與反射波均方根振幅屬性曲線對(duì)比

圖2 層位之下波峰個(gè)數(shù)屬性異常區(qū)的反映

圖3 非零樣點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì)信息屬性圖

2 屬性分析及解釋

2.1 利用已知資料優(yōu)選、標(biāo)定地震屬性

利用工作面形成過程中不斷豐富的地質(zhì)資料標(biāo)定存在多解性的地震屬性數(shù)據(jù)是工作面形成過程中屬性分析技術(shù)的關(guān)鍵[4]。圖4、圖5為工作面形成過程中隨著巷道掘進(jìn)而揭露的煤層結(jié)構(gòu)信息，通過對(duì)比可以確認(rèn)巷道揭露煤層異常范圍與層位之下波峰個(gè)數(shù)屬性、均方根振幅屬性(圖6)異常范圍吻合較好。為此，通過巷道揭露信息初步標(biāo)定圖2、圖6中圈定的屬性異常范圍為煤層沉積異常范圍。

圖4 煤層沉積異常區(qū)在1304運(yùn)輸巷上表現(xiàn)為沉積缺失

圖5 煤層沉積異常區(qū)在1304軌道巷上表現(xiàn)為沉積變薄

2.2 多種信息綜合約束[5]

為了減少多解性使解趨于穩(wěn)定，多種信息的綜合及互相約束，就成為使解趨于穩(wěn)定的重要方法和途徑。

圖2中圈定的屬性異常區(qū)有2個(gè)，圖3的非零樣點(diǎn)數(shù)屬性(non-zero sample count)反映區(qū)內(nèi)的障礙物對(duì)地震信號(hào)影響范圍。圖3下部異常范圍與圖2下部異常區(qū)范圍一致，所以圖2下部異常區(qū)是由村莊對(duì)地震信號(hào)的影響造成的可能性較大，最后綜合利用圖3上部、圖6中圈定的異常范圍及巷道揭露信息相互約束、修正，最終確定煤層沉積異常范圍如圖7所示。

圖7 煤層沉積異常區(qū)的范圍示意

2.3 地質(zhì)結(jié)論

利用巷道揭露地質(zhì)信息、地震屬性信息的綜合標(biāo)定、約束作用，充分挖掘地震屬性反映的地質(zhì)信息是屬性分析的關(guān)鍵技術(shù)，其最終目的是為合理布置采煤工作服務(wù)，結(jié)合工作區(qū)地質(zhì)背景及前期地質(zhì)勘探成果綜合分析確認(rèn)上文圈定的煤層沉積異常區(qū)為煤層沖刷帶的可靠性較高。

3 結(jié)束語

(1)總結(jié)和研究勘探區(qū)內(nèi)的構(gòu)造發(fā)育和煤層結(jié)構(gòu)變化等地質(zhì)規(guī)律，可以反過來驗(yàn)證分析結(jié)果，從而更好地理解地震資料，得到更加準(zhǔn)確的勘探結(jié)果。受當(dāng)前的科學(xué)技術(shù)手段限制，得到的數(shù)據(jù)可能是不準(zhǔn)確的，或者是存在局限性的，這些數(shù)據(jù)包括各種原始的地質(zhì)信息數(shù)據(jù)，也包括由此推論得到的處理成果數(shù)據(jù)，他們存在多解性。但從地質(zhì)規(guī)律的角度出發(fā)，各種信息還是通過內(nèi)在關(guān)系聯(lián)系在一起的。運(yùn)用多種方法綜合分析煤礦勘探和生產(chǎn)中獲得的鉆探、巷探、采掘及地震基礎(chǔ)資料等并將分析結(jié)論整合于地震解釋成果中，最終得到需要的符合地質(zhì)規(guī)律的有用信息[6]。

(2)分析地震屬性與煤礦采區(qū)三維地震勘探對(duì)象之間的關(guān)系時(shí)，發(fā)現(xiàn)他們之間的關(guān)系并不簡(jiǎn)單，如果用靜止的眼光觀察他們很可能會(huì)得到錯(cuò)誤的結(jié)論，因此需要不斷地積累、提高和完善自身素質(zhì)[7]。借助于豐富的巷道掘進(jìn)信息，對(duì)地震資料做進(jìn)一步數(shù)據(jù)處理、屬性分析，實(shí)現(xiàn)三維地震數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)解釋和巷道掘進(jìn)過程中的超前構(gòu)造預(yù)測(cè)，是提高采區(qū)構(gòu)造解釋成果可靠性的重要途徑。但是，目前多數(shù)地震勘探工作僅一次性提供解釋成果，致使大多數(shù)資料在后期的生產(chǎn)中不能或很難與生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合起來從而被有效利用，這限制了地震成果效益的發(fā)揮，也造成了巨大的成果資源浪費(fèi)。

為此，本文的研究重點(diǎn)是，在屬性解釋技術(shù)應(yīng)用理論研究的基礎(chǔ)上，把三維地震屬性信息與采區(qū)巷道掘進(jìn)過程中的地質(zhì)信息相融合，實(shí)現(xiàn)三維地震信息的動(dòng)態(tài)解釋。將采區(qū)三維地震勘探成果數(shù)據(jù)體，由“死”變“活”、由“靜”變“動(dòng)”。

[1]熊 翥.21世紀(jì)初中期油氣地球物理技術(shù)展望[M].石油工業(yè)出版社，2006.

[2]張建寧，于建國(guó).地震屬性應(yīng)用中的不確定性分析[J].石油物探，2006，44(4)：373-379.

[3]朱紅娟.煤礦采區(qū)三維地震屬性應(yīng)用中的風(fēng)險(xiǎn)分析與動(dòng)態(tài)解釋[J].物探與化探，2010，34(6)：745-749.

[4]印興耀，周靜毅.地震屬性優(yōu)化方法綜述[J].石油地球物理勘探，2005，40(4)：482-489.

[5]張玉忠，楊永波.運(yùn)用地震屬性技術(shù)預(yù)測(cè)煤層厚度[J].煤炭技術(shù)，2009，28(3)：126-129.

[6]程建遠(yuǎn)，何文欣，朱書階.三維地震資料的精細(xì)解釋技術(shù)[J].煤田地質(zhì)與勘探，2001，29(6)：55-58.

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[8]程 詳，趙光明，孟祥瑞，等.上提綜采面破碎頂板片幫冒頂分析與控制技術(shù)研究[J].西安科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2012(4)：420-426，433.

[9]程 洋，趙光明，孟祥瑞，等.上提綜采面破碎頂板片幫冒頂分析與控制技術(shù)研究[J].西安科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，32(4)：420-426，433.

[責(zé)任編輯：鄒正立]

Application of Seismic Attributive Analysis Technology in Mining Zone Exploration

ZOU Yun-chao, SUN Yong-liang, LIU Bin

(Xi'an Research Institute Co., Ltd., China Coal Technology Engineering Group, Xi'an 710077, China)

There is always multi-solution obsession in reversing underground model parameters with seismic data because the seismic attributive result exploration is not one-to-one correspondence with geological goal.So it is necessary to analyzed uncertainty factors of influencing seismic attributive.Influenced by sedimentary factor, coal-seam structure is complex for much parting number and unstable thickness in local area of Zhaolou Colliery.Applying abundant geological data to demarcating seismic attributive data and mining geological information reflected by seismic attributive, exploration accuracy of 3-d seismic exploration for coal-seam sediment abnormity range was improved.

seismic attributive;uncertainty analysis；mining zone exploration

2014-08-26

10.13532/j.cnki.cn11-3677/td.2014.06.007

國(guó)家科技重大專項(xiàng)課題(2011ZX05040-002)

鄒云超(1983-)，男，黑龍江哈爾濱人，助理研究員，主要從事地震勘探工作。

鄒云超，孫永亮，劉 斌.地震屬性分析技術(shù)在煤礦采區(qū)勘探中的應(yīng)用[J].煤礦開采，2014，19(6)：29-30，53.

TD15

A

1006-6225(2014)06-0029-02