地震多属性反演预测底板富水性研究范文

摘要:根据地震多属性反演预测煤层顶底板富水性的原理，针对主采煤层顶板、底板岩层发育特点，在常规波阻抗反演的基础上，进行与顶板、底板岩层含水性相关的属性反演工作;利用地震不同属性参数在空间上的物性差异及分布情况，进行各参数物性差异的信息融合技术综合解释分析，得出煤层底板灰岩富水性异常分布平面图及预测成果。达到了预期的目的，为今后顶板、底板岩层富水性预测，提供了新的技术手段。

关键词:地震多属性;反演;波阻抗;信息融合;富水性

井巷开拓或开采中，来自煤层顶板、底板的水害问题是影响煤矿安全生产主要因素之一。利用地震多属性反演技术获得的与岩层富水性相关的物性参数，如:视电阻率、孔隙度、人工伽马(或密度)、高频衰减梯度等物性差异，对煤层顶板砂岩、底板灰岩的水文地质灾害问题进行分析解释，具有物性分析参数多样、物性异常差异明显、异常分布规律性明显等特点，对为矿方提供制定切实有效的防治水技术方案，保障矿井安全等至关重要，也为今后更好地运用地震手段开展相关工作提供了借鉴。

1地震多属性反演技术

1．1研究方法

针对主采煤层顶板砂岩层发育特点，在常规波阻抗反演的基础上，进行一些与砂岩层含水性相关的、有针对性的属性反演(如:视电阻率、孔隙度、人工伽马、衰减梯度、裂缝发育程度及泊松比σ和弹性模量反演等)，煤层顶板砂岩层岩性与富水性分布特征密切相关，表现为富水性强的砂岩层厚度大、电阻率低、孔隙度大、密度低、自然伽马参数低、裂隙发育大、饱和度大、泊松比σ低;富水性弱与之相反。进而从传统的地震资料中提取出更多的地震地质信息，在获得的煤层上部或下部岩层沉积岩性、砂岩层赋存的厚度变化、砂岩层视电阻率、孔隙度等与岩层含水性相关参数变化及分布，并结合三维地震成果、电法成果、井巷资料等综合分析基础上，进行合理有效的综合分析与解释，对煤层顶板、底板岩层含水性进行研究和预测。

1．2关键技术

针对煤层底板岩层含水性预测的目的，确定以地震叠后反演、叠前弹性参数提取为核心技术，测井、地震和地质综合研究紧密结合的研究思路。通过对视电阻率、孔隙度、人工伽马、自然伽马、裂缝、泊松比σ及弹性模量等多属性提取技术等，使以地震弹性波理论为基础的地层动力学特征转换成为反映岩层电性、放射性和反映岩性、岩石结构和岩石力学等相应物性特征等参数表现形式的解释技术，通过对获取的诸多参数或模量进行综合分析解释的融合解释技术等，间接为多角度认识、分析、解释、解决各种煤炭开采中遇到的各种地质问题提供帮助。是地震勘探技术应用领域与拓展的创新和发展。

2应用———以河北省张家口单侯区为例

2．1视电阻率反演

灰岩电阻率整体较高，但含水后电阻减小，在视电阻率反演数据体中，提取最小值，其异常能反映灰岩的含水性，电阻率低值异常分布特征明显。

2．2人工伽马反演

通过人工伽马模拟反演，得到人工伽马数据体，分析其异常的分布特征。人工伽马低值异常反映灰岩的密度降低，说明灰岩被岩溶改造，其孔洞、裂缝发育，通过人工伽马反演提取灰岩顶的低值异常，预测灰岩孔洞裂缝发育区，灰岩含水带。

2．3孔隙度反演

在孔隙度反演数据体中，提取最大值，分析灰岩底板的孔隙异常特征，孔隙度高值异常发育于灰岩表层，特征明显，反映灰岩的孔洞发育带。其异常主要反映岩层孔隙大小，灰岩段孔隙度低于砂岩段，低值异常分布在东北大部。

2．4自然伽马反演

通过自然伽马模拟反演，得到自然伽马数据体，灰岩段自然伽马低于砂岩段，提取灰岩顶最小值，低值区可能是灰岩被溶蚀严重区带，灰岩顶低值异常分布在东北大部。

2．5灰岩底板富水性预测成果

利用地震多属性反演技术对研究区煤层底板富水性预测。该区在富水强的区域灰岩的视电阻率、人工伽马、孔隙度、自然伽马表现三低一高的异常反应，得出研究区富水条件整体呈自西向东、自东南向东北富水异常，由弱到强呈逐渐增大趋势规律的结论，见图1。

3结束语

河北省张家口单侯区通过其他水文地质工作和手段，已经证实了富水分布，与本次预测结果吻合。利用地震多属性反演技术，对煤层底板富水分布进行综合预测尚属首次。本次研究虽然取得一定的效果，但其成果指导煤矿防治水还有较大差距，还需在方法、算法、处理等方面不断完善。

参考文献:

［1］李庆忠．走向精确勘探的道路－高分辨率地震勘探系统工程剖析［M］．北京:石油工业出版社，1995．

［2］陆孟基．地震勘探原理［M］．石油工业出版社，2001．

［3］刘丕哲．利用三维地震多属性反演技术进行煤层顶板、底板岩层富水性预测研究［R］．2017．

［4］林建东，张兴平．反演技术在解决煤层顶底板岩性应用中的几个环节［J］．中国煤炭地质，2008，(11)．

［5］中国煤炭地质总局岩性勘探课题组．煤田地球物理岩性勘探技术文集［M］．煤炭工业出版社，1996．

作者：尚晓光 单位：河北省煤田地质局