尚曉光

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地震屬性體在煤田高精度解釋中的應(yīng)用

尚曉光

在煤炭開采中，煤田構(gòu)造（斷層、陷落柱、裂隙等）是影響安全生產(chǎn)和效率的一個(gè)重要地質(zhì)因素。因此準(zhǔn)確推斷這些構(gòu)造對(duì)于煤礦安全生產(chǎn)來說尤為重要。在煤田解釋中對(duì)于較大的斷層都是運(yùn)用從時(shí)間剖面上有明顯錯(cuò)段，看起來比較容易，然而對(duì)于落差較小的斷層，要通過剖面上看波形的輕微變化，識(shí)別起來很難，而地震屬性體可以幫助我們更好地了解斷層和裂隙系統(tǒng)，為了更好地對(duì)構(gòu)造進(jìn)行識(shí)別，我們采用地震屬性體技術(shù)，提取對(duì)于不連續(xù)比較敏感的相干屬性、曲率屬性、分頻屬性，并形成屬性體的綜合應(yīng)用為煤田高精度解釋提供了一種有效的方法，尤其對(duì)小斷層解釋幫助很大。

近年來，煤炭開采逐漸由地質(zhì)條件相對(duì)簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)向相對(duì)復(fù)雜的礦區(qū)，這些礦區(qū)往往斷層、褶皺發(fā)育，煤層破壞嚴(yán)重，且其構(gòu)造易形成導(dǎo)水通道，以及瓦斯突出。為有效解決煤采區(qū)構(gòu)造問題，特別是查明小構(gòu)造的位置、大小和展布方向，規(guī)避地質(zhì)災(zāi)害和安全事故的發(fā)生。

地震屬性體

相干體提取技術(shù)

相干體技術(shù)用于檢測(cè)地震波同向軸的不連續(xù)性。其基本原理是在偏移后的三維數(shù)據(jù)體中，對(duì)每一道每一個(gè)樣點(diǎn)求得與周圍數(shù)據(jù)的相干性，形成一個(gè)表征相干性的三維數(shù)據(jù)體，即計(jì)算時(shí)窗內(nèi)的數(shù)據(jù)相干性，把這一結(jié)果賦予時(shí)窗中心樣點(diǎn)。相對(duì)于其他裂隙預(yù)測(cè)方法，相干體技術(shù)有其自身的優(yōu)點(diǎn)：

（1）相干性計(jì)算是對(duì)原始地震資料進(jìn)行的，它提供的斷層形態(tài)不存在由于解釋員對(duì)比和層位的自動(dòng)拾取產(chǎn)生的偏差，精度較高，人為因素較少；

（2）它壓制了橫向一致性的地層構(gòu)造特征，其水平時(shí)間切片顯示了任意方向的斷層，可克服同向軸的斷層難以解釋的困難，提供另一個(gè)視角更直觀的觀測(cè)結(jié)果；

（3）層位解釋前，首先瀏覽和解釋相干體水平切片，可以快速識(shí)別和把握斷裂系統(tǒng)的總體特征，指導(dǎo)層位解釋。解釋中可反復(fù)實(shí)用相干體切片驗(yàn)證和修正斷層解釋方案。

曲率體提取技術(shù)

曲率法是基于裂隙的生成機(jī)理而形成的一種用于刻畫裂隙分布情況的數(shù)學(xué)方法。曲率是反映線或面彎曲程度的量化參數(shù)，構(gòu)造應(yīng)力的高低反映的是地層的應(yīng)變大小。一般來講，構(gòu)造應(yīng)力高，說明地層彎曲就大，曲率值高，破裂作用也應(yīng)增加。構(gòu)造曲率法即是根據(jù)該原理，通過求取地震反射波的曲率值，進(jìn)而達(dá)到評(píng)價(jià)裂隙發(fā)育程度的一種方法。

應(yīng)變量定量計(jì)算的理論基礎(chǔ)是：在脆彈性變形的條件下，褶皺變形和其它宏觀永久變形（除斷層外）都是通過一系列的巖石破裂來實(shí)現(xiàn)的，應(yīng)變量越大，破裂程度越高。應(yīng)變量定量計(jì)算法是在三維構(gòu)造精細(xì)解釋的基礎(chǔ)上，采用應(yīng)變量定量計(jì)算軟件計(jì)算應(yīng)變量的分布并預(yù)測(cè)裂縫的發(fā)育程度。

分頻體提取技術(shù)

分頻（譜分解）技術(shù)是沿著目的儲(chǔ)層或固定時(shí)窗對(duì)地震反射成分中各種頻率成分對(duì)應(yīng)的調(diào)諧能量進(jìn)行識(shí)別成像，以此刻畫儲(chǔ)層特征及斷裂系統(tǒng)。該方法有效避免了常規(guī)屬性分析的調(diào)諧陷阱，提高了薄層及斷裂識(shí)別能力，更好更客觀地反應(yīng)地下地質(zhì)情況。

譜分解的出發(fā)點(diǎn)是每個(gè)薄層產(chǎn)生的地震反射在頻率域都有一個(gè)對(duì)應(yīng)的頻率成分，該頻率成分可以反應(yīng)薄層的地質(zhì)特征，譜分解技術(shù)通過將時(shí)間域地震信息變換到頻率域。實(shí)際地震反射波常常是多個(gè)薄層的綜合響應(yīng)，但薄互層組產(chǎn)生的復(fù)雜的調(diào)諧反射在頻率域卻是唯一的，調(diào)諧反射振幅譜的干涉圖定義了合成該反射的單個(gè)薄層的聲波特征關(guān)系，即薄層頂、底反射界面的反射系數(shù)的干涉結(jié)果在振幅譜中出現(xiàn)頻陷，通過振幅譜頻陷曲線可以識(shí)別薄層的厚度變化，振幅頻陷周期頻率進(jìn)一步確定薄層厚度；相位譜上相位的不穩(wěn)定性可以識(shí)別地層橫向上的不連續(xù)性。該技術(shù)可提取地震資料有效帶寬范圍內(nèi)所有離散頻率對(duì)應(yīng)的調(diào)諧振幅，解釋人以交互、動(dòng)態(tài)的方式分析振幅譜和相位譜上相關(guān)的干涉現(xiàn)象，研究薄層縱橫向上的連續(xù)變化。

高頻信息多會(huì)弱化部分?jǐn)鄬拥南喔商卣?。通過分頻處理，確定與斷層響應(yīng)的優(yōu)勢(shì)頻率，分離該頻率下的相位體，再進(jìn)行相干處理。

對(duì)地震數(shù)據(jù)進(jìn)行從時(shí)間域到頻率域的轉(zhuǎn)換，生成一系列不同頻率的頻譜切片，或者運(yùn)用離散頻率時(shí)間切片，對(duì)特殊地質(zhì)異?，F(xiàn)象進(jìn)行識(shí)別，指導(dǎo)解釋成果。

圖1　相干體解釋成果

圖2　曲率體解釋成果

圖3　分頻體解釋成果

地震屬性體（見圖1、圖2、圖3）

結(jié)語(yǔ)

通過對(duì)不同地震屬性提取得到的數(shù)據(jù)體對(duì)比分析，我們可以看出發(fā)現(xiàn)每種地震屬性在識(shí)別構(gòu)造都有自己的優(yōu)勢(shì)，相干體識(shí)別的微小斷層和地層沉積特征，預(yù)測(cè)裂縫性儲(chǔ)層發(fā)育區(qū)的有效手段；曲率體在控制裂縫發(fā)育的密度、方向、寬度和深度方面起到一定的作用；分頻體刻畫儲(chǔ)層特征和斷裂識(shí)別能力；從而幫助解釋人員更好地了解煤田構(gòu)造，在高精度解釋中作出更為準(zhǔn)確的判斷。最終綜合該區(qū)幾種屬性體提取解釋的成果，排除掉煤層傾角轉(zhuǎn)折處的斷層，共解釋斷層15條，陷落柱2個(gè)，煤層產(chǎn)狀突變區(qū)域3個(gè)，異常區(qū)6個(gè)。

尚曉光

河北省煤田物測(cè)隊(duì)

尚曉光（高級(jí)工程師）。

10.3969/j.issn.1001-8972.2016.11.003