摘要：地震技术已成为煤层气勘探开发中有效的勘探手段。本文阐述了地震技术在煤层气勘探开发中的应用现状与发展趋势。
关键词：地震技术；煤层气勘探开发；应用现状；发展趋势
煤层气作为一种新型能源，越来越引起许多产煤国家的重视。而将地震勘探技术系统地应用于煤层气的勘探中，拓宽了地震勘探的应用范围，达到了发展地震勘探技术的目的。
一、煤层气概述
煤层气是指储存在煤层中以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主、部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体，是煤的伴生矿产资源，属非常规天然气，是近年来崛起的洁净、优质能源和化工原料。俗称“瓦斯”，热值是通用煤的2～5倍，1立方米纯煤层气的热值相当于1.13kg汽油、1.21kg标准煤，其热值与天然气相当，可与天然气混输混用，而且燃烧后很洁净，几乎不产生任何废气，是上好的工业、化工、发电和居民生活燃料。煤层气空气浓度达到5%～16%时，遇明火会爆炸，这是煤矿瓦斯爆炸事故的根源。煤层气直接排放到大气中，其温室效应约为二氧化碳的21倍，对生态环境破坏性极强。在采煤前若先开采煤层气，煤矿瓦斯爆炸率将降低70%到85%。煤层气的开发利用具有一举多得的功效：洁净能源，商业化能产生巨大的经济效益，其为国家战略资源。
二、地震勘探技术在煤层气勘探开发中的作用
1、了解工作区煤层发育情况及分布范围。了解工作区煤层发育情况及分布范围是煤层气勘探开发的首要任务之一，仅依靠传统的勘探开发方法很难精确探测煤层气的分布范围，尤其是遇到一些地质情况复杂的地区更是无法精确探测。传统的煤层气勘探开发时主要依靠人工操作，在探测过程中，需大量的人力及物力，尽管如此检测结果始终不够准确，而地震技术在煤层气勘探开发过程中的应用可很好改变这一现状。因此，为了更好的满足煤层气勘探开发的实际需求，采用地震勘探技术研究主力煤层的发育情况、分布特征和构造格局，为提供参数井井位奠定基础。
2、为优选有利区及远景区提供依据。地震勘探技术不仅可帮助人们更好的获得煤层发育情况及分布范围，同时它还能为煤层气开发提供优选有利区及远景区的可靠依据，为人们确定煤层气勘探开发的具体位置提供一定的依据。例如，使用AVO技术预测煤层气富集区，为优选有利区及远景区提供依据，同时可节省大量的经费和时间，用于更好的分析地质勘探成果，为划分开发单元、选择井型、部署开发井位提供依据，减轻勘探技术人员的工作负担。在利用地震勘探技术进行煤层气勘探开发过程中，勘探技术人员可直接进行一个地震预演实验，然后认真观察并记录所有的地震预演现象，在记录结束后对所有地震预演的数据进行分析和计算。根据所有的计算结果人们可快速的获得煤层气开发的有利区及远景区，最终预测煤层气富集点。
3、减少人力物力的损耗。将地震技术应用到煤层气勘探开发过程中，既能帮助人们更好的确定煤层气分布的范围，同时还可减少整个勘探开发过程中人力及物力的损耗。在地震技术没有应用到煤层气勘探开发前，人们必须要人工监测工作区地质条件及煤层气分布范围，在这种情况下需消耗大量的人力及物力。尽管如此工作人员仍不能较为准确的获得煤层气的分布范围及分布地理位置。但地震勘探技术的应用可很好的帮助人们解决这一问题。例如，在将地震技术应用到煤层气勘探开发过程中时，人们可通过地震预演技术获得各个工作区与地质条件有关的数据或一些显著的表现，然后对这些数据和特征进行分析，并将分析结果与煤层气储藏的地质条件特征进行核对，最终快速的确定煤层气储藏的具体地理位置。这样不但能快速确定比较准确的煤层气储藏位置，同时也减少了人力及物力的损耗，从而提高了煤层气勘探开发的产量。
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三、煤层气勘探开发中地震技术应用现状
目前，煤层气勘探开发工程实践中主要以二维地震勘探应用为主，并以构造勘探为主要目的。我国在各煤层气勘探区已累计投入二维地震勘探近万公里，但基本上是参照煤田普查阶段的网度部署，一般按(1～2)×(2～4)km、甚至更大的测网部署，基本沿用了煤炭系统勘探阶段的浅井小药量、小面元(5～10m)、低覆盖(12～24次)的采集技术体系和常规叠后偏移成像处理技术，在控制煤层赋存形态及宏观构造格局，为煤层气区块勘探初期的选区评价发挥了重要的作用，但随着各探区逐步进入勘探后期，这种大网度的地震部署及以构造勘探为核心的技术应用已不能适应需求。近年来，针对我国中高阶煤层割理、裂隙发育，小断层、局部微幅度小圈闭控制煤层气高产富集的地质规律，为实现优化井位部署、提高探井成功率和单井产量、水平井开发等目的，一些煤层气企业通过加密二维地震测网或在煤层气开发区块也陆续投入了部分三维地震工作，但受片面追求低成本投入要求，一些工程项目的采集技术参数(如30m×60m甚至更大的面元，3O～36次的中低覆盖次数)与地质目标不匹配，加之复杂的地震地质条件影响，在资料信噪比与分辨率不很高的条件下，使对小断层、微幅圈闭及陷落柱、煤层冲刷带等地质现象的精细识别受到了限制。
我国多数煤层气探区煤层厚度一般较小，相对于地震波长而言，煤层厚度一般小于/4，不能利用常规旅行时法进行厚度研究，工程实践中常用于预测煤层厚度的方法主要有调谐法、谱距法、谱分解、属性分析预测法、波阻抗反演等方法。但是由于受资料品质和预测技术适应性的限制，煤厚预测技术还处于定性、半定量预测阶段；而针对煤层气储层描述，不少学者开展了预测方法技术的探索，并在一些探区的应用中取得了一些效果，但由于煤层气赋存状态的特殊性及煤与煤层含气前后岩石物理研究相对薄弱，对利用地震信息开展煤层气储层描述的技术可行性仍存在大量的争论与质疑。
四、地震技术在煤层气勘探开发中的发展趋势
煤层气地震勘探技术的发展及保持持续的发展，离不开前缘基础理论的研究，随着勘探难度的增加，勘探技术手段也在不断地更新、发展。探索更接近于煤层气储层性质的理论与技术是成功开发煤层气资源的前提和基础。
1、双相介质理论。双相介质理论认为地下介质由固体和流体两部分组成，固体即为岩石的骨架，流体为充填于骨架孔隙和裂缝中的液体或气体。含油气的地层是具有固体状态与流体状态的双相介质，从煤层气勘探是提取地层岩性信息的角度出发，建立在均匀各向同性纯固体基础上的岩石弹性理论和波动传播理论，难以描述清楚许多复杂的物理现象，需建立和发展更符合地质实际的双相介质弹性理论和波动理论。建立于区域性分析(宏观层次)的地震地层学、层序地层学和研究地震信息与岩石结构之间相互关系的双相介质理论，已成为当今地震勘探解释技术发展的方向。它的发展是岩石弹性理论和波动传播理论在煤层气地震勘探技术领域的延伸。
2、地震全波分析技术。全波分析技术预测方法是基于对地震波的整体分析，以地震波的振幅、频率和相位分析为基础，再分析地震波的波形和波形结构的变化，从而达到利用地震信息直接检测油气的目的。其过程是：首先建立振幅绝对值的包络曲线及其灰色模型，并进行数值预测，寻找油气富集区域；然后对所找到的区域进行灰色关联，研究各地震道之间的关联特征及其与油气之间的关系。全波分析油气预测技术是在数据结构分析技术基础上发展起来的，它的应用前景优于利用单项特征或几项特征进行煤层气预测的属性分析方法。
五、结语
煤层气地震勘探技术的发展，大幅提高了构造勘探的能力。因此，充分发掘地震资料潜力，是降低煤层气勘探开发风险，促进解决煤层气产业投入/产出效益低的一个有效手段。
参考文献：
[1]常锁亮.煤层气勘探开发中地震勘探技术的作用[J].中国煤层气，2014(02).
[2]崔若飞.煤层气地震勘探技术[J].地质学报，2014(04)．
[3]张留荣.地震技术在煤层气勘探开发中的应用现状与发展趋势[J].中国煤炭地质，2017(06).
论文作者:张利转
论文发表刊物:《防护工程》2018年第26期
论文发表时间:2018/12/19
标签：煤层气论文; 技术论文; 煤层论文; 勘探开发论文; 地质论文; 介质论文; 目的论文; 《防护工程》2018年第26期论文;