中国煤炭地质总局水文物测队 河北邯郸 056001
摘要：主要利用矿井采区4/5的三维地震资料，基本对全井田重新进行精细构造与岩性解释与研究。将矿井的其它地质信息与地震资料相结合，通过随时加入已知资料进行重新解释，同时对煤层顶、底板的厚度与岩性进行研究，提高了地震资料解释成果的精度与利用率。
关键词：动态解释；属性优选与评价；岩性反演与解释。
The research of small structural and lithology interpretation of 3D seismic data in mine
Abstract：Mainly using 3D seismic data of 4/5 in mine area, basically research on reinterpretation of the whole mine field. Combining other geological information of mine with seismic data, by adding to the known information at any time, meanwhile research the thickness and lithology of the top and bottom on coal seam, improved the results of accuracy and utilization in seismic data interpretation.
0 引言
本次综合精细解释研究利用了大量的三维地震、钻探、测井、井巷工程成果资料，实现了三维地震数据的动态解释和岩性研究，查清了更多煤矿生产中的地质问题，取得更多的经济效益。首先对矿井四个采区的三维地震资料共同重新处理，生成基本覆盖全井田的三维地震数据体。其次利用三维地震数据动态解释系统，把最新的钻探、井巷等地质信息与地震资料相结合，达到跟踪煤矿生产进程的实时动态解释效果。最后，利用了地震综合属性评价与地震反演技术，对三维地震资料进行精细构造与岩性解释[2]。
1 三维地震资料动态解释技术
（1）全新数据体精细处理
结合司马矿井田的地质特征结合钻探、测井数据，采用法国CGG公司的处理软件对四个采区的三维地震原始资料进行精细处理，获得了基本能反映整个井田的全新数据体。它在解释工作站上的立体显示及垂直剖面、沿层切片综合显示分别见图1。
（2）动态跟踪解释系统
利用中国矿大基于GeoFrame研发的解释软件，将煤矿生产过程所获得地质信息收集起来，建立煤矿勘探三维地震数据动态解释系统[3]。结合不断丰富的已知资料反复对资料进行解释，不断完善与修正原地震解释成果，使之更吻合于实际情况，实现了持续跟踪煤矿生产同时进行实时解释的目的，增强了解释成果精度与地震资料利用率。
2 地震属性优选与综合评价
（1）同相轴属性
当煤层中构造及附近岩性等发生变化时，都会引起反射波同相轴在地震时间剖面上变化，如时间提前或滞后、振幅增强或变弱等。有的变化能轻易识别出来，但构造等变化不大时，以上等差异性并不明显，所以常规的人工识别方法就很难发现或解释清楚。然而，同相轴属性可以细致分析引起这些异常的相关参数，通过对这些特征参数的提取、分析与综合评价，将能引起突出变化的参数作为识别小构造的依据。
（2）相干体、方差体技术
地震相干体、方差体技术是通过计算地震数据体中相邻地震道信号的相似性与差异性，进而描述煤层与岩性等在横向变化上的均匀与非均匀性，具有很强的断层识别与断面空间位置确定的能力[4]。通过相干体、方差体中的多种剖面、切片分析，可以对地震控制面积内的构造发育形态、断面空间位置与分布进行快速而又直观的了解，它们不需要人为的精细断点、断距拾取及断点追踪组合，在保持解释工作客观性的同时，提高了资料解释速度与精度。
（3）谱分解
时域与频域分析方法在物探领域有较广泛的应用，如窗口傅里叶变换（WFT）、连续小波变换（CWT）等[1]。对三维地震数据信号进行窗口傅里叶变换处理，将地震记录的连续频率谱分解生成不同时间段的频域调谐数据，则被称为谱分解技术[5]。它的理论基础是建立在薄层反射可产生复杂的调谐反射之上的，薄层厚度可以根据调谐反射振幅谱来确定（在0～λ/4之间最为显著）[6]。
（4）地震相分析
目前属性提取的种类越来越多，但有针对性进行分析及解释的属性较少，缺乏对多种属性进行综合分析评价的一套系统性方法。地震相分析是在地震道波形特征的识别和分类基础上进行的，反应了波形信号包括振幅、相位、频率等在内的综合性变化，具有一定的综合属性评价能力[7]。对地震道波形的各种参数正确识别和有效分类是地震相分析过程中的关键技术。
3 地震反演技术
目前地震勘探广泛应用的是基于褶积模型的地震反演方法，基于褶积模型的JASON反演软件属于地震叠后振幅反演[8]。该软件从设计上充分考虑了勘探、开发不同阶段的资料情况，具有较完善的建模软件，子波分析软件（Wavelets），反演方法主要有基于道反演技术（常规递推反演、约束稀疏脉冲反演、道合并和孔隙度估算），InverMod（基于模型参数反演技术可以反演在时间和深度域里与测井分辨率相同的模型），StatMod（地质统计学和随机模拟、随机反演技术可以描述储层非均质性特征）[1]。
使用该软件进行反演主要包括以下步骤：（1）地震、地质、测井资料准备及质量控制（2）地震子波估算、合成记录制作及层位标定（3）层位追踪与构造精细解释（4）初始地质模型建立（5）地震反演（Invertrace）（6）测井曲线反演（InverMod）（7）地质统计模拟（StatMod）（8）薄层空间追踪（9）参数计算及定性分析。
4 三维地震资料构造与岩性解释成果
（1）构造解释结果
3煤底板构造解释结果较为复杂，原来共解释出了断层22条，陷落柱38个。通过本次精细综合属性解释，新解释断层5条（断层最大落差6m～25m），修改原有断层1条（落差增加5m，延展长度增加100m），修改原有陷落柱1个（长轴直径增加45m）。这些构造在多种层属性与体属性上都有较为明显的显示，如在相似性图上的反应。
6 结论
利用三维地震数据动态解释方法，将地震解释成果与煤矿生产过程结合起来，实时更新与完善地震解释成果。采用多种地震属性共同分析，进行优选与综合评价，获得更为全面可靠的精细构造解释成果。运用地震反演技术对三维地震数据进行了波阻抗反演，利用波阻抗数据体纵向高分辨率的特点[9]，对8-2煤、9煤、14煤层等薄煤层进行了层位解释；同时利用波阻抗数据体所反应的岩性信息，基本查明3煤、15煤层的顶、底板岩性。
参考文献：
[1] Xiao-Hong M, Liang-Hui G, Zhi-Fu Z, et al. Reconstruction of Seismic Data with Least Squares Inversion Based on Nonuniform Fast Fourier Transform [J]. Chinese Journal of Geophysics, 2008, 51(1):168–175.
[2] 崔大尉，王一，田庆路，刘最亮.利用地震属性解释煤层冲刷带[J].物探与化探，2011，（2）：234-237.
[3] 崔若飞，陈同俊，钱进等.煤矿三维地震数据动态解释系统[C].//2007年山东煤炭学会煤矿物探技术交流会.2007，6.
[4] 刘杰，杨振团，帅庆伟.河道预测中的地震相干体技术[J].长江大学学报自然科学版：理工卷，2010，（2）：195-197.
[5] 刘耀辉，鲍苏苏.一种结合小波变换与二维最大熵法的图像阈值分割方法[J].现代计算机：专业版，2005，（7）：78-81.
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[8] 胡浩，汪敏，张津滔.浅析几种地震反演技术[J].油气地球物理，2013，(1):142-146.
[9] 黄凤祥, 纪璇, 龚福华, 等. 2016. 地质和测井联合反演储层波阻抗技术[J]. 地球物理学进展, 31(2): 668-674.
论文作者:龙御
论文发表刊物:《防护工程》2017年第4期
论文发表时间:2017/7/6
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