地震屬性體在煤田高精度解釋中的應(yīng)用

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)和效率的一個重要地質(zhì)因素。因此準確推斷這些構(gòu)造對于煤礦安全生產(chǎn)來說尤為重要。在煤田解釋中對于較大的斷層都是運用從時間剖面上有明顯錯段，看起來比較容易，然而對于落差較小的斷層，要通過剖面上看波形的輕微變化，識別起來很難，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)，為了更好地對構(gòu)造進行識別，我們采用地震屬性體技術(shù)，提取對于不連續(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)條件相對簡單轉(zhuǎn)向相對復雜的礦區(qū)，這些礦區(qū)往往斷層、褶皺發(fā)育，煤層破壞嚴重，且其構(gòu)造易形成導水通道，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，對每一道每一個樣點求得與周圍數(shù)據(jù)的相干性，形成一個表征相干性的三維數(shù)據(jù)體，即計算時窗內(nèi)的數(shù)據(jù)相干性，把這一結(jié)果賦予時窗中心樣點。相對于其他裂隙預測方法，相干體技術(shù)有其自身的優(yōu)點：

（1）相干性計算是對原始地震資料進行的，它提供的斷層形態(tài)不存在由于解釋員對比和層位的自動拾取產(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，提供另一個視角更直觀的觀測結(jié)果；

（3）層位解釋前，首先瀏覽和解釋相干體水平切片，可以快速識別和把握斷裂系統(tǒng)的總體特征，指導層位解釋。解釋中可反復實用相干體切片驗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理而形成的一種用于刻畫裂隙分布情況的數(shù)學方法。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，進而達到評價裂隙發(fā)育程度的一種方法。

應(yīng)變量定量計算的理論基礎(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現(xiàn)的，應(yīng)變量越大，破裂程度越高。應(yīng)變量定量計算法是在三維構(gòu)造精細解釋的基礎(chǔ)上，采用應(yīng)變量定量計算軟件計算應(yīng)變量的分布并預測裂縫的發(fā)育程度。

分頻體提取技術(shù)

分頻（譜分解）技術(shù)是沿著目的儲層或固定時窗對地震反射成分中各種頻率成分對應(yīng)的調(diào)諧能量進行識別成像，以此刻畫儲層特征及斷裂系統(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)點是每個薄層產(chǎn)生的地震反射在頻率域都有一個對應(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)通過將時間域地震信息變換到頻率域。實際地震反射波常常是多個薄層的綜合響應(yīng)，但薄互層組產(chǎn)生的復雜的調(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別薄層的厚度變化，振幅頻陷周期頻率進一步確定薄層厚度；相位譜上相位的不穩(wěn)定性可以識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)所有離散頻率對應(yīng)的調(diào)諧振幅，解釋人以交互、動態(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。

高頻信息多會弱化部分斷層的相干特征。通過分頻處理，確定與斷層響應(yīng)的優(yōu)勢頻率，分離該頻率下的相位體，再進行相干處理。

對地震數(shù)據(jù)進行從時間域到頻率域的轉(zhuǎn)換，生成一系列不同頻率的頻譜切片，或者運用離散頻率時間切片，對特殊地質(zhì)異常現(xiàn)象進行識別，指導解釋成果。

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

通過對不同地震屬性提取得到的數(shù)據(jù)體對比分析，我們可以看出發(fā)現(xiàn)每種地震屬性在識別構(gòu)造都有自己的優(yōu)勢，相干體識別的微小斷層和地層沉積特征，預測裂縫性儲層發(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；分頻體刻畫儲層特征和斷裂識別能力；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，煤層產(chǎn)狀突變區(qū)域3個，異常區(qū)6個。

尚曉光

河北省煤田物測隊

尚曉光（高級工程師）。

10.3969/j.issn.1001-8972.2016.11.003