地震属性体在煤田高精度解释中的应用

尚晓光



地震属性体在煤田高精度解释中的应用

尚晓光

在煤炭开采中，煤田构造（断层、陷落柱、裂隙等）是影响安全生产和效率的一个重要地质因素。因此准确推断这些构造对于煤矿安全生产来说尤为重要。在煤田解释中对于较大的断层都是运用从时间剖面上有明显错段，看起来比较容易，然而对于落差较小的断层，要通过剖面上看波形的轻微变化，识别起来很难，而地震属性体可以帮助我们更好地了解断层和裂隙系统，为了更好地对构造进行识别，我们采用地震属性体技术，提取对于不连续比较敏感的相干属性、曲率属性、分频属性，并形成属性体的综合应用为煤田高精度解释提供了一种有效的方法，尤其对小断层解释帮助很大。

近年来，煤炭开采逐渐由地质条件相对简单转向相对复杂的矿区，这些矿区往往断层、褶皱发育，煤层破坏严重，且其构造易形成导水通道，以及瓦斯突出。为有效解决煤采区构造问题，特别是查明小构造的位置、大小和展布方向，规避地质灾害和安全事故的发生。

地震属性体

相干体提取技术

相干体技术用于检测地震波同向轴的不连续性。其基本原理是在偏移后的三维数据体中，对每一道每一个样点求得与周围数据的相干性，形成一个表征相干性的三维数据体，即计算时窗内的数据相干性，把这一结果赋予时窗中心样点。相对于其他裂隙预测方法，相干体技术有其自身的优点：

（1）相干性计算是对原始地震资料进行的，它提供的断层形态不存在由于解释员对比和层位的自动拾取产生的偏差，精度较高，人为因素较少；

（2）它压制了横向一致性的地层构造特征，其水平时间切片显示了任意方向的断层，可克服同向轴的断层难以解释的困难，提供另一个视角更直观的观测结果；

（3）层位解释前，首先浏览和解释相干体水平切片，可以快速识别和把握断裂系统的总体特征，指导层位解释。解释中可反复实用相干体切片验证和修正断层解释方案。

曲率体提取技术

曲率法是基于裂隙的生成机理而形成的一种用于刻画裂隙分布情况的数学方法。曲率是反映线或面弯曲程度的量化参数，构造应力的高低反映的是地层的应变大小。一般来讲，构造应力高，说明地层弯曲就大，曲率值高，破裂作用也应增加。构造曲率法即是根据该原理，通过求取地震反射波的曲率值，进而达到评价裂隙发育程度的一种方法。

应变量定量计算的理论基础是：在脆弹性变形的条件下，褶皱变形和其它宏观永久变形（除断层外）都是通过一系列的岩石破裂来实现的，应变量越大，破裂程度越高。应变量定量计算法是在三维构造精细解释的基础上，采用应变量定量计算软件计算应变量的分布并预测裂缝的发育程度。

分频体提取技术

分频（谱分解）技术是沿着目的储层或固定时窗对地震反射成分中各种频率成分对应的调谐能量进行识别成像，以此刻画储层特征及断裂系统。该方法有效避免了常规属性分析的调谐陷阱，提高了薄层及断裂识别能力，更好更客观地反应地下地质情况。

谱分解的出发点是每个薄层产生的地震反射在频率域都有一个对应的频率成分，该频率成分可以反应薄层的地质特征，谱分解技术通过将时间域地震信息变换到频率域。实际地震反射波常常是多个薄层的综合响应，但薄互层组产生的复杂的调谐反射在频率域却是唯一的，调谐反射振幅谱的干涉图定义了合成该反射的单个薄层的声波特征关系，即薄层顶、底反射界面的反射系数的干涉结果在振幅谱中出现频陷，通过振幅谱频陷曲线可以识别薄层的厚度变化，振幅频陷周期频率进一步确定薄层厚度；相位谱上相位的不稳定性可以识别地层横向上的不连续性。该技术可提取地震资料有效带宽范围内所有离散频率对应的调谐振幅，解释人以交互、动态的方式分析振幅谱和相位谱上相关的干涉现象，研究薄层纵横向上的连续变化。

高频信息多会弱化部分断层的相干特征。通过分频处理，确定与断层响应的优势频率，分离该频率下的相位体，再进行相干处理。

对地震数据进行从时间域到频率域的转换，生成一系列不同频率的频谱切片，或者运用离散频率时间切片，对特殊地质异常现象进行识别，指导解释成果。

图1　相干体解释成果

图2　曲率体解释成果

图3　分频体解释成果

地震属性体（见图1、图2、图3）

结语

通过对不同地震属性提取得到的数据体对比分析，我们可以看出发现每种地震属性在识别构造都有自己的优势，相干体识别的微小断层和地层沉积特征，预测裂缝性储层发育区的有效手段；曲率体在控制裂缝发育的密度、方向、宽度和深度方面起到一定的作用；分频体刻画储层特征和断裂识别能力；从而帮助解释人员更好地了解煤田构造，在高精度解释中作出更为准确的判断。最终综合该区几种属性体提取解释的成果，排除掉煤层倾角转折处的断层，共解释断层15条，陷落柱2个，煤层产状突变区域3个，异常区6个。

尚晓光

河北省煤田物测队

尚晓光（高级工程师）。

10.3969/j.issn.1001-8972.2016.11.003