波阻抗反演在解释煤层厚度变化中的应用

任光玲，李 亮，侯丁根

(陕西省煤田物探测绘有限公司，陕西 西安 710005)

0 前 言

地震波阻抗反演技术是地震勘探解释煤层厚度变化的的重要手段之一。常规地震资料反映的是地层反射界面，测井资料反映的是岩性信息，地震反演是把约束反演技术与地质统计技术联合应用，建立精确的模型，利用地震、测井数据的互补性质，预测薄煤层的分布，因此，成为煤层预测研究的关键技术[1-2]。

1 基本原理

通过对大量测井数据的统计分析表明：在煤系地层中，不同岩性在测井曲线上响应不同。经过对测井曲线及分层结果分析、计算，得到了各井的波阻抗曲线。通过对目的层段的波阻抗曲线分析，得出煤层段的波阻抗值在3 000(g/cm3·m/s)左右，而上下围岩的波阻抗值在10 000(g/cm3·m/s)左右，也就是说，煤层段与上下围岩比较起来具有“低密度低速”的特征，即在电性上具有可分辨性。地震反演技术利用了测井资料的高频和低频信息，大幅度拓宽了地震信号的频带，可以更好地获得薄层、薄互层的波阻抗信息。

本次采用的基于测井资料约束条件下的模型反演。通过计算地震噪音的均方根和数据脉冲的均值方根值，研究煤层厚度横向变化，用正演方法预测井间煤岩层变化，建立正确的波阻抗模型[3]。基本过程如下。

1)煤层标定。

2)建立地质模型。

3)以模型为基础的岩性宽带约束反演。

4)煤厚反演成果分析。

2 应用实例

2.1 勘探区概况

勘探区位于永陇矿区，可采煤层为2号煤层，位于延安组下含煤段中部，煤厚变化值在0.65～26.79 m，煤厚平均值为11.52 m，钻孔显示煤层最大厚度为26.79 m(K2-4孔)。煤层的测井曲线响应特征见图1，地震反演流程见图2。

图1 煤层的测井曲线响应特征

图2 地震反演流程

2.2 波阻抗反演应用

在常规地震时间剖面上，煤层反射波振幅变化主要是由煤层顶、底板的反射系数、地质构造及地震资料品质共同决定的，基本不可能识别煤层厚度的变化，见图3。在反演地震剖面上煤层表现低阻抗，煤厚度轮廓可清晰地反映出来(见图4)。

图3 常规地震时间剖面

图4 波阻抗反演剖面

2.3 煤层厚度变化解释

利用波阻抗反演成果进行煤厚度解释，方法为：

首先，根据地震合成记录标定结果，在地震波阻抗反演剖面追踪煤层顶底板层位t0，相减得到煤层的时间厚度Δt；其次，根据钻孔资料计算煤层时间值的速度V；最后，计算煤层厚度。

ΔH=Δt×V/2

式中，Δt为煤层时间值；V为煤层速度；ΔH为解释厚度。

由于时深转换的系统误差，使得解释厚度与实际有一定误差。用未参与反演钻孔煤厚作为解释校正数据，对煤厚值进行校正计算，最后得到煤层的预测厚度值，见图5。从图5中可以看出煤层厚度变化范围为0～27.5 m。区内东北地段煤层较厚，厚度一般超过20 m，区内西南地段煤层较薄，厚度为0～5 m。

图5 波阻抗反演预测煤层厚度成果图

2.4 煤层厚度解释精度验证

如图6所示，经巷道实际揭露可以知，反演解释的煤层厚度成果精度较高。

图6 煤厚解释成果验证图

3 结 论

在常规地震剖面上，基本无法识别煤层厚度变化。在波阻抗反演地震剖面上，煤层厚度轮廓清晰反映出来，能较准确地解释出煤层厚度的变化。经验证，波阻抗反演解释煤层厚度精度较高。

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