准噶尔盆地南缘低煤阶煤层气富集区三维地震预测

为深化煤层气资源潜力调查与评价,开展了准噶尔盆地南缘呼图壁区块三维地震勘探。地震数据采集针对宽方位、小道距和高覆盖次数目标设计,采用16L×6S×160R观测系统。地震数据处理针对复杂地貌野外静校正问题和陡倾角煤层成像精度要求高的技术难点,建立了高分辨率三维地震数据处理流程,以满足煤层气富集区预测需求。根据影响煤层气富集的主要地质因素(煤层埋深、断层特征、煤层厚度、煤层顶板岩性和煤层含气量等)定义了煤层气富集区划分原则和有利区分类模式。基于三维地震资料,将地震资料解释与地震属性分析相结合,利用地震岩性反演结果获得煤层厚度、煤层顶板岩性和煤层含气量信息。在钻孔约束下,进行了研究区B4煤层气富集区预测,提出了煤层气开发生产井部署建议。

采动渗流场分析方法

煤炭高强度开采中含水层保护是绿色安全开采的难点,采动局域渗流响应规律则是含水层保护方法与技术的认知基础。研究采用多场源耦合分析思路和有限的矿区水文观测数据,通过剖析开采行为与渗流场响应耦合关系,构建采动局域地下水系统和分析采动渗流场时-空演化规律及采动-渗流耦合累积效应,结合典型案例分析,形成适于矿区地下水保护的采动渗流场分析方法。结果表明:(1)分析提出基于“开采激励-覆岩应变-渗流场响应”耦合和开采动能量与渗流场势能量传递关系的采-渗耦合机制,构建了描述采动局域渗流场状态的采动渗流系统(MSS)和采动渗流场的导通区、扰动区和辐射区划分架构;(2)构建集导通区“柱状渗流模型”和扰动-辐射区“井-渗”态模型为一体的采动渗流场分析简化模型,提出采-渗耦合系数、采动渗流量、视导水系数、源-位距等采动渗流场描述参数,含水层损伤、安全开采风险等含水层保护分析参数;(3)揭示采-渗耦合系数是影响局域采动渗流响应特征的关键因子,发现硬岩类较软岩类覆岩耦合强度和影响范围大,低导水性较高导水性含水层的采动渗流场响应区域窄、频度高和累积影响距离近,采动渗流量和介质导水性等响应显现周期性、振幅波动性和涌流脉动性等特点;(4)提出基于采-渗累积效应的导通区辨识分析流程,针对采区非均匀介质的采动区域渗流异常均衡分析法和采动工作面导通区辨识的约束均衡分析法,基于非均匀含水层开采损伤控制的开采风险、覆岩厚度和采高分析方法;(5)应用表明:采动渗流直接影响Ⅲ含和波及Ⅱ含,采动期(2012—2019)累积影响半径分别超过2 km和6 km;Ⅲ含采动渗流量显著低于Ⅱ含,但采-渗协同响应显著,总量接近同期全区工作面矿井水实测量。其中,主要导通区在首采工作面初采段,渗流量源于Ⅲ含直接“排泄”和Ⅱ含大量的越层“补给”,其他采区总量稳定且水平较低,主要源于Ⅲ含采动裂隙渗流及少量Ⅱ含周期性沉陷裂缝越层补给;巨厚多含水层时采用“保Ⅱ控Ⅲ”策略和“低进、高推、慢停”柔性回采模式,西区和东区安全采高分别提升到8~12 m和16 m左右后,续采区渗流异常水平显著下降和无采动涌水现象实证目标含水层保护效果显著。

煤系烃源岩有机碳含量测井响应特征与定量预测模型

煤系地层富含有机岩石,导致测井响应特征复杂。以实测TOC含量数据为基础,分析了煤系烃源岩中煤岩、炭质泥岩和泥岩有机碳含量的测井响应特征,发现电阻率、声波时差、自然伽马、密度和中子孔隙度等测井参数与有机碳含量相关性较高,并基于此建立了针对不同岩性煤系烃源岩有机碳含量计算模型,即多元回归模型和Δlog R模型。结合研究层段,分别建立了一元、二元、五元线性回归模型及重叠法模型,进行TOC含量计算并做了误差分析。结果表明:五元回归模型的计算误差最小,但在没有实测TOC含量数据层段计算误差较大;重叠法计算误差最大,但其整个层段的TOC含量预测值更符合岩性特征。煤系地层有机碳预测研究旨在为后续煤系烃源岩综合评价提供参考。

深部隐伏构造特征地震解释及对煤矿安全的影响

为了查明隐伏构造带的分布,针对研究区不同年份采集的三维地震资料进行了连片叠前时间偏移处理,采用全三维层位追踪和地震多属性断层识别,获得了研究区主要煤层构造形态和断裂构造分布。根据三维地震解释成果,依据隐伏构造带的塌陷范围及破碎程度,将隐伏构造划分为正常带、影响带和断陷带。隐伏构造带平面上展布复杂,剖面上浅层断距大,深层断距小,具有断陷带的发育特征。隐伏构造带内的断层可以将上到松散层含水层,下到灰岩岩溶裂隙含水层的各个含水层连通起来,因此隐伏构造带构成突水威胁。随着开采水平加深,采动影响加大,隐伏构造带突水的危险性也将增大。在煤矿开采进程中,为避免发生突水灾害,要采取必要的安全防范措施。

煤田地震勘探转换波观测系统设计与评价

为了更好地开展煤田转换波地震勘探数据采集工作,提出了纵横波联合勘探观测系统设计思路,基于双聚焦理论,计算出分辨率函数、角度与射线参数函数(AVP)、优度和采集痕迹等。结合神东矿区大柳塔煤矿地质条件和地质任务要求,设计了转换波观测系统,采用基于双聚焦理论的定量分析法和常规面元属性分析法对所设计的观测系统进行了评价。结果表明:研究区分辨率函数具有窄而高的主瓣和小的旁瓣,主瓣强度分布均匀;AVP函数在期望的空间带宽内保持平坦,且全区分布均匀;优度值高,采集脚印迹弱,覆盖次数、偏移距和方位角分布均匀,说明所设计的转换波观测系统对研究区开展煤层地质构造和进行岩性解释有利。利用所设计的观测系统进行了实际数据采集,所获得的地震单炮记录信噪比高,反射波组特征清楚,主要目的煤层有明显显示,表明所设计的观测系统适用于研究区转换波勘探,能满足构造勘探和岩性勘探的地质要求。

利用地质统计学预测煤层厚度

煤层厚度是煤矿设计与开采必不可少的数据,准确地预测煤层厚度,不仅能给煤矿提供有力的地质保障,而且还能给煤矿带来巨大的经济效益。煤层厚度预测可根据已知钻井煤层厚度数据通过拟合或回归分析方法来计算,但由于钻孔数据量有限,因此,所预测出的煤层厚度在孔间与外推区域存在较大误差。三维地震资料在横向上具有良好的连续性,若能将稀疏的钻井数据和密集的地震数据有机的结合起来,将有助于提高井间和外推区域煤层厚度的预测精度。协克里金是地质统计学中的一种二元、无偏、最优插值方法,是以区域化变量理论为基础,以变差函数为基本工具。钻井煤层厚度和地震振幅属性在空间上既存在一定的分布规律,又存在局部的随机性,因此可将钻井煤层厚度和地震振幅作为区域化变量,用变差函数进行模拟,预测出的煤层厚度,既可反映钻井数据煤层厚度的变化规律,又可体现出地震数据的变化趋势。利用研究区巷道揭露的见煤点实测煤层厚度数据,对协克里金法预测煤层厚度进行检验,结果发现煤层厚度预测误差大大降低,精度得到明显提高。这种煤层厚度预测方法特别适合在开展过三维地震勘探的煤矿使用。

利用地震层曲率进行煤层小断层预测

煤层中的小断层是诱发煤矿安全事故的重要因素之一,准确地预测小断层是当前煤矿安全的迫切需求。现有的地震解释方法适用于解释落差3m以上的断层,因此对煤层中落差小于3m的断层解释需要探索新的技术方法。地震层曲率是根据三维地震解释层位计算得到的曲率,反映解释层位上任一点的弯曲程度。地震层曲率的计算建立在解释层位网格化的基础上,通过构造曲面拟合方程系数来实现。煤层中落差小于3m的小断层在常规地震剖面上表现为同相轴的微小变化、扭曲、振幅突然变弱等特征,这些微小的变化在地震层曲率属性上表现为线性构造,因此利用线性构造异常可进行小断层预测,异常的长度和方向分别代表着断层的延展长度和断层的走向。实例表明,利用地震层曲率进行煤层小断层预测,可以提高小断层的解释效率。

瓦斯突出煤和非突出煤AVO响应的比较

基于Zoeppritz方程,对煤层进行AVO正演模拟,得到煤层的AVO响应曲线。瓦斯突出煤与非突出煤的AVO响应对比表明,无论是瓦斯突出煤还是非突出煤,其顶界面AVO响应在总体上表现为地震振幅绝对值随偏移距增加而减小的特点,但是瓦斯突出煤的截距绝对值要大于非突出煤的截距绝对值,瓦斯突出煤的斜率要大于非突出煤的斜率。煤层厚度变化会对AVO响应产生影响,当瓦斯突出煤和非突出煤的厚度相同时,瓦斯突出煤的截距绝对值大于非突出煤;当厚度不同时,瓦斯突出煤的斜率大于非突出煤的斜率。瓦斯突出煤与非突出煤的AVO响应差异,可为地球物理参数进行煤与瓦斯突出危险性预测以提供技术参考。

煤田地震解释教学软件设计及实现

为满足煤田地质和地球物理教学实验的需要,根据煤田三维地震资料解释方法和原理,设计开发了基于Windows平台的煤田地震解释教学软件系统.该系统采用4层架构体系结构设计,包括数据层、基础框架层、应用框架层和应用分析层.使用中文图形用户界面,涵盖了数据管理、数据显示和控制、层位标定、层位解释、断层解释、等值线成图和解释性处理等功能,可进行剖面解释、平面解释和三维可视化解释.与同类解释软件相比,其优点是界面友好、操作简便、便于移植、易于扩充.该系统目前已获得软件著作权登记,适合在煤炭系统高等院校地质和地球物理学等相关专业教学实践使用.

基于嵌入式的实时通信协议栈研究与设计

传统的TCP/IP协议重点在于保证数据传输的可靠性及流量控制,而在实时性要求相对较高的嵌入式领域,其实时性方面的性能显得不足。为此,对基于TCP/IP协议的嵌入式通信协议栈进行了分析,针对通信中的TCP拥塞控制问题进行了改进,有效地提高了TCP/IP协议的实时性。

含煤地层转换波叠后横波波阻抗反演

叠后地震反演方法适用于纵波和横波地震资料的反演,但对转换波地震资料却不适用。为了实现利用转换波剖面得到横波波阻抗信息,通过建立转换波反射系数和横波反射系数之间的关系,直接从转换波地震数据中获取横波反射系数,把转换波叠后波阻抗反演问题转化为横波波阻抗反演问题。基于测井约束反演原理,利用横波反射系数和转换波解释层位建立初始横波波阻抗模型,优选反演处理参数,实现转换波叠后横波波阻抗反演。含煤地层转换波横波波阻抗反演结果,为进一步研究岩性参数比属性奠定了基础。和横波勘探相比,转换波勘探施工方便,工作成本相对低廉,因此利用转换波叠后地震反演获得横波波阻抗,是一种经济的办法。但由于在计算横波反射系数时采用了近似公式,所以反演结果精度会受到一定影响。

基于Matlab的MIMO-OFDM系统信道容量的研究

随着通信技术的发展,用户对更高的系统信道容量的需求日益提高。本文研究了一种频率选择性环境中MIMO-OFDM技术来实现高的频谱效率,从而提高系统容量。本文研究了系统信道容量的特性,并且运用Matlab仿真工具分析了MIMO-OFDM选择性衰落径数对信道容量的影响。研究结果表明,MIMO-OFDM技术可以极大的提高通信系统的容量。因此在宽带无线接入领域,MIMO与OFDM技术相结合的MIMO-OFDM技术已成为一种关键技术和发展趋势。

散射角及天线间距对MIMO-OFDM信道容量影响的研究

在无线通信领域中,用户对更高的系统信道容量的需求日益提高。本文运用Matlab工具研究了MIMO-OFDM系统信道容量的特性,并且分析了散射角以及天线距离对系统信道容量的影响。研究结果表明,选择合适的散射角和天线距离,可以极大的提高MIMO-OFDM系统的信道容量。因此在宽带无线通信领域,MIMO-OFDM技术已成为一种关键技术和发展趋势。

高职图书馆馆藏资源优化工作研究

馆藏资源优化是高职图书馆提高服务水平与资源利用效率的一项重要工作。文章分析了高职图书馆馆藏资源建设工作的现状,构建了包含图书资源借阅使用率与馆藏年限两个维度的资源分类优化管理矩阵模型,提出了强化与改进高职图书馆馆藏资源优化工作的具体措施与途径。

江苏高职院校图书馆学科服务现状调查

学科服务工作是体现图书馆创新精神与个性化服务工作水平的一种全新工作模式。江苏高职院校图书馆学科服务现状的网络调查显示,在全省82所高职院校图书馆中,除少数已经或正在准备开展学科服务工作外,其余多数仍未开展此项工作。该文对形成这种状况的主要原因进行了分析,并提出了高职院校图书馆开展学科服务工作的相应对策及建议。

地震勘探数据处理与解释课程教学实践

地震勘探数据处理与解释课程是本科生地球物理学专业的一门专业骨干课,该课程的特点是理论和实践并重。在教学过程中,采用启发式和互动式教学方法进行课堂授课,利用科研成果和工程实例充实教学内容,通过实验环节增强学生的感性认识和动手能力。这些教学手段的实施,对于提高教学效果起到了至关重要的作用。

地球物理学专业科研导论课程教学实践

地球物理学专业科研导论课是实践创新环节教学课程,主要目的是培养学生的实践动手能力,使学生学会检索地球物理文献的方法,掌握科研选题报告和科技论文的写作方法,学会学术报告制作和讲演的方法,为学生将来从事科学研究打下坚实的基础。

煤田三维地震资料精细构造解释

根据煤田三维地震勘探的要求，提出了三维地震资料精细构造解释基本工作流程，结合三维地震资料解释实例，介绍精细构造解释中的主要技术，通过二维与三维解释结果的对比，说明三维地震资料解释结果具有更高的准确性和精度。

高职图书馆读者服务质量评价比较——以南京化工职业技术学院图书馆为例

对南京化工职业技术学院293名师生读者进行分层随机抽样问卷调查,结果显示,师生读者在阅读行为、对图书馆地位的重要性评价及对服务指标的关注度与相对满意度方面均存在显著性差异。针对调查结果提出了高职院校改进读者服务工作的对策建议。

不同结构类型煤体地球物理特征差异分析和纵横波联合识别与预测方法研究

本文以对国内外煤层气地球物理探测理论与技术研究现状进行系统回顾和分析的基础上,以淮南矿区主采煤层13-1煤为例,详细分析和研究了不同结构煤层的测井曲线特征及其与煤层气富集之间的关系;分析研究了多波多分量地震勘探技术在煤层气勘探中的应用基础和主要技术方法,并建立了煤层气富集区预测的测井参数门限和多波地震勘探的技术指标,首次明确指出煤层气富集区和煤矿瓦斯突出灾害区有本质不同,并在地球物理标志中有明显的分辨特征。