基于各向异性介质理论的煤系地震数据高分辨处理方法与应用

【目的】随着深部资源勘探开发的重要性不断提高,对高精度地震勘探提出了新要求。针对具有强各向异性的含煤地层,传统基于各向同性的资料处理方法不再适用。【方法】提出一种基于水平横向各向同性介质(Transverse Isotropy Medium with Vertical Symmetry Axis,VTI)和方位各向异性介质(Transverse Isotropy with Horizontal Axis of Symmetry,HTI)联合处理的地震数据处理方法。首先,针对含煤地层沉积特征,分析VTI介质特点,采用高阶动校正处理,可以有效消除各向异性在大偏移距数据中引起的同相轴弯曲,保证共反射点远近道能达到同相,提高数据叠加成像质量。其次,针对构造裂隙发育特征,立足于HTI介质的方位各向异性分析,采用OVT域处理方法,通过建立方位各向异性参数场去除不同方位角差异对数据的影响。联合应用上述2种处理方法,通过制定合理的处理流程,优选关键参数,搭建一套实用的、适合目标地层的各向异性处理校正方法,解决含煤地层在复杂条件下的速度分析、叠加等问题,从而提高煤系地震数据的分辨率和解释精度。【结果和结论】实际应用结果表明,新方法获得的地震数据主频更高、频带更宽,在小构造特征识别和古地理环境刻画方面更具优势,为精细地质解释提供了有力支撑。同时也强调了对含煤地层进行各向异性处理的必要性,推动各向异性处理技术的在宽方位地震勘探中的应用。

基于拟线性Zoeppritz方程叠前反演的煤层顶板岩性及坚硬程度预测

煤层顶板岩性及坚硬程度直接关乎巷道的稳定性和透水性,并且会直接影响煤矿的安全生产。目前,AVO反演预测地层岩性及物性已成为常见手段,但常规AVO反演公式均是在一定条件下对精确Zoeppritz方程的不同程度简化近似,在一定程度上影响反演精度。在顶板岩石物理分析基础上,将全角度误差最小的拟线性Zoeppritz方程叠前反演应用于山西阳泉矿区煤层顶板岩性及坚硬程度的预测,结果表明:拟线性Zoeppritz方程表达式简单,且通过对不同的Zoeppritz近似公式进行AVO特征分析,发现拟线性Zoeppritz方程的精度最高,仅次于精确Zoeppritz方程。岩石力学特征分析表明:杨氏模量与密度的乘积对顶板坚硬程度最为敏感,拟伽马纵波速度能有效反映顶板岩性,将反演得到的岩性及坚硬程度表征参数结合钻孔数据及地质数据综合评价顶板稳定性,为巷道掘进提供地质依据并降低煤矿生产风险。