基于随机森林声波曲线构建的盾构机掘进路线预测

近年来,煤矿井下为了提高生产效率,将盾构机应用到巷道掘进中。地质条件是决定盾构机工作效率的重要因素,盾构机施工围岩以石灰岩、砂岩等中硬岩最为有利,因此拟掘进巷道位置的岩性预测成为提高盾构机工作效率的核心问题。目前地震反演是岩性预测的重要手段,阳泉新景区块由于部分声波测井曲线缺失,对波阻抗反演产生了影响,因此,如何利用已有的测井曲线生成缺失的声波测井曲线以及如何利用盾构机工作行进中的岩性揭露数据不断更新前方岩性分布预测结果成为当前亟待解决的关键。首先对测井曲线进行标准化等预处理,针对声波测井曲线缺失问题,引入随机森林回归算法,利用密度(Density)、自然伽马(GR)、视电阻率(Res)和自然电位(SP)4种测井曲线作为特征变量,建立曲线回归预测模型,预测声波(P-wave)测井曲线。在分析声波曲线和伽马曲线原理的基础上,进行拟声波曲线构建并做拟声波反演,在反演数据体上解释K7砂岩的顶和底界面,将解释得到的地震解释层位信息从时间域数据转换到深度域,经验证实预测结果与揭露数据符合率较高。同时,结合盾构机工作行进中的岩性揭露数据对目标巷道剖面的K7砂体分布预测进行了多次更新迭代,精细刻画了巷道位置K7砂岩的分布情况,为盾构机掘进路线优选提供了有效指导。

基于因子分析法和熵权法的土壤腐蚀性评价模型

为了更为准确地评价土壤对钢结构的腐蚀情况,本文采用两种多元统计方法构建土壤腐蚀性评价模型。本文首先采用因子分析法,从pH值、氧化还原电位、视电阻率、极化电流密度、质量损失5个指标中选取影响土壤对钢结构腐蚀性的两个主因子,运用熵权法对两个主因子进行权重赋值和计算得分,建立土壤腐蚀性评价模型。经多个应用实例验证其结果与该模型评价结果一致,说明该模型可推广使用。同时,该评价方法为土壤腐蚀性评价工作提供了一种具有借鉴意义的新思路。

基于叠后反演的煤层含气量预测研究

为了准确对煤层含气量进行预测,以新景矿区3^#煤层为研究区,利用测井岩石物理分析的方法,对煤层含气量与多种物性参数进行交会分析,筛选出与含气量相关性高的参数,并得到与含气量的线性关系.在此基础上,利用叠后反演的方法,得到3#煤层的纵波阻抗数据体,最后结合含气量与密度和纵波速度之间的线性关系,实现了3#煤层含气量的预测研究,预测结果与实测值比较吻合.

调谐效应影响下的AVO属性在构造煤预测中的应用

针对构造煤分布范围预测难度大问题,分析了调谐效应影响下不同煤体结构的AVO属性特征,并利用该方法进行了鄂尔多斯盆地东缘某区块构造煤分布范围的预测。首先取典型的模型数据对原生煤、构造煤-I和构造煤-II进行了AVO曲线和属性分析,发现煤层顶板比底板更适合做AVO属性的分析,且随着煤体破坏程度的增加,截距的绝对值增大,梯度的绝对值也增大;分别取5 m、7 m、10 m、12 m和15 m厚的煤层模型进行正演,发现煤层厚度变化时,虽然受到了调谐效应的影响,但仍然以煤体结构变化影响为主,并且AVO属性变化规律和无调谐效应影响时规律一致,即构造煤比原生煤截距绝对值更高、梯度绝对值更高,因而AVO属性能够用来进行构造煤的预测。将该技术应用于鄂尔多斯盆地东缘某工区8号煤层的构造煤分布区预测中,预测结果与井孔揭露结果一致。理论与实践证明,利用AVO属性进行构造煤分布区预测是可行的。

寺河矿东五盘2011ZX＿CC＿01井井喷原因

寺河东五盘2011ZX_CC_01井在正常钻进至奥陶灰岩时发生井喷,与其相邻12 m的2011ZX_CC_01(W1)井在正常钻进至K2灰岩时发生井喷。为查明井喷发生的原因,从井喷导水通道、水源、以及动力源3个方面展开研究。以地震资料为基础,利用三维地震精细解释技术,对可能存在的导水通道进行分析;利用多属性神经网络反演对矿区的富水性进行研究,分析井喷水的主要来源;利用地质分析方法和叠前同时反演技术,对井喷区的地应力和瓦斯压力进行研究,分析井喷的主要动力来源。研究结果表明:井喷区K2灰岩和奥陶系峰峰组灰岩富水性较好;井喷区处于小西凹背斜轴部和"山字形"构造的平分线上,地应力和瓦斯压力也大,具备井喷发生所需要的动力源;另外井喷区发育有一陷落柱,2011ZX_CC_01井和2011ZX_CC_01(W1)井位于陷落柱之内,由于陷落柱的影响,使得K2灰岩于奥陶系峰峰组灰岩之间水力联系密切,最终导致2011ZX_CC_01和2011ZX_CC_01(W1)发生井喷。

基于地震反演技术的煤层分叉合并识别

地质冲刷等原因造成的煤层厚度变化及分叉合并给煤矿设计及安全开采带来重大影响。传统的地震解释由于其频率限制,对较薄的煤层分叉合并分辨较差。利用基于测井约束模型的波阻抗反演方法,在进行精确井震标定的基础上,进行了新景矿区煤层波阻抗反演,并在得到的波阻抗数据体上识别出了15~#煤及15_x~#煤的分叉合并现象。对煤层厚度进行精细解释,其结果与钻孔揭露的结果相符,证明了反演技术对于煤层分叉合并识别的有效性。

顾桂矿区活断层三维地震解释及其发育特征研究

为了查明顾桂矿区活断层的发育特征,采用三维地震的方法进行研究。首先应用叠前时间偏移处理的方法对活断层进行了高分辨率地震数据处理;在归位准确的情况下,采用地震属性和三维可视化分析,同时利用体-面-线-点相结合的全三维解释方法,对研究区新生界发育的断层进行精确查明。在此基础上,对新生界底界面进行了时深转换,获得了深度等值线图。全区共解释8条活断层,通过统计发现这些断层走向基本为北西向,倾角近90°,发育规律性强,并且延展长度长、切割深度大,部分断层还延伸到煤系地层中。随着采动影响和应力释放,断层错动面将变宽,有可能形成导水通道,可见活断层是煤矿安全开采的重大威胁,必须予以足够重视。

基于双模式反演方法的煤系地层顶底板岩性识别——以寺河矿区3号煤层为例

为了提高寺河矿区3号煤层顶底板岩性的划分精度,开展了基于波阻抗和自然伽马拟声波阻抗双模式反演方法识别煤系地层顶底板岩性的研究,对3号煤层顶底板岩性进行了测井曲线响应特征分析,利用分析结果定性找出划分顶底板岩性的两种参数——波阻抗和自然伽马。结合寺河矿区3号煤层数据作波阻抗-自然伽马交会图,定量找出波阻抗与自然伽马的取值范围。结果显示,相比于常规波阻抗反演方法,利用波阻抗和自然伽马拟声波阻抗双模式反演方法能够更准确地划分煤层顶底板岩性。

基于地震数据的近地表地裂缝智能识别方法研究

以晋中盆地的山西祁县某研究区为例,对该区块发育的地裂缝进行了智能识别。在对研究区区域地质背景充分分析的基础上,采用快速傅里叶算法(fast fourier transformation,FFT)对地震数据进行了倾角导向的中值滤波计算,不但使地震数据同相轴连续性提高而且还消除了随机噪音。在处理后的地震数据中拾取地层连续样本点200个,地层非连续样本点500个,并且提取多种属性(相干、曲率、振幅、频率等)作为多层感知器(multi-layer perceptron,MLP)神经网络训练的输入,训练期间利用归一化均方根(normalised RMS)和错误分类(misclassification)两个参数曲线追踪训练结果,两条曲线在训练期间为走低趋势,misclassification曲线值稳定在0.18,normalised RMS曲线值稳定在0.68,当normalised RMS曲线值达到最小值时为最优结果,此时可以终止训练,将该训练结果推广到整个数据体从而得到地裂缝智能识别体。从该属性体的剖面和沿层切片对地裂缝特征进行分析和识别,最终解释了11条地裂缝,倾角为60°~85°,落差在0~43 m,延展长度为300~1100 m。经统计得知,73%地裂缝走向与区域构造发育方向相一致,其中4条地裂缝与地表出露吻合,实际资料验证率达到100%,证明基于倾角导向体的地裂缝智能识别方法对地裂缝空间分布预测是十分有效的。

综合地球物理方法在岩溶探测中的应用

在水库设计施工过程中,经常发生岩溶塌陷、突水等地质灾害,严重威胁着工程安全建设运行。本文以贵州某水库为例,采用综合地球物理方法查明岩溶分布情况。在高密度电法反演剖面中,岩溶多表现为低阻漏斗状;在瞬变电磁法反演剖面中,岩溶常表现为低阻团状体,通过综合分析、解译反演剖面确定了岩溶在水库的分布区域,经钻探打孔验证,探测结果较为可靠,为后续设计施工等提供了重要依据。