基于LLE和SVM的地震断层自动识别方法

传统地震资料的断层解释主要依靠解释者的知识和经验,存在工作量大、效率低的问题。基于机器学习的断层识别方法,可以融合已有的地质资料、解释人员的知识和经验,构建高质量的数据集,增加解释的准确率。为了提高机器学习方法断层解释的准确率,构建基于局部线性嵌入(LLE)和支持向量机(SVM)算法的断层识别方法。首先,介绍了LLE和SVM算法的基本原理,说明各算法的计算过程和主要参数;然后建立断层正演模型,分析不同属性的断层响应特征,针对训练数据集中多种地震属性之间的信息冗余,分别通过LLE和主成分分析(PCA)2种算法对地震属性数据进行降维,引入的量化指标计算结果表明LLE算法对于非线性数据体有较好的降维效果;利用西上庄井田6条巷道、5口钻井揭露的11854个已知构造信息的数据点,分别训练SVM,PCA-SVM和LLE-SVM断层识别模型;以准确率A、查全率R、查准率P、F作为模型的衡量标准,对比各模型在工区数据上的预测分类性能;其中,LLE-SVM模型综合表现最佳,查准率可达94.4%,远高于其他模型;最后,利用构建的各模型对整个工区进行预测,并结合实际揭露情况和人机交互解释结果进行分析。综合结果表明,基于LLE和SVM的断层识别方法在去除冗余信息的同时能够有效突出断层响应特征,减少主观人为因素的影响,提高断层解释的效率。

三维地震精细处理技术在识别煤田小断层中的应用

煤层中发育的断层构造不仅破坏煤层的连续性,而且往往与冒顶、突水、瓦斯突出等事故伴生,小断层等微幅构造的精确探测一直是煤田安全生产研究的重点。三维地震技术是目前获得煤区构造特征、识别小断层最有效技术手段之一,但常规地震数据处理技术难以满足现阶段煤田勘探精度的需求。笔者等针对煤田采区三维地震资料的特征,提出一种有效的煤田三维地震数据精细处理技术,通过对静校正、叠前去噪、振幅处理和反褶积等关键技术进行攻关试验,提高煤田三维地震资料的信噪比和分辨率,进而更好地识别小断层等微幅构造。通过对实际煤田三维地震资料进行精细处理测试表明,笔者等提出的精细处理技术对于煤田三维地震资料具有很好的实用性,在现有三维地震叠后偏移剖面基础上可以识别出煤层中5 m以内的小断层,验证了研究区煤田三维地震精细处理技术的有效性,体现了精细处理技术在煤田精细勘探中的重要作用。

电火花震源在煤矿采区三维地震勘探中的应用

电火花震源是一种典型的非炸药地震勘探震源,多用于海洋地震勘探中,具有安全、绿色、环保等优点。以往由于电火花震源体积笨重,施工效率低,在煤矿采区三维地震勘探中应用极少。随着技术进步,电火花震源实现了轻量化、智能化,能够适应各种地质工况的需求。山东省滕县煤田一采区三维地震勘探区地表村庄等障碍物较多,表层地震地质条件较为复杂,炸药震源激发离房屋近对建筑物破坏性大,偏移距过大又会造成地震剖面开天窗,目的层反射波不连续。经过调查对比分析,本次三维地震野外数据采用电火花震源激发,生产前进行了井深与电火花能量试验,确定了激发参数。结果所获单炮记录与地震剖面信噪比高、目的层反射波同相轴连续性好,能够满足煤矿采区三维地震精细勘探,取得了较好的应用效果。电火花震源可以作为一种补充震源,在煤矿采区复杂地表条件地震勘探中推广应用。

煤田三维地震综合解释技术在复杂地质条件下的应用

常规的煤田三维地震解释以时间域运动学信息为主,适用于地质条件不太复杂的情况。如果把这种方法应用于复杂的地下地质构造,则会因为信息量小降低解释的精度和可靠性。多信息、多学科相融合,即地震运动学和动力学相结合,地震与地质、测井多学科相结合,时间域和深度域相结合的综合解释技术是提高复杂地质条件解释精度的重要手段。地震属性技术、三维可视化技术、测井约束地震反演技术和基于空变速度场的时深转换技术是三维地震综合解释的关键技术。以淮南煤田为例,利用全三维可视化技术探测出煤层内的旋纽构造和新构造运动,利用地震属性中的运动学和动力学特征探测出煤系地层中的陷落柱,通过测井约束地震反演方法和基于空变速度场的时深转换技术实现煤系地层及煤层的空间预测,这些复杂地质构造的发现以及煤层的空间预测结果,对于重新评价煤田开采条件和储量具有重要意义。这项综合解释技术通过利用各种地质信息,有效地降低复杂地质条件下的勘探成本,因此,将成为今后解决煤田复杂构造和岩性勘探的主要手段。

利用地震属性预测煤层气储层孔隙度方法

以地震属性分析为基础,优选出相关程度高的地震属性,应用数学模型得到钻井处地震属性与孔隙度之间的多元线性回归方程。将该方程应用到非井点的地震属性上,从而实现煤储层孔隙度定量预测。研究发现,在沁水盆地石港矿区煤储层孔隙度与地震反射瞬时频率成线性相关,且相关程度较高,预测的效果明显,证明了用地震属性预测煤储层孔隙度是可行的。

淮南煤田三维地震勘探技术应用进展

淮南煤田地处华北型石炭二叠纪聚煤区的东南部地区,煤系地层为石炭二叠系。淮南矿业集团与产学研等多家单位合作,积极研究与推广应用三维地震勘探技术。自1993年谢桥矿首次开展煤炭采区三维地震勘探以来,至目前的高密度三维地震勘探,历经6个发展阶段,开展了针对不同煤层的精细处理、厚煤层屏蔽下的下伏煤层勘探技术、AVO技术、岩性反演技术及高密度三维地震勘探等多项科研项目,取得了丰硕的勘探成果。根据淮南矿业集团探采对比资料,指出了采区三维地震勘探的研究方向及应采取的措施。

利用三维地震资料研究鱼卡煤田7煤层厚度

7煤层为青海省鱼卡煤田主要可采煤层,中国煤炭地质总局水文物测队利用该区的高精度三维地震数据体,结合钻孔资料,对7煤层厚度与其反射波T7波的相位特征、振幅特征、频率特征进行相关性研究。结果表明,T7波的相位特征与7煤层厚度有较好的相关性,而T7波的频率特征、顺层振幅与7煤层厚度的相关性很差,即使煤层较厚时也是如此。通过例举薄煤层、较厚煤层、厚煤层等具体实例,说明煤层与反射波相位个数及相位时差具有正相关关系。由不同煤厚模型(0～50m)正演出的自激自收时间剖面反射波相位特征,也验证了7煤层厚度变化与其T7波相位特征的关系。

高密度采集技术在煤田勘探中的应用

本文概括地阐述了我国煤田地质领域目前应用高密度采集的基本状况,通过实例说明,煤田高密度三维地震勘探大有作为,并特别指出了煤田高密度三维勘探需要达到的地质目标和应采取的技术手段。

叠前时间偏移方法在煤田勘探中的应用

根据克希霍夫积分法的原理,介绍了叠前时间偏移的方法特点,实现过程,以及对地震资料的要求,依托国家重大产业技术专项"西部煤炭资源高精度三维地震勘探"工程,对"青海省鱼卡煤田四井田高精度三维地震勘探"资料进行叠前时间偏移,结果表明其能较好地解决成像质量差、能量聚焦不明显、绕射波收敛不理想等方面的难题。通过与叠后时间偏移对比,对于大倾角地层、断块小且多的破碎带、陡倾角不对称向斜等地质问题,其叠前时间偏移剖面成像质量都有明显的提高,反映的构造关系更加清晰,同相轴连续性增强。总结该方法在多个矿区的推广经验,认为合理的观测系统、较高的资料信噪比,准确的测量资料及较高的中表层速度调查精度是做好叠前时间偏移的前提。

极复杂山区煤田三维地震勘探技术方法研究

从极复杂山区三维地震的方法、效果及经验入手,针对复杂地表条件,在野外采集中,针对目标区特点,采用面向目标的野外施工方法,通过观测系统优化,精心组织施工等手段,实现保安全、高质量的地震数据采集。在资料处理中,做好地表静校正是取得良好效果的关键。以贵州某煤田三维地震勘探项目为例,介绍采用层析反演近地表建模与校正系统、去噪、叠前偏移等技术,提高成像质量的方法和通过设计、采集、处理和解释的联合研究在复杂地区取得的勘探效果。

煤田高密度三维地震勘探观测系统设计

高密度三维地震勘探对煤田小断层和隐蔽性地质体探测具有较高的精度,为煤田安全高效开采提供了可靠地的地质保障。为了将高密度三维地震勘探技术更好地应用于煤田地质勘探,从影响地震原始数据品质的角度出发,研究了煤田高密度三维地震勘探的观测系统设计方法。以淮北矿区的勘探实践为基础,详细论证了高密度三维地震勘探观测系统的覆盖次数、面元大小、偏移距,接收线距、炮检距等主要参数的选择依据和基本原则,从而建立了针对勘探目标体的观测系统。通过统计分析的方法对观测系统进行评价,分析了覆盖次数、偏移距、方位角等面元属性对地震数据质量的影响,为煤田高密度地震勘探的观测系统设计提供了依据和参考。

煤田三维地震勘探偏移误差分析

煤田三维地震勘探已广泛应用于煤炭企业安全、高效生产中,随之也出现了其勘探成果与矿井实际构造之间存在偏移误差的问题,而整个勘探过程的累积误差有时很大,影响到勘探成果总体质量。通过对煤田三维地震勘探主要的关键环节和过程进行分析研究,指出了偏移误差产生的主要环节及其偏移误差的大小,以及整个项目的累计误差大小,从而有针对性地采取措施提高三维地震勘探成果质量,促进煤田三维地震勘探技术取得更大的进步。

叠后去噪在煤田三维地震资料处理中的应用

在地震资料高分辨率、高保真度、高信噪比的处理中,高信噪比是基础,提高信噪比是地震数据处理的首要任务。叠后去噪处理能够在去噪的同时保证资料的高分辨率和高保真度。介绍了目前常用的去噪方法以及三维正交多项式拟合去噪的原理,该方法优化了扫描及拟合的过程,能够快速自动地处理大数据量的三维地震数据。实际资料处理结果表明,叠后去噪处理能够很好地压制背景噪声,增强目的层反射波同相轴的连续性和信号的能量,提高叠加剖面的信噪比和分辨率,并且能够清楚地刻画出地质构造特征,应用效果较好。

应用混沌体层切片解释煤田陷落柱

沁水煤田许多矿区煤层稳定、倾角较小,一般小于15°,基于相似性或特征值算法的煤层反射波相干、方差属性应用效果较好。然而在部分矿区,煤层背斜、向斜两翼倾角较大时,相干、方差属性的效果较差,表现为地质异常体边界迷糊,横向分辨率较低,达不到预期的效果。在对LB矿区三维地震资料解释过程中,通过对数据体提取基于相似性或特征值的相干、方差、振幅、倾角、混沌等属性,进行属性分析、优选时,发现在煤层倾角较大的地段,基于几何结构张量算法的混沌体属性切片能够很好的反映断层、陷落柱异常,规避地层倾角对属性结果的影响,帮助解释人员准确快速地圈定各类异常区,对地震属性的应用有积极的参考意义。

大同石炭系煤田三维地震精细化解释及应用

本文以结合区域构造演化和应力场背景,采取动静结合,多方法、多资料印证,建立了三维地震精细构造解析流程,可精细刻画和预测煤层几何形态、断裂、褶皱及陷落柱的规模和分布规律,并在同发东周窑和马道头井田应用取得了良好效果,为两井田工作面部署和巷道掘进以及地质预报提供了可靠依据。

应用地震勘探技术解释巨野煤田煤层冲刷区

以巨野煤田彭庄、梁宝寺矿区为例介绍了利用三维地震时间剖面、地震属性资料解释、圈定煤层冲刷区等方法及在巨野煤田的应用效果,较清晰地圈定出冲刷区边界,揭示了冲刷区变薄及完全冲刷的状态。表明地震勘探方法不仅能够解决地质构造、地层的起伏形态等问题,结合钻探等资料在煤层冲刷区解释中更有高精度、经济和高效的应用效果。

地表建筑密集区煤田地震资料的针对性处理方法

在地表建筑密集区进行煤田三维地震勘探、地震资料采集时不得不采取大面积特殊观测系统,这就造成炮点分布极不规则,面元属性均一性受到影响,给后期资料处理工作带来很大困难。根据研究区的采集资料特点和要解决的地质任务,分析了采集资料情况,提出了一些针对性处理方法,包括数据规则化、叠后三维随机噪声衰减和频谱拓展等方法。通过在唐山地区某矿区的应用,地震资料的连续性、信噪比、分辨率得到了较大的改善,给后期资料解释工作提供了质量较高的处理数据体。

新疆库车基岩裸露条件下煤田三维地震勘探

本文就新疆库车煤田三维地震勘探工作,讨论了在基岩裸露条件下三维地震工作的实施难点及应对措施,并结合野外采集数据特点对资料处理中的静校正、叠后去噪、偏移提频处理给予了重点关注.本次勘探表明在基岩裸露地表条件下,利用"专用山地钻机成孔、高叠加次数、小炮检距、高频组合接收"采集技术,可获得高分辨率的原始资料,经过精细处理分析和综合对比解释研究,地质成果良好.