利用地震岩性反演技术进行煤层厚度预测
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的特征更清晰、 直观、 准确。
３ 煤层 厚 度计算
ห้องสมุดไป่ตู้
反演方法一般分为三类 ： 递推反演 、 于模型 的反 基 演和地震属性反演， 实际应用大都是在叠后进行基于褶
积模型的反演方法 。 以模型为基础 的反演方法把测井资料作为约束条 件， 采用正、 反演结合进行迭代 ， 求取地下波阻抗将反演 方法推向非线性。这种新 方法利用 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 ， 以更好 可 地获得薄层、 薄互层 的波阻抗信息。 不同的岩石具有不 同的速度 和密度值 ， 两者之积即 为波阻抗 ， 它决定 了岩石的物性 。井约束反演可推 出高
容 ； 义 的指 波 阻抗 反演 ， 将 声 波 测 井 资料 较 高 狭 它 的垂 向分辨 率和地震 较好 的横 向连续 性相 结合 ， 得 到既 有较高 垂 向分辨 率 又 有 较 好 横 向连续 性 的反 演剖 面 ， 同时对地 震 资料 进 行 高 频 和低 频 恢 复 ， 将 地 震 有 限 频 带 扩 展 为 宽 带 ， 界 面性 的 地 震 资 料 转 把 换成 可与测井 资料对 比 ， 具 有岩 性特 征 和 明确地 并 质 意义 的波 阻 抗 资 料 。波 阻抗 反 演 为 解 释 人 员 提 供 了一 个易 于分辨煤 层顶 、 底板 反 射波 时 间差 的视 觉 平 台 ， 而达 到煤层厚 度 预测 的 目的 。 从
采用井约束反演技术 ， 将常规地震时间剖面转换成 反应岩性变化的波阻抗剖面， 基本不受厚度的限制 ， 在 工作站上利用解释软件的放大功能， 能可靠的拾取煤层 组顶 、 底板反射波时间值 ， 求取顶 、 底板反射波时 间差 ， 根据煤层的速度计算出煤层视厚度， 再利用视厚度求取 真厚度。 计算公式为 ｄ ｖ・ ｔ一ｔ）２Ｄ － ＿ （ ２ １／ ； ＝ｄ・ ｏ （） ｃｓａ 式 中 ：—— 煤 层视 厚 度 ， ｄ ｍ； ｖ ～ 煤层 的地震波传播速度， ｓ ｍ／； ｔ ——顶板反射波双程旅行时间，； ｓ ｔ ——底板反射波双程旅行 时间，； ｓ
演的岩性剖面反映的煤层厚度值向地层下倾方向偏移 ， 并不是铅直地下的煤层视厚度 ， 因此要作空间归位 。
图 ｌ 拾取煤层顶 、 底板反射时间的反演剖 面
图 ２ 煤层真厚度转换示意图
图 ３ 煤层厚度归位示意图
空 间归 位 的偏移 量与 地层倾 角 和煤层 埋深 有关 ， 计 算公 式 ：
余误差值 。利用这个误差 ， 通过随机算法 （ 或模拟退火 、
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２ ０ 年第 ８ ０８ 期
西部探矿工程
１７ ３
煤层真厚度 ， ｍ。 由地质绘图软件 ， 按需要 的等厚间隔值绘制成平面
图 。如 图 １ 所 示 。 ～３
由于地层存在倾角 ， 二维地震资料叠后时间剖面反
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１６ ３
西部 探矿 工程
２０ 年第 ８ ０８ 期
利 用地 震 岩 性 反演 技 术进 行 煤 层 厚 度 预 测
徐 爽 ， 李怀礼 ， 马克娜
（ 徽省煤 田地 质 局 物探测 量 队 ， 徽 宿州 ２ ４ ０） 安 安 ３０ ０
摘 要： 利用声波测井资料将地震时间剖 面反 演成波阻抗剖 面， 揭示 了煤岩层空间变化特征 ， 为解释 人 员提供 了一个易于分辨煤层顶、 底板反射波时间差的视觉平 台， 从而达到煤层厚度预测的目的。 关键词 ： 地震资料 ； 测井资料； 岩性反 演； 煤层厚度 中图分类号 ．６ 文献标识码 ： 文章编号 ：０４ ７ ６２ ０） ８ １６ ３ Ｐ２ Ｂ １０ ５ １ （Ｏ８ Ｏ一Ｏ ３一Ｏ 地震 岩性 反演 是 指 利 用 地 震 资料 在 已知 测 井 资料 的约束下 ， 对地 下煤 岩层 空 间结构 和物 理 性质 进行 成像 （ 求解 ） 的过 程 。地 震 岩 性 反 演 分广 义 和 狭 义 两 种 ， 义 的 包 括 了 地 震 处 理 解 释 的 全 部 内 广 神经网络 、 遗传算法等非线性全局最优化方法）在噪声 ， 和模型协方差估计值得约束下 ， 迭代修 改模型 ， 直到获 得一个可以接受 的剩余误差为止 。最终控制反演过程 的稳定性与分辨率 ， 进而处理出高质量的波阻抗剖面 。 ③利用测井岩性柱状 、 物性 、 波阻抗反演结果采用 拟和 、 地质统计学（ 克里金 、 协克里金） 方法求取相关关
Ｌ— Ｈ ・ｔｎ（［ ａ ０ ）
１ 地 震岩 性反 演 的方 法原理
系， 进行岩性属性反演。最终得到反映煤层厚度变化的 波阻抗 数据 。 ２ 岩性 反 演成 果解释 煤层 厚 度变化 从地震剖面分析 ， 主频在 ５ Ｈ 左 右， ０ｚ 其最大分辨 率 只 能在 １ｍ 以上 。 由于反 射 波 由围岩 到煤 层顶 板 ， ０ 反映为高速到低速的过程 ， 其反射系数为负 ， 因此煤层 的顶板反射为一负相位的强反射层。同理 ， 反射波由煤 层底板到围岩为低速到 高速的过程， 其反射 系数为正 ， 底板所对应的为一正相位 的强反射层 。经过反演之后 的数据主频达到 ９Ｈｚ ０ 左右 ， 在阻抗数据上， 煤层表 现 低阻抗 ， 反演剖面上煤厚度轮廓及构造清晰可见， 而时 间剖面上煤层厚度变化情况很难分辨 ， 构造反映模糊 。 岩性反演剖面上煤层采空 、 火烧表现的“ 层位” 突然消失
分辨率的地层波阻抗资料 ， 为煤 岩层厚度 、 性等精细 物 解释提供了可靠依据。主要分以下三个阶段进行 ：
①首先应综合地震 、 测井和地质等资料得到的波阻 抗曲线 、 层位解释结果和岩性信 息 ， 确定 一个初 始波 阻 抗模型。这个初始模型把应用地质知识解释的层位 、 断
层和岩性信息反馈到反演中去。 ②把地震道的估计结果与实际地震道相比， 得到剩
３ 煤层 厚 度计算
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反演方法一般分为三类 ： 递推反演 、 于模型 的反 基 演和地震属性反演， 实际应用大都是在叠后进行基于褶
积模型的反演方法 。 以模型为基础 的反演方法把测井资料作为约束条 件， 采用正、 反演结合进行迭代 ， 求取地下波阻抗将反演 方法推向非线性。这种新 方法利用 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 ， 以更好 可 地获得薄层、 薄互层 的波阻抗信息。 不同的岩石具有不 同的速度 和密度值 ， 两者之积即 为波阻抗 ， 它决定 了岩石的物性 。井约束反演可推 出高
容 ； 义 的指 波 阻抗 反演 ， 将 声 波 测 井 资料 较 高 狭 它 的垂 向分辨 率和地震 较好 的横 向连续 性相 结合 ， 得 到既 有较高 垂 向分辨 率 又 有 较 好 横 向连续 性 的反 演剖 面 ， 同时对地 震 资料 进 行 高 频 和低 频 恢 复 ， 将 地 震 有 限 频 带 扩 展 为 宽 带 ， 界 面性 的 地 震 资 料 转 把 换成 可与测井 资料对 比 ， 具 有岩 性特 征 和 明确地 并 质 意义 的波 阻 抗 资 料 。波 阻抗 反 演 为 解 释 人 员 提 供 了一 个易 于分辨煤 层顶 、 底板 反 射波 时 间差 的视 觉 平 台 ， 而达 到煤层厚 度 预测 的 目的 。 从
采用井约束反演技术 ， 将常规地震时间剖面转换成 反应岩性变化的波阻抗剖面， 基本不受厚度的限制 ， 在 工作站上利用解释软件的放大功能， 能可靠的拾取煤层 组顶 、 底板反射波时间值 ， 求取顶 、 底板反射波时 间差 ， 根据煤层的速度计算出煤层视厚度， 再利用视厚度求取 真厚度。 计算公式为 ｄ ｖ・ ｔ一ｔ）２Ｄ － ＿ （ ２ １／ ； ＝ｄ・ ｏ （） ｃｓａ 式 中 ：—— 煤 层视 厚 度 ， ｄ ｍ； ｖ ～ 煤层 的地震波传播速度， ｓ ｍ／； ｔ ——顶板反射波双程旅行时间，； ｓ ｔ ——底板反射波双程旅行 时间，； ｓ
演的岩性剖面反映的煤层厚度值向地层下倾方向偏移 ， 并不是铅直地下的煤层视厚度 ， 因此要作空间归位 。
图 ｌ 拾取煤层顶 、 底板反射时间的反演剖 面
图 ２ 煤层真厚度转换示意图
图 ３ 煤层厚度归位示意图
空 间归 位 的偏移 量与 地层倾 角 和煤层 埋深 有关 ， 计 算公 式 ：
余误差值 。利用这个误差 ， 通过随机算法 （ 或模拟退火 、
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煤层真厚度 ， ｍ。 由地质绘图软件 ， 按需要 的等厚间隔值绘制成平面
图 。如 图 １ 所 示 。 ～３
由于地层存在倾角 ， 二维地震资料叠后时间剖面反
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利 用地 震 岩 性 反演 技 术进 行 煤 层 厚 度 预 测
徐 爽 ， 李怀礼 ， 马克娜
（ 徽省煤 田地 质 局 物探测 量 队 ， 徽 宿州 ２ ４ ０） 安 安 ３０ ０
摘 要： 利用声波测井资料将地震时间剖 面反 演成波阻抗剖 面， 揭示 了煤岩层空间变化特征 ， 为解释 人 员提供 了一个易于分辨煤层顶、 底板反射波时间差的视觉平 台， 从而达到煤层厚度预测的目的。 关键词 ： 地震资料 ； 测井资料； 岩性反 演； 煤层厚度 中图分类号 ．６ 文献标识码 ： 文章编号 ：０４ ７ ６２ ０） ８ １６ ３ Ｐ２ Ｂ １０ ５ １ （Ｏ８ Ｏ一Ｏ ３一Ｏ 地震 岩性 反演 是 指 利 用 地 震 资料 在 已知 测 井 资料 的约束下 ， 对地 下煤 岩层 空 间结构 和物 理 性质 进行 成像 （ 求解 ） 的过 程 。地 震 岩 性 反 演 分广 义 和 狭 义 两 种 ， 义 的 包 括 了 地 震 处 理 解 释 的 全 部 内 广 神经网络 、 遗传算法等非线性全局最优化方法）在噪声 ， 和模型协方差估计值得约束下 ， 迭代修 改模型 ， 直到获 得一个可以接受 的剩余误差为止 。最终控制反演过程 的稳定性与分辨率 ， 进而处理出高质量的波阻抗剖面 。 ③利用测井岩性柱状 、 物性 、 波阻抗反演结果采用 拟和 、 地质统计学（ 克里金 、 协克里金） 方法求取相关关
Ｌ— Ｈ ・ｔｎ（［ ａ ０ ）
１ 地 震岩 性反 演 的方 法原理
系， 进行岩性属性反演。最终得到反映煤层厚度变化的 波阻抗 数据 。 ２ 岩性 反 演成 果解释 煤层 厚 度变化 从地震剖面分析 ， 主频在 ５ Ｈ 左 右， ０ｚ 其最大分辨 率 只 能在 １ｍ 以上 。 由于反 射 波 由围岩 到煤 层顶 板 ， ０ 反映为高速到低速的过程 ， 其反射系数为负 ， 因此煤层 的顶板反射为一负相位的强反射层。同理 ， 反射波由煤 层底板到围岩为低速到 高速的过程， 其反射 系数为正 ， 底板所对应的为一正相位 的强反射层 。经过反演之后 的数据主频达到 ９Ｈｚ ０ 左右 ， 在阻抗数据上， 煤层表 现 低阻抗 ， 反演剖面上煤厚度轮廓及构造清晰可见， 而时 间剖面上煤层厚度变化情况很难分辨 ， 构造反映模糊 。 岩性反演剖面上煤层采空 、 火烧表现的“ 层位” 突然消失
分辨率的地层波阻抗资料 ， 为煤 岩层厚度 、 性等精细 物 解释提供了可靠依据。主要分以下三个阶段进行 ：
①首先应综合地震 、 测井和地质等资料得到的波阻 抗曲线 、 层位解释结果和岩性信 息 ， 确定 一个初 始波 阻 抗模型。这个初始模型把应用地质知识解释的层位 、 断
层和岩性信息反馈到反演中去。 ②把地震道的估计结果与实际地震道相比， 得到剩
