地震属性分析技术在煤矿采区勘探中的应用

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(中煤科工集团 西安研究院有限公司，陕西 西安 710077)

地震属性分析技术在煤矿采区勘探中的应用

邹云超，孙永亮，刘斌

(中煤科工集团西安研究院有限公司，陕西西安710077)

地震数据反演地下模型参数(地震资料解释)总是存在多解性，即地震属性成果显示与地质目标并非一一对应关系。故有必要分析、研究影响地震属性应用的不确定性因素。山东赵楼煤矿煤层局部区域受沉积因素影响，煤层结构复杂，夹矸较多、厚度不稳定(煤层变薄甚至缺失)，利用采区工作面形成过程中不断丰富的地质资料标定存在多解的地震属性数据，充分挖掘地震属性反映的地质信息，提高了采区三维地震勘探对煤层沉积异常范围的解释精度。

地震属性；不确定性分析；采区勘探

地震资料的属性解释技术，即地震属性提取、优选和联合解释技术。由于地震观测数据不能全方位观测，同时由于边界条件的不确定性，初始条件状态的不可预知性，使得使用地震数据推演地下模型时存在多种可能。所以，地震属性成果显示与反演地质条件并不是一一对应的，地震属性异常时，地质目标也可能是正常的，相应的地震属性正常的情况下也可能监测到异常的地质目标。为了减少多解性使解趋于稳定，对影响地震属性应用中的不确定性因素进行分析、研究，利用互相约束的多种信息对地震属性综合标定[1]，将成为使解趋于稳定、提高地震属性解释成果可靠性的重要方法和途径。

1 问题的提出

赵楼煤矿煤层局部区域受沉积因素影响，煤层结构复杂，夹矸较多、厚度不稳定(煤层变薄甚至缺失)；与此同时，采区内煤层存在岩浆岩侵入、断层等多种地质异常。这就需要查明煤层沉积异常区的范围，以便为合理布置采煤工作面提供良好的地质依据，这些地质异常在地震属性上可能同时表现为低属性或高属性异常。此外，地表条件、属性算法、属性提取、数据处理等因素同样有可能与地质因素共同作用引起地震属性异常[2-3]。在缺乏足够的地质标定信息的情况下很难将每一处属性异常与每一种引起属性异常的因素建立一一对应的关系，进而很难对煤层结构及赋存状态做出精确解释。图1为时间剖面与均方根振幅属性曲线对比图，从图中可以看出低均方根振幅属性与反射波同相轴能量变弱、消失、连续性变差相对应；图2为层位之下波峰个数属性异常区的反映；图3为非零样点数统计信息属性图，图中每一处异常对应确定的地表条件。图1、图2中属性异常位置、范围清晰、明确，但引起该异常的具体因素需借助其他信息才能进一步标定、确认。

图1 1304运输巷位置的3煤层反射波与反射波均方根振幅属性曲线对比

图2 层位之下波峰个数属性异常区的反映

图3 非零样点数统计信息属性图

2 属性分析及解释

2.1 利用已知资料优选、标定地震属性

利用工作面形成过程中不断丰富的地质资料标定存在多解性的地震属性数据是工作面形成过程中属性分析技术的关键[4]。图4、图5为工作面形成过程中随着巷道掘进而揭露的煤层结构信息，通过对比可以确认巷道揭露煤层异常范围与层位之下波峰个数属性、均方根振幅属性(图6)异常范围吻合较好。为此，通过巷道揭露信息初步标定图2、图6中圈定的属性异常范围为煤层沉积异常范围。

图4 煤层沉积异常区在1304运输巷上表现为沉积缺失

图5 煤层沉积异常区在1304轨道巷上表现为沉积变薄

2.2 多种信息综合约束[5]

为了减少多解性使解趋于稳定，多种信息的综合及互相约束，就成为使解趋于稳定的重要方法和途径。

图2中圈定的属性异常区有2个，图3的非零样点数属性(non-zero sample count)反映区内的障碍物对地震信号影响范围。图3下部异常范围与图2下部异常区范围一致，所以图2下部异常区是由村庄对地震信号的影响造成的可能性较大，最后综合利用图3上部、图6中圈定的异常范围及巷道揭露信息相互约束、修正，最终确定煤层沉积异常范围如图7所示。

图7 煤层沉积异常区的范围示意

2.3 地质结论

利用巷道揭露地质信息、地震属性信息的综合标定、约束作用，充分挖掘地震属性反映的地质信息是属性分析的关键技术，其最终目的是为合理布置采煤工作服务，结合工作区地质背景及前期地质勘探成果综合分析确认上文圈定的煤层沉积异常区为煤层冲刷带的可靠性较高。

3 结束语

(1)总结和研究勘探区内的构造发育和煤层结构变化等地质规律，可以反过来验证分析结果，从而更好地理解地震资料，得到更加准确的勘探结果。受当前的科学技术手段限制，得到的数据可能是不准确的，或者是存在局限性的，这些数据包括各种原始的地质信息数据，也包括由此推论得到的处理成果数据，他们存在多解性。但从地质规律的角度出发，各种信息还是通过内在关系联系在一起的。运用多种方法综合分析煤矿勘探和生产中获得的钻探、巷探、采掘及地震基础资料等并将分析结论整合于地震解释成果中，最终得到需要的符合地质规律的有用信息[6]。

(2)分析地震属性与煤矿采区三维地震勘探对象之间的关系时，发现他们之间的关系并不简单，如果用静止的眼光观察他们很可能会得到错误的结论，因此需要不断地积累、提高和完善自身素质[7]。借助于丰富的巷道掘进信息，对地震资料做进一步数据处理、属性分析，实现三维地震数据动态解释和巷道掘进过程中的超前构造预测，是提高采区构造解释成果可靠性的重要途径。但是，目前多数地震勘探工作仅一次性提供解释成果，致使大多数资料在后期的生产中不能或很难与生产实际结合起来从而被有效利用，这限制了地震成果效益的发挥，也造成了巨大的成果资源浪费。

为此，本文的研究重点是，在属性解释技术应用理论研究的基础上，把三维地震属性信息与采区巷道掘进过程中的地质信息相融合，实现三维地震信息的动态解释。将采区三维地震勘探成果数据体，由“死”变“活”、由“静”变“动”。

[1]熊 翥.21世纪初中期油气地球物理技术展望[M].石油工业出版社，2006.

[2]张建宁，于建国.地震属性应用中的不确定性分析[J].石油物探，2006，44(4)：373-379.

[3]朱红娟.煤矿采区三维地震属性应用中的风险分析与动态解释[J].物探与化探，2010，34(6)：745-749.

[4]印兴耀，周静毅.地震属性优化方法综述[J].石油地球物理勘探，2005，40(4)：482-489.

[5]张玉忠，杨永波.运用地震属性技术预测煤层厚度[J].煤炭技术，2009，28(3)：126-129.

[6]程建远，何文欣，朱书阶.三维地震资料的精细解释技术[J].煤田地质与勘探，2001，29(6)：55-58.

[7]屈绍忠，杨振邦.三维地震勘探在采区勘探中的应用及效果[J].煤炭技术，2013，32(8)：173-175.

[8]程 详，赵光明，孟祥瑞，等.上提综采面破碎顶板片帮冒顶分析与控制技术研究[J].西安科技大学学报，2012(4)：420-426，433.

[9]程 洋，赵光明，孟祥瑞，等.上提综采面破碎顶板片帮冒顶分析与控制技术研究[J].西安科技大学学报，2012，32(4)：420-426，433.

[责任编辑：邹正立]

Application of Seismic Attributive Analysis Technology in Mining Zone Exploration

ZOU Yun-chao, SUN Yong-liang, LIU Bin

(Xi'an Research Institute Co., Ltd., China Coal Technology Engineering Group, Xi'an 710077, China)

There is always multi-solution obsession in reversing underground model parameters with seismic data because the seismic attributive result exploration is not one-to-one correspondence with geological goal.So it is necessary to analyzed uncertainty factors of influencing seismic attributive.Influenced by sedimentary factor, coal-seam structure is complex for much parting number and unstable thickness in local area of Zhaolou Colliery.Applying abundant geological data to demarcating seismic attributive data and mining geological information reflected by seismic attributive, exploration accuracy of 3-d seismic exploration for coal-seam sediment abnormity range was improved.

seismic attributive;uncertainty analysis；mining zone exploration

2014-08-26

10.13532/j.cnki.cn11-3677/td.2014.06.007

国家科技重大专项课题(2011ZX05040-002)

邹云超(1983-)，男，黑龙江哈尔滨人，助理研究员，主要从事地震勘探工作。

邹云超，孙永亮，刘 斌.地震属性分析技术在煤矿采区勘探中的应用[J].煤矿开采，2014，19(6)：29-30，53.

TD15

A

1006-6225(2014)06-0029-02