波形特征识别和分类的基础上，地震道的波形包含了频率、振幅、相位、能量等多种地震属性；地震分析相技术能较好地刻画地震信号的总体变化特征和这种变化的分布规律；地震相划分是依据波形分类法；岩浆岩与煤层的物性差异使得二者的地震波形不同，利用地震相分析可以对它们进行分类，并区分岩浆岩侵入煤层边界。
[0032]所述的谱分解方法:利用薄层调谐体离散频率特性，通过分析复杂岩层内频谱变化和局部相位的不稳定性，识别薄地层的横向分布特征，包括局部岩体的变化情况；岩浆岩侵入煤层使得局部岩体发生变化；利用谱分解结果能有效地评价局部岩体变化的平面展布。
[0033]实施例1:安徽淮北矿区卧龙湖矿岩浆岩侵入现象十分严重，北三采区勘探面积4.3km2，共有17个钻孔，其中1-3孔、sll孔和sl2孔在8煤层处为岩浆岩。2011年在该区进行了三维地震勘探工作，主要地质任务是解决煤层的构造问题，利用反射波的运动学特征无法圈定岩浆岩的分布范围，给生产带来很大的影响。
[0034]1.地震反演方法与解释成果
[0035]该煤矿主要可采煤层为7、8煤层，煤层与其顶底板波阻抗差异明显，可以形成较强的煤层反射波。该区岩浆岩具有高视电阻率和高密度的特点，而煤层的视电阻率和密度值远低于岩浆岩，二者具有较大的物性差异，见图1。其中，绿色曲线为视电阻率曲线，红色曲线为人工伽玛(密度)曲线。
[0036]考虑到钻孔的位置及分布，选取了 16个钻孔的测井资料进行反演处理，图2为8煤层波阻抗切片。在波阻抗切片上，通过色标能够直观地反映岩性的变化。煤层的波阻抗较小，岩浆岩的波阻抗较大，是区分煤层是否被岩浆岩侵入的主要依据。绿色、黄绿色表示波阻抗值低，在3300?4000之间，反映了煤层的变化；红色和蓝色表示波阻抗值高，在7500?8500之间，反映了岩浆岩以及天然焦的变化。利用波阻抗值的大小在色标上的不同反应，结合钻孔揭露资料，对8煤层的岩浆岩侵入范围做出解释，如图2中的黑线范围。
[0037]2.地震相分析方法与解释成果
[0038]对于8煤层，当煤层的岩性不同和厚度变化时，反射波的波形间存在着明显差异。利用这一特点，分别以不同时窗长度和分类数对8煤层反射波进行地震相分析。经过对比，时窗选15ms、分7类时的地震相图与实际钻孔揭露的情况最为符合，如图3所示。图3的二个区域基本对应正常煤层，白线内的棕色和黄色区域基本对应岩浆岩侵入范围。
[0039]3.谱分解方法与解释成果
[0040]在采区范围内，8煤层反射波与岩浆岩反射波之间存在着明显的频率差异。通过频谱分析发现，正常煤层反射波主频为45Hz左右，频带宽度为40Hz左右，岩浆岩侵入区(以1-3孔附近区域为准)反射波主频为70Hz左右，频带宽度为30Hz左右。对比可知，当煤层被岩浆岩侵入后主频明显增大，频谱宽度变窄。因此，对8煤反射波进行谱分解处理，选择低频和高频谱分解切片作为解释的依据，见图4(a)和图4(b)。
[0041]通过对比谱分解处理结果，发现8煤层在谱分解切片上有以下主要特征:由于正常煤层主频较低，所以在45Hz谱分解切片上表现为强能量，用红色或者黄色显示。而黑线内岩浆岩侵入区能量相对较弱，用蓝色显示，但随着频率的提高，其能量越来越强，在70Hz谱分解切片上表现为强能量。这一特征的区域以sl2孔附近最为明显。
[0042]4.综合解释成果
[0043]根据实际钻孔揭露，以三维地震资料反演结果作为解释参考，同时利用谱分解处理和地震相分类的结果加以印证，最终圈定两个岩浆岩侵入带，如图5所示。
【主权项】
1.一种基于地震信息的岩浆岩侵入煤层范围的解释方法，其特征是:该岩浆岩侵入煤层范围的解释方法:包括地震反演、地震相分析和谱分解三种岩性解释方法，当区域内具有较多的钻井和测井资料时即3~4个/km2时，使用地震反演方法；当区域内钻井数目较少或缺乏测井资料时，综合使用地震相分析和谱分解方法； 所述的地震反演方法:利用钻孔测井数据的高纵向分辨率对井旁地震道进行约束反演，同时对井间地震资料进行反演，推断地层的横向变化情况；岩浆岩与煤层的物性差异较大，所述的煤层的物性包括速度、密度和电阻率，根据物性差异解决岩浆岩侵入煤层边界问题；解释依据有以下四点:(I)波阻抗差异，煤层的波阻抗小，岩浆岩的波阻抗大；(2)煤层波阻抗的不连续性，岩浆岩侵入煤层后，煤层波阻抗不连续；(3)煤层顶板的岩性变化，当煤层的直接顶板为岩浆岩时，其波阻抗值变高；(4)如果波阻抗差异不够明显，利用多参数岩性反演信息的差异，所述的多参数为自然伽马曲线和视电阻率曲线；所述的多参数即自然伽马曲线和视电阻率曲线； 所述的地震相分析方法:是建立在地震道波形特征识别和分类的基础上，地震道的波形包含了频率、振幅、相位、能量等多种地震属性；地震分析相技术能较好地刻画地震信号的总体变化特征和这种变化的分布规律；地震相划分是依据波形分类法；岩浆岩与煤层的物性差异使得二者的地震波形不同，利用地震相分析可以对它们进行分类，并区分岩浆岩侵入煤层边界； 所述的谱分解方法:利用薄层调谐体离散频率特性，通过分析复杂岩层内频谱变化和局部相位的不稳定性，识别薄地层的横向分布特征，包括局部岩体的变化情况；岩浆岩侵入煤层使得局部岩体发生变化；利用谱分解结果能有效地评价局部岩体变化的平面展布。
【专利摘要】一种基于地震信息的岩浆岩侵入煤层范围的解释方法，属于岩浆岩侵入煤层范围的解释方法。该岩浆岩侵入煤层范围的解释方法：包括地震反演、地震相分析和谱分解三种岩性解释方法，当区域内具有较多的钻井和测井资料时即3～4个/km2时，使用地震反演方法；当区域内钻井数目较少或缺乏测井资料时，综合使用地震相分析和谱分解方法；使用地震反演、地震相分析和谱分解三种岩性地震方法，综合利用岩浆岩的高波阻抗、高频和波形异常等地震波动力学信息。配合钻探与矿井地质资料，进行岩浆岩侵入煤层边界范围的解释工作。优点：应用地球物理与采矿工程相互交叉技术，为煤矿安全生产提供地质保障，降低了生产成本，提高了设备的使用寿命。
【IPC分类】G01V1/30
【公开号】CN105068118
【申请号】CN201510316468
【发明人】崔若飞, 陈同俊, 崔大尉, 赵立明, 张亚兵
【申请人】中国矿业大学
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年6月10日