时频谱；4)对于每一个时频 谱，搜索其各个频率曲线的最大响应值，将最大响应值对应的时间和频率绘制成交会图；5) 利用线性回归分析方法，拟合交会图中的散点，获得截距和梯度值；6)将所有地震道的截 距和梯度值绘制成交会图，根据每一个地震道在交会图中的位置，直接指示火成岩的侵入 位置。
[0036] 火成岩位置直接指示方法，具体步骤如下：
[0037] 1)通过人机交互，在常规三维地震数据体上拾取煤层反射波同相轴。具体方法如 下：
[0038] ①收集采区内已有的测井资料，制作合成地震记录；
[0039] ②将合成地震记录与井旁道进行对比，识别出煤层反射波的位置和相位；
[0040] ③将识别出的煤层反射波位置和相位作为控制点，利用人机交互在全区拾取如图 1所示的煤层反射波同相轴。
[0041] 2)根据煤层反射波的特征，沿煤层反射波同相轴提取煤层反射波数据，生成子数 据体。具体方法如下：
[0042] ①根据煤层反射波的特征，确定数据提取时的时间窗上界、时间窗下界和时间窗 长度（通常为llms、21ms、31ms或41ms等），如图1中时间窗的下界和上界之差即为时窗长 度；
[0043] ②将提取的时间窗函数确定为钟形高斯窗，其函数表达式为h(t);
[0044] ③沿交互拾取的煤层反射波同相轴，依次提取每个地震道的煤层反射波数据，按 照公式一计算，生成子数据体。
[0045] subdata(t_t。）=data(t)*h(t_t。） 公式一
[0046] 其中，t。为如图1所示的时间窗上界，t为地震道中样点对应的时间，data(t)为 t时刻的原始数据体数据，subdata(t)为t时刻子数据体数据。
[0047] 3)利用谱分解算法，对子数据体中的每一个地震道进行谱分解，获得相应的时频 谱。具体方法如下：
[0048] ①提取子数据体中每一道的煤层反射波数据subdata(t);
[0049] ②根据煤层反射波的特征，合理选择时频谱的起始频率f。、终止频率fOTd和步长 Af等参数；
[0050] ③选取合适的谱分解算法，如小波变换或S变换等；
[0051] ④利用公式二，计算数据体中每一个地震道的时频谱S(t，f)。
[0052]
[0053] 其中t时间，f为频率，Q(t，f)为谱分解时的母函数。
[0054] 4)对于每一个时频谱，搜索其各个频率曲线的最大响应值，将最大响应值对应的 时间和频率绘制成交会图。具体方法如下：
[0055] ①搜索时频谱中各个频率曲线的最大响应值，如图2所示；
[0056] ②读取各个频率曲线最大响应值对应的时间；
[0057] ③以频率为横坐标、最大响应值对应的时间为纵坐标，绘制成如图3所示的交会 图。
[0058] 5)利用线性回归分析方法，拟合交会图中的散点，计算截距和梯度值。具体方法如 下：
[0059] ①根据交会图中散点分布的特点，选取线性回归的数据范围，一般起始频率选为 20Hz，终止频率选为100Hz;
[0060] ②根据最小二乘法原理，对数据范围内的散点进行线性回归；
[0061] ③根据线性回归所获得的直线方程，计算拟合直线的截距和梯度值，如公式三所 不。
[0062]t=Gf+P公式三
[0063] 其中，t为时间，f为频率，G为梯度，P为截距。
[0064] 6)将所有地震道的截距和梯度值绘制成交会图，根据每一个地震道在交会图中的 位置，直接指示火成岩的侵入位置，具体方法如下：
[0065] ①将所有地震道所对应的截距P和梯度G依次排序；
[0066] ②绘制成如图4所示的截距-梯度交会图；
[0067] ③根据交会图中散点的分布特点，定义如图4所示的阈值线，初步指示火成岩侵 入位置；
[0068] ④将初步指示结果与已知钻孔揭露情况进行对比，验证定义的阈值线是否合理；
[0069] ⑤如果合理，则初步指示火成岩位置为煤层火成岩侵入位置的直接指示；如果不 合理，则重新定义阈值线，重复步骤④直到获得满意结果为止。具体实现过程如图5所示。
【主权项】
1. 一种基于谱分解的煤层火成岩侵入位置直接指示方法，其特征是：火成岩位置直接 指示方法：1)通过人机交互，在常规三维地震数据体上拾取煤层反射波同相轴；2)根据煤 层反射波的特征，沿煤层反射波同相轴提取煤层反射波数据，生成子数据体；3)利用谱分 解算法，对子数据体中的每一个地震道进行谱分解，获得相应的时频谱；4)对于每一个时 频谱，搜索其各个频率曲线的最大响应值，将最大响应值对应的时间和频率绘制成交会图； 5)利用线性回归分析方法，拟合交会图中的散点，获得截距和梯度值；6)将所有地震道的 截距和梯度值绘制成交会图，根据每一个地震道在交会图中的位置，直接指示火成岩的侵 入位置。2. 根据权利要求1所述的一种基于谱分解的煤层火成岩侵入位置直接指示方法，其特 征是：所述的火成岩位置直接指示方法，具体步骤如下： 1) 通过人机交互，在常规三维地震数据体上拾取煤层反射波同相轴； 具体方法如下：①收集采区内已有的测井资料，制作合成地震记录；②将合成地震记 录与井旁道进行对比，识别出煤层反射波的位置和相位；③将识别出的煤层反射波位置和 相位作为控制点，利用人机交互在全区拾取煤层反射波同相轴； 2) 根据煤层反射波的特征，沿煤层反射波同相轴提取煤层反射波数据，生成子数据 体； 具体方法如下：①根据煤层反射波的特征，确定数据提取时的时间窗上界、时间窗下界 和时间窗长度；②将提取的时间窗函数确定为钟形高斯窗；③沿交互拾取的煤层反射波同 相轴，依次提取每个地震道的煤层反射波数据，生成子数据体； 3) 利用谱分解算法，对子数据体中的每一个地震道进行谱分解，获得相应的时频谱； 具体方法如下：①提取子数据体中每一道的煤层反射波数据；②根据煤层反射波的特 征，合理选择时频谱的起始频率、终止频率和步长等参数；③选取合适的谱分解算法，为小 波变换或S变换等；④计算数据体中每一个地震道的时频谱； 4) 对于每一个时频谱，搜索其各个频率曲线的最大响应值，将最大响应值对应的时间 和频率绘制成交会图； 具体方法如下：①搜索时频谱中各个频率曲线的最大响应值；②读取各个频率曲线最 大响应值对应的时间；③以频率为横坐标、最大响应值对应的时间为纵坐标，绘制交会图； 5) 利用线性回归分析方法，拟合交会图中的散点，计算截距和梯度值； 具体方法如下：①根据交会图中散点分布的特点，选取线性回归的数据范围，起始频率 选为20Hz，终止频率选为IOOHz;②根据最小二乘法原理，对数据范围内的散点进行线性回 归；③根据线性回归所获得的直线方程，计算拟合直线的截距和梯度值； 6) 将所有地震道的截距和梯度值绘制成交会图，根据每一个地震道在交会图中的位 置，直接指示火成岩的侵入位置； 具体方法如下：①将所有地震道所对应的截距和梯度依次排序；②绘制截距和梯度的 交会图；③根据交会图中散点的分布特点，定义阈值线，初步指示火成岩侵入位置；④将初 步指示结果与已知钻孔揭露情况进行对比，验证定义的阈值线是否合理；⑤如果合理，则初 步指示火成岩位置为煤层火成岩侵入位置的直接指示；如果不合理，则重新定义阈值线，重 复步骤④直到获得满意结果为止。
【专利摘要】一种基于谱分解的煤层火成岩侵入位置直接指示方法，属于煤层火成岩位置指示方法。方法为：1)通过人机交互，在常规三维地震数据体上拾取煤层反射波同相轴；2)沿煤层反射波同相轴提取煤层反射波数据，生成子数据体；3)利用谱分解算法，对子数据体中的地震道进行谱分解，获得相应的时频谱；4)对于每一个时频谱，搜索其各个频率曲线的最大响应值，将最大响应值对应的时间和频率绘制成交会图；5)利用线性回归分析方法，拟合交会图中的散点，获得截距和梯度值；6)将所有地震道的截距和梯度值绘制成交会图，指示火成岩的侵入位置。预测真实、可靠，预测方法科学、简捷，预测结果定量、直观、高精度，满足煤矿采区煤层高产、高效回采的要求。
【IPC分类】G01V1/28
【公开号】CN105204066
【申请号】CN201510700647
【发明人】陈同俊, 王新
【申请人】中国矿业大学
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年10月26日