裂隙带高度及含水性确定方法、存储介质和计算机设备与流程

本发明属于地震勘探应用，具体涉及一种裂隙带高度及含水性确定方法、存储介质和计算机设备。

背景技术：

1、我国是煤炭消费大国，未来一定时间内煤炭消耗在石化能源需求中仍占据主要地位。煤矿开采后，由于上覆岩体被破坏，在采空区上方形成“三带”，其中，若裂隙带发育在具有导水性的沿层中时，会形成导水裂隙带，对煤矿安全开采不利。另一方面，导水裂隙带对建设煤矿地下水库，充分利用水资源也是非常重要的。因此，研究导水裂隙带发育高度和含水性对煤矿的安全和绿色开采重要意义。

2、目前，针对导水裂隙带的研究方法包括：力学解析法、数值模拟法、相似材料模拟法、统计学分析法和现场实测法等方法。力学解析法通过研究煤层采动对覆岩力学性质的影响，分析导水裂隙带发育分布特征；相似材料模拟法和数值模拟法采用物理和数学模拟技术，模拟煤层开采对覆岩的影响，预测地下导水裂隙带特征；统计分析法通过统计以往与导水裂隙带发育相关的数据与资料，采用数学手段建立数学模型或经验公式，进而对导水裂隙带信息进行研究；现场实测法通过钻探、地震等地球物理方法，直接探测裂隙发育情况。地震类方法主要指基于三维地震叠后属性(如曲率等)，进行覆岩裂隙发育解释。

3、然而，非地震类方法基于数值或物理模拟，其实际应用价值不强；现场实测法针对性较强，效果较好，但由于钻探的高费用和电磁法的体积效应影响，其应用也受到了限制。

4、现在亟须一种裂隙带高度及含水性确定方法、存储介质和计算机设备。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明提供了一种裂隙带高度及含水性确定方法、存储介质和计算机设备。

2、第一方面，本发明提供了一种裂隙带高度及含水性确定方法，包括以下步骤：

3、对于地震数据中每一个采样点执行以下步骤：

4、根据界面处位移及应力连续边界条件，结合地震波平面波方程建立反射系数计算模型；

5、结合所述反射系数计算模型和实际地震记录数据建立反演目标函数；

6、基于所述反演目标函数进行反演，得到各采样点的裂缝各向异性参数；

7、根据各采样点的裂缝各向异性参数确定裂隙带高度及含水性。

8、根据本发明的实施例，优选地，所述反射系数计算模型为以下表达式：

9、r＝-a-1ip

10、其中，r为反射、透射系数向量；ip为入射向量；a为系数矩阵，与反射界面两侧物性参数有关。

11、根据本发明的实施例，优选地，所述反演目标函数为以下表达式：

12、

13、其中，m为模型参数向量；f为正演算子；d为实际地震记录。

14、根据本发明的实施例，优选地，所述基于所述反演目标函数进行反演，得到各采样点的裂缝各向异性参数，包括：

15、基于所述反演目标函数采用粒子群算法进行avaz反演，得到各采样点的裂缝各向异性参数。

16、根据本发明的实施例，优选地，所述裂缝各向异性参数包括：垂向弱度和切向弱度，所述根据各采样点的裂缝各向异性参数确定裂隙带高度及含水性，包括：

17、根据各采样点的垂向弱度和切向弱度判断当前采样点是否属于裂隙带以及是否含水；

18、根据各采样点的裂缝带和含水情况以及已知的采样点的位置信息确定裂缝带高度及含水性。

19、根据本发明的实施例，优选地，所述根据各采样点的垂向弱度和切向弱度判断当前采样点是否属于裂隙带以及是否含水，包括：

20、当采样点的垂向弱度和切向弱度均为0时，判定当前采样点属于无裂缝发育的地带。

21、根据本发明的实施例，优选地，所述根据各采样点的垂向弱度和切向弱度判断当前采样点是否属于裂隙带以及是否含水，包括：

22、当采样点的垂向弱度和切向弱度均不为0时，判定当前采样点属于裂缝带且部分含水。

23、根据本发明的实施例，优选地，所述根据各采样点的垂向弱度和切向弱度判断当前采样点是否属于裂隙带以及是否含水，包括：

24、当采样点的垂向弱度为0，且切向弱度均不为0时，判定当前采样点属于导水裂隙带。

25、第二方面，本发明提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述裂隙带高度及含水性确定方法的步骤。

26、第三方面，本发明提供了一种计算机设备，其包括存储器和处理器，该存储器上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述裂隙带高度及含水性确定方法的步骤。

27、与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：

28、应用本发明的裂隙带高度及含水性确定方法，对于地震数据中每一个采样点，根据界面处位移及应力连续边界条件，结合地震波平面波方程建立反射系数计算模型；结合所述反射系数计算模型和实际地震记录数据建立反演目标函数；基于所述反演目标函数进行反演，得到各采样点的裂缝各向异性参数；根据各采样点的裂缝各向异性参数确定裂隙带高度及含水性，能够反演研究导水裂隙带的空间特征及演化规律，为研究煤矿地下水库库容变化、水库水源等提供支撑。

29、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

技术特征：

1.一种裂隙带高度及含水性确定方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述反射系数计算模型为以下表达式：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述反演目标函数为以下表达式：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述反演目标函数进行反演，得到各采样点的裂缝各向异性参数，包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述裂缝各向异性参数包括：垂向弱度和切向弱度，所述根据各采样点的裂缝各向异性参数确定裂隙带高度及含水性，包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据各采样点的垂向弱度和切向弱度判断当前采样点是否属于裂隙带以及是否含水，包括：

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据各采样点的垂向弱度和切向弱度判断当前采样点是否属于裂隙带以及是否含水，包括：

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据各采样点的垂向弱度和切向弱度判断当前采样点是否属于裂隙带以及是否含水，包括：

9.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至8中任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机设备，其包括存储器和处理器，其特征在于，该存储器上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至8中任一项所述方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种裂隙带高度及含水性确定方法、存储介质及计算机设备，所述方法包括：对于地震数据中每一个采样点，根据界面处位移及应力连续边界条件，结合地震波平面波方程建立反射系数计算模型；结合所述反射系数计算模型和实际地震记录数据建立反演目标函数；基于所述反演目标函数进行反演，得到各采样点的裂缝各向异性参数；根据各采样点的裂缝各向异性参数确定裂隙带高度及含水性，能够反演研究导水裂隙带的空间特征及演化规律，为研究煤矿地下水库库容变化、水库水源等提供支撑。

技术研发人员：李全生,卢勇旭,方杰,杨英明,邢朕国
受保护的技术使用者：神华神东煤炭集团有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15