[发明专利]基于主控要素地震-地质一体化分析构造煤分布预测方法

说明书

本发明提供了一种基于主控要素地震‑地质一体化分析构造煤分布预测方法，属于构造煤分布预测技术领域；具体通过选取残差、倾角、倾角突变和倾向突变作为构造煤构造控制要素的量化指标；选取煤层所在四级层序范围内砂泥厚度比和砂泥厚度比突变系数作为构造煤围岩控制要素的量化指标；选取煤厚和煤厚突变系数作为构造煤煤层控制要素的量化指标；采用灰色关联法对井点处碎粒煤和糜棱煤厚度之和占煤层总厚之比和地质要素量化指标进行关联分析，构建煤分布预测模型；本发明对构造煤发育细节刻画更丰富，分辨程度更高，避免了常规地震直接预测手段的多解性。

技术领域

本发明属于构造煤分布预测技术领域，具体为一种基于主控要素地震-地质一体化分析构造煤分布预测方法。

背景技术

我国含煤盆地多形成于陆相或海陆过渡相沉积环境，后期经历了一期或多期构造运动改造，使得盆地中煤层厚度和结构空间分异性强，普遍发育构造煤。煤层中构造煤的发育不仅严重制约煤层气开发而且极易形成煤与瓦斯突出危险区影响煤炭开采，所以有效揭示开发尺度煤层中构造煤的分布情况对于提高煤层气开发效率，实现煤矿安全绿色开采具有重要意义。目前国内外构造煤分布预测研究主要集中在区域性地质推断和局部地球物理判识，这两种方法对于构造煤识别均有各自局限性，难以有效指导生产。地质推断法对构造煤的判识较为宏观，地球物理法对构造煤引起的物性差异可分辨程度较低，总的来说面向开发的构造煤分布预测缺乏系统的、多技术手段的精细表征和综合评价方法。

现有技术1的技术方案：不同地质要素控制了构造煤发育程度与空间展布形态，所以在一定条件下可以依据地质规律进行构造煤分布预测，形成基于构造煤地质分布规律的地质预测法。由于煤层是含煤地层中的软弱分层，一般认为构造应力作用下煤层中形成构造煤，同时构造应力作用下形成的地质构造以及与地层应力集中相关的沉积建造又直接控制了构造煤的展布。因此，构造煤的规律性分布是煤系地层组合特征及区域地质构造运动历史共同作用的结果，不同构造部位、煤层以及围岩组合部位构造煤呈不同规律性分布。

矿区中褶皱构造、断裂构造和层滑构造对煤体变形均有较为明显的控制作用，断裂复杂程度、褶皱变形程度和构造煤发育程度三者之间呈良好的正相关关系，即褶皱变形越强烈、断裂构造越复杂、层滑构造越发育，煤体变形越严重，构造煤越发育。煤层对构造煤的控制主要体现在厚度和结构两方面，煤层越厚或者厚度突然增大，煤层中夹矸越发育、结构变化越复杂，构造煤越发育。含煤地层中既包含灰岩、砂岩、粉砂岩等硬岩层，也包含砂质泥岩、泥岩、煤层等软弱岩层，通常含煤地层中煤层周围发育砂岩等硬岩的部位，构造煤相对比较发育。

现有技术1的缺点：地质推断法根据地质环境条件判断研究区的构造情况，进而推测煤体结构破坏程度，该方法受限于构造煤地质控制理论的研究尺度与地质资料的宏观性，仅可对区域性构造煤整体发育情况做定性评价，预测结果仅能对区域大尺度范围内的构造煤分布情况提供一定程度参考，无法精准刻画开发尺度下煤体破坏程度以及构造煤的分布范围。

现有技术2的技术方案：基于构造煤和原生煤在纵横波速度、密度、弹性模量、剪切模量、拉梅系数、以及泊松比等岩石弹性参数以及地震波频率、相位、振幅以及AVO等地震响应特征之间的差异，利用地震属性、叠后叠前反演等技术获取这些参数特征从而区分不同结构煤，逐渐形成了构造煤的地震预测方法。目前预测方法主要包括基于衰减属性、曲率属性和谱分解属性等构造煤地震属性预测技术、基于叠后特征参数反演的构造煤叠后反演预测技术、基于叠前弹性参数、AVO反演的构造煤叠前反演预测技术和构造煤多波反演、联合反演预测技术。

现有技术2的缺点：由于含煤地层非均质性强，煤层自身以及互层围岩的厚度、结构横向变化剧烈，使得煤层反射波中不仅包含煤体结构变化的响应，也包含煤厚以及围岩变等化的响应，通过地震资料预测构造煤时不论地震属性技术还是反演技术均受到多种变化因素影响的影响，总体来说预测精度较低。