基于贝叶斯理论的反射率法煤田地震波阻抗反演
发布时间：2021-08-17 02:43
地震波阻抗反演可以直接提供地下介质的弹性信息,为后续的煤层识别,水通道预测以及陷落柱识别等提供可靠的资料。在面对复杂地质条件时,现有的波阻抗反演方法精度较低,不能满足实际勘探的需求。反射率法通过求解弹性波动方程获得弹性参数信息,能够模拟全波场响应以及地震波的各种传播效应,能更精确地考虑透射损失、多次波等引起的地震波振幅和相位变化,精度较高,且计算效率高于其他波动方程求解方法。因此,基于贝叶斯框架,建立了反射率法的反演目标函数并通过引入柯西分布作为先验分布提高反演结果的分辨率,形成了一种基于贝叶斯的反射率法波阻抗反演方法。将该方法应用于布尔台煤矿地震数据中,获得的波阻抗反演结果与测井资料匹配度较好,相比于常规方法分辨率更高,精度高,能够有效识别薄煤层和深部煤层分布,有效验证了新方法的可行性和有效性。该方法能为利用地震反演技术识别煤层及陷落柱等小构造,预测顶底板水分布提供有力的资料。
【文章来源】：煤田地质与勘探. 2020,48(03)北大核心CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
图１基于反射率法波阻抗反演流程??Ｆｉｇ．?１?Ｆｌｏｗｃｈａｒｔ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｐｒｏｐｏｓｅｄ?ｍｅｔｈｏｄ??
０??１０?２０??角度／（。）??（ｂ）基于Ｚｏｅｐｐｒｉｔｚ方程??３０??０?１０?２０?３０??角度／（°）??（ｃ）两种方法正备记录差??图３正演地震记录（兰个负极性反射是３个砂泥岩底界面的反射情况）??Ｆｉｇ．３?Ｆｏｒｗａｒｄ?ｇａｔｈｅｒｓ??因此，基于反射率法的反演方法不要求对多次波??进行处理，简化处理流程，降低对地震波振幅处??理的要求，正演结果更加符合实际情况。??ｖｐ／（ｋｍ．ｓ＿１）?ｖｓ／（ｋｍ．ｓ＿１）?／？／（ｇ－ｃｍ￣３）??图２测试模型１??Ｆｉｇ．２?Ｔｈｅ?ｔｅｓｔ?ｍｏｄｅｌ?１??２．２实际数据应用??将提出的方法应用于布尔台矿区三维工区，识??别薄层煤和深层煤炭资源，指导进一步的勘探开发。??工区内含煤地层为侏罗系中下统延安组，其煤系的??沉积基底为三叠系上统延长组。地层保存完整，未??遭受后期剥蚀。含煤地层由陆源碎屑岩组成，其岩??性组合为各级粒度的砂岩、粉砂岩、泥岩及煤层，??呈规律性交替出现。沉积相由河流相、湖泊三角洲??相、湖相组成，为一套大型内陆盆地含煤建造，具??有良好的经济价值和开发潜力。??工区面元大小为１０?ｍｘ?５?ｍ，工区内有３０?口井??数据（包括纵横波速度与密度曲线）可供利用，但井??深度较浅。图４为该工区随机抽取的某测线的地震??叠加剖面，从图４可以看出，在０．２５￣０．４０ｓ位置具??有强振幅反射特征，根据实际勘探开采结果，该位??置处发育多层煤层，且分布广泛，如图中箭头指示；??而在深部地层，没有明显的强震幅反射特征。首先??从三维地震数据中提取出地震子波，然后进行井震??标定，便于测井数据与地震资料的对
５０??１００??ＣＤＰ??（ａ）基于反射率法??１５０??２００??０．２０??１．２５??１．６０??５０??１００??ＣＤＰ??（ｂ）传统方法??１５０??２００??第３期?杨真等：基于贝叶斯理论的反射率法煤田地震波阻抗反演?？?２０９?？??５０?１００?１５０?２００??ＣＤＰ??图４研究区的二维测线叠加剖面??Ｆｉｇ．４?Ｓｔａｃｋｅｄ?ｓｅｃｔｉｏｎ?ｏｆ?２Ｄ?ｓｕｒｖｅｙ?ｌｉｎｅ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｓｔｕｄｙ?ａｒｅａ??有效地识别不同的地层，分辨能力强。通过弹性信??息的分布情况，可以直接推断出在０．２５－０．４０?ｓ之间??分布有交替呈现的煤层，其厚度分布也可从图中直??观地估算获得，煤层阻抗值较低（图中蓝色表示阻抗??值小，指示煤层）。同时，从反演结果中，可以清晰??地判别在１．３￣１．４?ｓ分布有连续性较好的较厚煤层，??有利于开发过程中的相关决策，而深部煤层在原始??的地震叠加剖面上体现不明显，表明了方法在煤层??预测及煤厚识别方面的有效性。图５ｂ为常规方法反??演获得的波阻抗分布，虽然也能指示煤层位置，但??其对于浅层薄煤层反演的效果较差，分辨率较低??（如图中箭头指示位置）。为了更直观地说明方法的??优势，图６展示了过验证井剖面的反演结果，图??中黑色直线表示验证Ｅ井的位置，图６ａ为本文提??出方法的反演结果，图６ｂ为常规方法的反演结果，??对比发现，常规方法对于较薄的煤层及其夹层不能??较好地反映出来，分辨率有待进一步提高，而提出??方法能较好地反演出不同厚度煤层的分布情况。??图６ｃ是验证井与井旁道反演结果的对比，可以看出，??虽然该井并未参与
本文编号：3346896
【文章来源】：煤田地质与勘探. 2020,48(03)北大核心CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
图１基于反射率法波阻抗反演流程??Ｆｉｇ．?１?Ｆｌｏｗｃｈａｒｔ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｐｒｏｐｏｓｅｄ?ｍｅｔｈｏｄ??
０??１０?２０??角度／（。）??（ｂ）基于Ｚｏｅｐｐｒｉｔｚ方程??３０??０?１０?２０?３０??角度／（°）??（ｃ）两种方法正备记录差??图３正演地震记录（兰个负极性反射是３个砂泥岩底界面的反射情况）??Ｆｉｇ．３?Ｆｏｒｗａｒｄ?ｇａｔｈｅｒｓ??因此，基于反射率法的反演方法不要求对多次波??进行处理，简化处理流程，降低对地震波振幅处??理的要求，正演结果更加符合实际情况。??ｖｐ／（ｋｍ．ｓ＿１）?ｖｓ／（ｋｍ．ｓ＿１）?／？／（ｇ－ｃｍ￣３）??图２测试模型１??Ｆｉｇ．２?Ｔｈｅ?ｔｅｓｔ?ｍｏｄｅｌ?１??２．２实际数据应用??将提出的方法应用于布尔台矿区三维工区，识??别薄层煤和深层煤炭资源，指导进一步的勘探开发。??工区内含煤地层为侏罗系中下统延安组，其煤系的??沉积基底为三叠系上统延长组。地层保存完整，未??遭受后期剥蚀。含煤地层由陆源碎屑岩组成，其岩??性组合为各级粒度的砂岩、粉砂岩、泥岩及煤层，??呈规律性交替出现。沉积相由河流相、湖泊三角洲??相、湖相组成，为一套大型内陆盆地含煤建造，具??有良好的经济价值和开发潜力。??工区面元大小为１０?ｍｘ?５?ｍ，工区内有３０?口井??数据（包括纵横波速度与密度曲线）可供利用，但井??深度较浅。图４为该工区随机抽取的某测线的地震??叠加剖面，从图４可以看出，在０．２５￣０．４０ｓ位置具??有强振幅反射特征，根据实际勘探开采结果，该位??置处发育多层煤层，且分布广泛，如图中箭头指示；??而在深部地层，没有明显的强震幅反射特征。首先??从三维地震数据中提取出地震子波，然后进行井震??标定，便于测井数据与地震资料的对
５０??１００??ＣＤＰ??（ａ）基于反射率法??１５０??２００??０．２０??１．２５??１．６０??５０??１００??ＣＤＰ??（ｂ）传统方法??１５０??２００??第３期?杨真等：基于贝叶斯理论的反射率法煤田地震波阻抗反演?？?２０９?？??５０?１００?１５０?２００??ＣＤＰ??图４研究区的二维测线叠加剖面??Ｆｉｇ．４?Ｓｔａｃｋｅｄ?ｓｅｃｔｉｏｎ?ｏｆ?２Ｄ?ｓｕｒｖｅｙ?ｌｉｎｅ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｓｔｕｄｙ?ａｒｅａ??有效地识别不同的地层，分辨能力强。通过弹性信??息的分布情况，可以直接推断出在０．２５－０．４０?ｓ之间??分布有交替呈现的煤层，其厚度分布也可从图中直??观地估算获得，煤层阻抗值较低（图中蓝色表示阻抗??值小，指示煤层）。同时，从反演结果中，可以清晰??地判别在１．３￣１．４?ｓ分布有连续性较好的较厚煤层，??有利于开发过程中的相关决策，而深部煤层在原始??的地震叠加剖面上体现不明显，表明了方法在煤层??预测及煤厚识别方面的有效性。图５ｂ为常规方法反??演获得的波阻抗分布，虽然也能指示煤层位置，但??其对于浅层薄煤层反演的效果较差，分辨率较低??（如图中箭头指示位置）。为了更直观地说明方法的??优势，图６展示了过验证井剖面的反演结果，图??中黑色直线表示验证Ｅ井的位置，图６ａ为本文提??出方法的反演结果，图６ｂ为常规方法的反演结果，??对比发现，常规方法对于较薄的煤层及其夹层不能??较好地反映出来，分辨率有待进一步提高，而提出??方法能较好地反演出不同厚度煤层的分布情况。??图６ｃ是验证井与井旁道反演结果的对比，可以看出，??虽然该井并未参与
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