構(gòu)造煤分布的地球物理探測

1、構(gòu)造煤分布的地球物理探測構(gòu)造煤分布的地球物理探測前言：煤巖作為一種巖性非常軟弱的巖石，在受到強(qiáng)應(yīng)力作用時(shí)很容易發(fā)生破碎變形，形成大量的構(gòu)造煤，構(gòu)造煤的大量出現(xiàn)會(huì)嚴(yán)重影響煤礦的正常消費(fèi)。在煤礦開采前確定構(gòu)造煤的分布范圍和煤體構(gòu)造的破壞程度，可以間接劃分煤層瓦斯富集區(qū)域并預(yù)測瓦斯突出。構(gòu)造煤由于受到構(gòu)造作用的作用而具有較為獨(dú)特的構(gòu)造、構(gòu)造、儲(chǔ)層物性以及物性等特征，目前構(gòu)造煤分布的主要預(yù)測方法為地球物理探測技術(shù)。構(gòu)造研究的方法主要基于構(gòu)造變形所表現(xiàn)出來的地質(zhì)特征以及煤體對(duì)構(gòu)造變形的響應(yīng)，地球物理方法主要通過構(gòu)造煤與原生構(gòu)造煤的物性差異來進(jìn)展比照分析，常用方法有地震反演技術(shù)和地球物理測井技術(shù)。利用地球

2、物理方法區(qū)分構(gòu)造煤和原生構(gòu)造煤主要利用的是二者之間的物性差異，目前區(qū)分和預(yù)測構(gòu)造煤的分布主要利用地震反演方法和地球物理測井方法。一、構(gòu)造煤與原生構(gòu)造煤的物性差異在構(gòu)造應(yīng)力的作用下，煤體成分構(gòu)造以及構(gòu)造等方面出現(xiàn)了較大的改變，甚至可到達(dá)分子級(jí)別，二者的物性差異主要表達(dá)在：構(gòu)造煤受到構(gòu)造應(yīng)力后較為破碎，導(dǎo)致其密度降低；構(gòu)造煤裂隙內(nèi)可包容較多的水及礦物溶液，同時(shí)小分子與水的作用使得煤層的導(dǎo)電才能進(jìn)步，電阻率降低，且隨著構(gòu)造變形增強(qiáng)，電阻率也逐漸降低；構(gòu)造煤較松散，不利于波的傳播；構(gòu)造煤較破碎，其強(qiáng)度系數(shù)比原生煤要低，力學(xué)參數(shù)一般小于原生構(gòu)造煤。二、地震反演方法在構(gòu)造煤評(píng)價(jià)研究中，李娟娟1利用巖性地震

3、反演方法的方法研究了陽泉煤業(yè)集團(tuán)新景煤礦佛洼區(qū)15#煤層構(gòu)造煤發(fā)育情況，主要的方法有概率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)反演方法，彈性波阻抗反演方法和同步反演方法，這也是目前巖性地震反演方法研究構(gòu)造煤分布中較為有效的方法。而通過理論發(fā)現(xiàn)，在煤田地震勘探中，疊后聲波阻抗反演對(duì)構(gòu)造煤的探測效果一般，近年來興起的疊前地震反演技術(shù)可以挖掘豐富的地震資料，可以用來確定構(gòu)造煤的分布特征。彈性波阻抗反演技術(shù)是一種蘊(yùn)含宏大潛力的巖性勘探手段，將彈性波阻抗反演技術(shù)應(yīng)用于煤田巖性地震勘探領(lǐng)域，利用彈性波阻抗信息確定構(gòu)造煤的分布，不失為一種有益嘗試?；诖?，孫學(xué)凱等2利用基于Shuey方程的彈性波阻抗反演技術(shù)和基于Aki-Rihard方程

4、的同步反演技術(shù)兩種不同的疊前反演方法來確定構(gòu)造煤的分布，通過Ei公式的推導(dǎo)、褶積模型的建立及同步反演原理的闡述，確定了兩種解釋方法，推導(dǎo)出本文由論文聯(lián)盟搜集整理一個(gè)煤體破壞程度的指示因子P，并指出p5的區(qū)域?yàn)闃?gòu)造煤發(fā)育區(qū)。通過煤礦的實(shí)測發(fā)現(xiàn)，以EI為手段，同步反演為輔助的解釋方法，對(duì)構(gòu)造煤的類型及分布具有較好的預(yù)測效果。同樣，李娟娟1從疊前地震反演的理論根底Zeppritz方程出發(fā)，研究了基于Zeppritz方程近似公式的彈性波阻抗反演理論和同步反演疊前地震反演方法，并最終也提出了綜合評(píng)價(jià)因子X的概念。劉璐等3利用相似的方法進(jìn)展了構(gòu)造煤的分布預(yù)測，也獲得了較為明顯的效果。三、地球物理測井方法2

5、0世紀(jì)90年代之前已有國外學(xué)者利用測井曲線對(duì)煤體構(gòu)造進(jìn)展研究，美國學(xué)者S.蘭伯特等利用密度測井曲線將煤體構(gòu)造劃分為硬煤和脆煤，前蘇聯(lián)B.伊萬諾夫利用鉆孔的地球物理數(shù)據(jù)對(duì)煤與瓦斯突出危險(xiǎn)區(qū)進(jìn)展預(yù)測。我國的測井曲線判識(shí)構(gòu)造煤的方法研究始于20世紀(jì)90年代，但測井曲線響應(yīng)的判識(shí)目前還只能基于經(jīng)歷分析，具有較大難度。地球物理測井技術(shù)探測構(gòu)造煤的分布目前還處于研究階段，并且正在由定性分析向定量判識(shí)轉(zhuǎn)變6。煤田地球物理測井中常用的測井曲線有視電阻率電位曲線，伽馬伽馬曲線，自然伽馬曲線和自然電位曲線等4條參數(shù)測井曲線，少數(shù)鉆孔還有井徑和聲波時(shí)差曲線。目前利用最多的是電位曲線和伽馬伽馬曲線，原因是這幾類測井曲

6、線中視電阻率電位曲線DL和人工伽瑪曲線HGG對(duì)構(gòu)造煤和非構(gòu)造煤的物性差異反響明顯。隨著構(gòu)造煤變形強(qiáng)度的進(jìn)步，孔裂隙發(fā)育增多，裂隙的增多導(dǎo)致含水性增強(qiáng)，同時(shí)也增加了礦物質(zhì)含量，致使視電阻率降低，隨煤體破壞程度加深，其曲線形態(tài)變化愈加明顯。同時(shí)構(gòu)造煤的密度比非構(gòu)造煤的小，且易于松垮，又導(dǎo)致構(gòu)造煤的人工伽瑪曲線幅值相對(duì)增大。孫文卿，傅雪海等4基于原生構(gòu)造煤與構(gòu)造煤的物性差異，分析了構(gòu)造煤分層在測井曲線視電阻率電位曲線DL和伽瑪-伽瑪曲線HGG的響應(yīng)特征，根據(jù)測井曲線形態(tài)特征識(shí)別構(gòu)造煤。主要的應(yīng)用方法是在對(duì)同一區(qū)域的原生構(gòu)造煤的測井曲線研究根底之上，將需要分析的層點(diǎn)的測井曲線與同一個(gè)煤層的原生構(gòu)造煤同

7、種類型的測井曲線比照，找到二者之間的差異，觀察該曲線的的變化情況及變化的部位和變化的程度。同時(shí)利用其它測井曲線進(jìn)展一樣形式的比照研究，綜合判別以確保分析的準(zhǔn)確性。為了確保分析解釋的一致性，應(yīng)對(duì)相鄰鉆孔的資料的同種測井曲線進(jìn)展比照，并結(jié)合地質(zhì)分析方法進(jìn)展綜合判斷。四、研究趨勢(shì)綜合構(gòu)造煤的研究和消費(fèi)實(shí)際的來看，構(gòu)造煤的研究程度還有待進(jìn)一步進(jìn)步。主要表達(dá)在以下幾個(gè)方面：1構(gòu)造煤發(fā)育的構(gòu)造控制作用。構(gòu)造煤為煤體構(gòu)造變形的產(chǎn)物，而礦井構(gòu)造對(duì)構(gòu)造煤的發(fā)育類型和變形特征的控制作用尚未開展過較為系統(tǒng)的研究，關(guān)于不同構(gòu)造類型對(duì)構(gòu)造煤孔隙構(gòu)造特征的影響更是有待于進(jìn)一步開展研究工作。2構(gòu)造煤發(fā)育的地震反演技術(shù)。地震反演技術(shù)預(yù)測構(gòu)造煤的分布是一個(gè)趨勢(shì)，但有關(guān)構(gòu)造煤發(fā)育的地震反演預(yù)測方法目前研究還較為缺乏。其難點(diǎn)主要在于準(zhǔn)確度不高，構(gòu)造煤的判識(shí)才能較弱，地震資料的處理過程較繁瑣，技術(shù)問題復(fù)雜。3構(gòu)造煤分布的測井預(yù)測技術(shù)。測井技術(shù)分析構(gòu)造煤的分布主要存在著影響因素