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摘要:根據地震多屬性反演預測煤層頂底板富水性的原理，針對主采煤層頂板、底板巖層發育特點，在常規波阻抗反演的基礎上，進行與頂板、底板巖層含水性相關的屬性反演工作;利用地震不同屬性參數在空間上的物性差異及分布情況，進行各參數物性差異的信息融合技術綜合解釋分析，得出煤層底板灰巖富水性異常分布平面圖及預測成果。達到了預期的目的，為今后頂板、底板巖層富水性預測，提供了新的技術手段。

關鍵詞:地震多屬性;反演;波阻抗;信息融合;富水性

井巷開拓或開采中，來自煤層頂板、底板的水害問題是影響煤礦安全生產主要因素之一。利用地震多屬性反演技術獲得的與巖層富水性相關的物性參數，如:視電阻率、孔隙度、人工伽馬(或密度)、高頻衰減梯度等物性差異，對煤層頂板砂巖、底板灰巖的水文地質災害問題進行分析解釋，具有物性分析參數多樣、物性異常差異明顯、異常分布規律性明顯等特點，對為礦方提供制定切實有效的防治水技術方案，保障礦井安全等至關重要，也為今后更好地運用地震手段開展相關工作提供了借鑒。

1地震多屬性反演技術

1．1研究方法

針對主采煤層頂板砂巖層發育特點，在常規波阻抗反演的基礎上，進行一些與砂巖層含水性相關的、有針對性的屬性反演(如:視電阻率、孔隙度、人工伽馬、衰減梯度、裂縫發育程度及泊松比σ和彈性模量反演等)，煤層頂板砂巖層巖性與富水性分布特征密切相關，表現為富水性強的砂巖層厚度大、電阻率低、孔隙度大、密度低、自然伽馬參數低、裂隙發育大、飽和度大、泊松比σ低;富水性弱與之相反。進而從傳統的地震資料中提取出更多的地震地質信息，在獲得的煤層上部或下部巖層沉積巖性、砂巖層賦存的厚度變化、砂巖層視電阻率、孔隙度等與巖層含水性相關參數變化及分布，并結合三維地震成果、電法成果、井巷資料等綜合分析基礎上，進行合理有效的綜合分析與解釋，對煤層頂板、底板巖層含水性進行研究和預測。

1．2關鍵技術

針對煤層底板巖層含水性預測的目的，確定以地震疊后反演、疊前彈性參數提取為核心技術，測井、地震和地質綜合研究緊密結合的研究思路。通過對視電阻率、孔隙度、人工伽馬、自然伽馬、裂縫、泊松比σ及彈性模量等多屬性提取技術等，使以地震彈性波理論為基礎的地層動力學特征轉換成為反映巖層電性、放射性和反映巖性、巖石結構和巖石力學等相應物性特征等參數表現形式的解釋技術，通過對獲取的諸多參數或模量進行綜合分析解釋的融合解釋技術等，間接為多角度認識、分析、解釋、解決各種煤炭開采中遇到的各種地質問題提供幫助。是地震勘探技術應用領域與拓展的創新和發展。

2應用———以河北省張家口單侯區為例

2．1視電阻率反演

灰巖電阻率整體較高，但含水后電阻減小，在視電阻率反演數據體中，提取最小值，其異常能反映灰巖的含水性，電阻率低值異常分布特征明顯。

2．2人工伽馬反演

通過人工伽馬模擬反演，得到人工伽馬數據體，分析其異常的分布特征。人工伽馬低值異常反映灰巖的密度降低，說明灰巖被巖溶改造，其孔洞、裂縫發育，通過人工伽馬反演提取灰巖頂的低值異常，預測灰巖孔洞裂縫發育區，灰巖含水帶。

2．3孔隙度反演

在孔隙度反演數據體中，提取最大值，分析灰巖底板的孔隙異常特征，孔隙度高值異常發育于灰巖表層，特征明顯，反映灰巖的孔洞發育帶。其異常主要反映巖層孔隙大小，灰巖段孔隙度低于砂巖段，低值異常分布在東北大部。

2．4自然伽馬反演

通過自然伽馬模擬反演，得到自然伽馬數據體，灰巖段自然伽馬低于砂巖段，提取灰巖頂最小值，低值區可能是灰巖被溶蝕嚴重區帶，灰巖頂低值異常分布在東北大部。

2．5灰巖底板富水性預測成果

利用地震多屬性反演技術對研究區煤層底板富水性預測。該區在富水強的區域灰巖的視電阻率、人工伽馬、孔隙度、自然伽馬表現三低一高的異常反應，得出研究區富水條件整體呈自西向東、自東南向東北富水異常，由弱到強呈逐漸增大趨勢規律的結論，見圖1。

3結束語

河北省張家口單侯區通過其他水文地質工作和手段，已經證實了富水分布，與本次預測結果吻合。利用地震多屬性反演技術，對煤層底板富水分布進行綜合預測尚屬首次。本次研究雖然取得一定的效果，但其成果指導煤礦防治水還有較大差距，還需在方法、算法、處理等方面不斷完善。

參考文獻:

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［2］陸孟基．地震勘探原理［M］．石油工業出版社，2001．

［3］劉丕哲．利用三維地震多屬性反演技術進行煤層頂板、底板巖層富水性預測研究［R］．2017．

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［5］中國煤炭地質總局巖性勘探課題組．煤田地球物理巖性勘探技術文集［M］．煤炭工業出版社，1996．

作者：尚曉光 單位：河北省煤田地質局