[發明專利]基于折射縱波與高頻槽波的煤層縱橫波速度求取方法

有效

• 申請號: 202010512087.6
• 申請日: 2020-06-08
• 公開（公告）號: CN111812714B
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發明（設計）人: 王季;劉最亮;陸斌;李剛;覃思;李艷芳;牛歡;吳國慶
• 申請（專利權）人: 中煤科工集團西安研究院有限公司
• 主分類號: G01V1/30
• 分類號: G01V1/30
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 李振文

本發明涉及一種縱波與橫波速度求取方法，屬于煤炭探測技術領域，具體是涉及一種基于折射縱波與高頻槽波的煤層縱橫波速度求取方法。本發明提供的煤層縱波與橫波速度求取方法，能夠依托槽波探測工程，在不增加成本的前提下，依據煤層縱波與折射縱波周期和速度以及煤層厚度的關系求取煤層縱波速度，依據煤層橫波與高頻槽波的關系求取煤層橫波速度，操作簡便，人為誤差小，能夠為巖性反演提供準確的約束參數，提高反演的準確度，為進一步圈定異常區位置和類型提供支撐，保障煤礦安全高效開采。

技術領域

本發明涉及一種縱波與橫波速度求取方法，屬于煤炭探測技術領域，具體是涉及一種基于折射縱波與高頻槽波的煤層縱橫波速度求取方法。

背景技術

對煤田勘探而言，采煤工作面內的煤層縱波速度與煤層橫波速度是重要的地球物理參數。準確求取這兩種速度(煤層縱波速度、煤層橫波速度)對于工作面內煤層裂隙帶、應力集中區、瓦斯聚集區等致災區域的探測具有重要作用。由于地震波在煤層中以槽波的形式傳播，僅從井下地震數據出發，現有方法無法直接求出煤層縱波速度和煤層橫波速度。

目前，槽波探測工程已在采煤工作面的掘進和回采階段廣泛開展，所采集的井下地震數據中不僅包含沿煤層傳播的槽波，也包含沿煤層與頂底板巖層分界面傳播的折射波。事實上，折射波與槽波的速度是由煤層與頂底板圍巖的速度共同決定的。高頻槽波速度近似于煤層橫波速度，折射縱波的速度和周期則與煤厚和煤層縱波速度有關。因此，對井下地震數據進行處理，拾取各個地震道數據上折射縱波到時與高頻槽波到時，依據折射波和槽波與煤層縱波與煤層橫波的關系，將二者轉化為各道的煤層縱波到時和煤層橫波到時，再通過速度反演就可以得到工作面內的煤層縱波與煤層橫波速度的成像結果。由此方式獲得的是整個工作面范圍內的煤層縱波與煤層橫波速度，以此為依據反演工作面內煤層的孔隙度、含氣量等巖性參數，就可實現工作面內致災區域的探測。

發明內容

以下給出一個或多個方面的簡要概述以提供對這些方面的基本理解。此概述不是所有構想到的方面的詳盡綜覽，并且既非旨在指認出所有方面的關鍵性或決定性要素亦非試圖界定任何或所有方面的范圍。其唯一的目的是要以簡化形式給出一個或多個方面的一些概念以為稍后給出的更加詳細的描述之序。

本發明主要目的是提供一種基于折射縱波與高頻槽波的煤層縱波與煤層橫波速度求取方法，該方法用折射波速度和槽波速度與煤層縱波和煤層橫波速度的關系，能夠從在煤層中激發和接收的井下地震波中獲得煤層縱波速度、煤層橫波速度在工作面內的分布情況。

為解決上述問題，本發明的方案是：

一種基于折射縱波與高頻槽波的煤層縱波與煤層橫波速度求取方法，其特征在于，包括：

基于獲得的煤層的波型到時，利用層析成像方法采用以下迭代公式計算工作面內煤層的波型速度：

式中，m是迭代的步數，a_n是地震道從發射點到接收點的第n道射線在各網格內的長度，t_n是第n道的波形到時，λ為松弛因子，v^(m-1)是第m-1次迭代的波形速度，v^(m)為第m次迭代的波形速度。

優選的，上述的一種基于折射縱波與高頻槽波的煤層縱波與煤層橫波速度求取方法，所述波型到時包括煤層縱波到時t_pn，所述煤層縱波到時t_pn的求取基于下式：

式中，L_n是第n道射線的傳播距離，h是煤層厚度，T_n是折射縱波周期，t_rpn是折射縱波到時。

優選的，上述的一種基于折射縱波與高頻槽波的煤層縱波與煤層橫波速度求取方法，所述折射縱波到時t_rpn的求取包括：