[發(fā)明專利]一種基于AVO反演的煤與瓦斯突出危險區(qū)預測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110347386.3
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113156503B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發(fā)明（設計）人: 殷裁云;李偉東;袁志國;顧雷雨;趙清全;李繼升;曹運飛;沙興峰;李勝江;徐浩;王冰山;張倍寧;楊陽
• 申請（專利權）人: 華能煤炭技術研究有限公司;云南滇東雨汪能源有限公司
• 主分類號: G01V1/30
• 分類號: G01V1/30
• 代理公司: 北京薈英捷創(chuàng)知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11726
• 代理人: 趙越

本申請涉及一種基于AVO反演的煤與瓦斯突出危險區(qū)預測方法，包括：使用疊前地震數(shù)據(jù)體進行三參數(shù)AVO反演，獲得煤層密度、體積模量和剪切模量；根據(jù)煤層密度、體積模量和剪切模量確定預測指標；將目標區(qū)域的預測指標、煤層密度、體積模量和剪切模量的分布情況進行綜合分析，獲得煤與瓦斯突出危險區(qū)的分級預測結果。本申請?zhí)岢龅娜齾?shù)AVO分析方法能夠直接反演出地質介質地震響應的密度ρ、體積模量K和剪切模量μ三個彈性參數(shù)特征，到了三維反演，能夠更準確地反映地質體的巖石物性差異，預測效果好；能夠精準地查明煤與瓦斯突出災害源分布特征，顯著提高了煤與瓦斯突出危險區(qū)的可預測性以及預測的精準度和可視性。

技術領域

本申請涉及礦山安全技術領域，具體涉及一種基于AVO反演的煤與瓦斯突出危險區(qū)預測方法。

背景技術

煤與瓦斯突出是指在壓力作用下，破碎的煤與瓦斯由煤體內突然向采掘空間大量噴出，是一種瓦斯特殊涌出的現(xiàn)象。大量的現(xiàn)場調查和試驗研究，發(fā)現(xiàn)煤與瓦斯突出總是首先發(fā)生在煤體結構遭到嚴重破壞的軟煤分層中，大部分煤與瓦斯突出危險區(qū)域都是構造煤的分布區(qū)域，實際上關于構造煤的研究資料表明：

1)構造煤發(fā)育區(qū)域由于煤體孔隙度、滲透性大而成為瓦斯良好富集帶；

2)構造煤具有解析速度快的特點；

3)構造煤發(fā)育區(qū)域容易引起地應力集中；

4)構造煤強度低，抵抗外來破壞的能力最小。

因此，在煤巖層和瓦斯組成的力學系統(tǒng)中，構造煤起到了核心作用。煤與瓦斯突出發(fā)生與否就取決于地壓和瓦斯膨脹能對煤壁所產(chǎn)生的側向壓力大小和煤體抵抗破壞能力兩方面的關系。也就是，如果將煤與瓦斯突出看為一個力學過程，它必然有一個作用于物質實體(比如原生煤、構造煤)的動力，同時煤體也產(chǎn)生抵抗力，即阻力。當阻力大于動力，突出就被有效地遏制，而阻力小于動力時，突出就不可避免地發(fā)生。基于以上大部分煤與瓦斯突出危險區(qū)域都是構造煤的分布區(qū)域的認識，認為煤與瓦斯突出危險區(qū)的預測以構造煤分布規(guī)律為基礎，可以利用煤體結構探測來進行煤與瓦斯突出危險區(qū)的預測。

相關技術中，對構造煤的描述方法存在多種，主要是從構造煤與地質構造的關系，尋找構造部位進行預測，該方法由于受到鉆孔點信息與地質體的不可見性，對于構造煤的預測具有很大的主觀性。并且傳統(tǒng)方法使用的已知地面或井下鉆孔、取芯等散點數(shù)據(jù)，只能進行大面積的大體預測，無法進行局部點性精細預測。

發(fā)明內容

為至少在一定程度上克服相關技術中存在的問題，本申請?zhí)峁┮环N基于AVO反演的煤與瓦斯突出危險區(qū)預測方法。

根據(jù)本申請實施例的第一方面，提供一種基于AVO反演的煤與瓦斯突出危險區(qū)預測方法，包括：

使用疊前地震數(shù)據(jù)體進行三參數(shù)AVO反演，獲得煤層密度、體積模量和剪切模量；

根據(jù)煤層密度、體積模量和剪切模量確定預測指標；

將目標區(qū)域的預測指標、煤層密度、體積模量和剪切模量的分布情況進行綜合分析，獲得煤與瓦斯突出危險區(qū)的分級預測結果。

進一步地，所述使用疊前地震數(shù)據(jù)體進行三參數(shù)AVO反演，包括：

根據(jù)三參數(shù)AVO反演方法獲得密度變化率、縱波速度變化率、橫波速度變化率；

根據(jù)三角關系式將反演公式進行轉換；

根據(jù)轉換后的公式計算煤層密度；

根據(jù)縱波速度、橫波速度和煤層密度計算煤層體積模量、煤層剪切模量。

進一步地，獲得密度變化率、縱波速度變化率、橫波速度變化率的三參數(shù)AVO反演方法公式為：