鄂爾多斯盆地東緣MG 區(qū)塊煤層裂縫發(fā)育多尺度預(yù)測(cè)

朱光輝，李忠城，師素珍，史 浩，林利明，劉彥成，張 鑫

(1.中聯(lián)煤層氣有限責(zé)任公司，北京 100016；2.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京) 煤炭資源與安全開(kāi)采國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083)

煤層本身割理的存在導(dǎo)致了煤層中大量裂縫的發(fā)育，煤層裂縫是評(píng)價(jià)煤層與頂?shù)装宸€(wěn)定性、儲(chǔ)層參數(shù)及控制鉆井規(guī)劃的主要因素之一[1-5]。裂縫可以提高地層的孔隙度和滲透率，也是流體運(yùn)移的重要通道。因此，裂縫發(fā)育帶識(shí)別以及裂縫特征參數(shù)表征對(duì)非常規(guī)油氣的勘探及開(kāi)發(fā)具有重要的指導(dǎo)作用[6]，是非常規(guī)油氣藏開(kāi)發(fā)方案研究的重點(diǎn)內(nèi)容，同樣也是煤炭資源合理有效開(kāi)發(fā)的重要地質(zhì)保障，對(duì)預(yù)測(cè)并防治影響煤礦安全生產(chǎn)的重大災(zāi)害事故，如煤與瓦斯突出及礦井頂?shù)装逋凰?，均具有十分重要的意義[7-11]。

煤層裂縫尺度可以根據(jù)其長(zhǎng)度相對(duì)于地震波長(zhǎng)的大小關(guān)系分為：大尺度裂縫(大于1/4 地震波長(zhǎng))、中尺度裂縫(1/4～1/100 地震波長(zhǎng))以及小尺度裂縫(小于1/100 地震波長(zhǎng))[12-13]。目前測(cè)井及地震方法是預(yù)測(cè)裂縫分布和表征裂縫發(fā)育特征的重要方法，兩者各有優(yōu)缺點(diǎn)。測(cè)井資料具有縱向上分辨率高的特點(diǎn)，可以根據(jù)不同類型的測(cè)井曲線響應(yīng)特征對(duì)裂縫進(jìn)行有效識(shí)別，是實(shí)現(xiàn)小尺度裂縫預(yù)測(cè)的主要方法。三維地震勘探數(shù)據(jù)擁有探測(cè)深度大，覆蓋面積廣及數(shù)據(jù)信息豐富的優(yōu)勢(shì)，雖然很難精細(xì)描述裂縫的發(fā)育特征，但可以對(duì)具有一定發(fā)育規(guī)模的裂縫帶進(jìn)行表征，是實(shí)現(xiàn)中等尺度和大尺度裂縫預(yù)測(cè)的主要手段。

目前應(yīng)用地震資料預(yù)測(cè)識(shí)別裂縫的技術(shù)方法主要有3 大類：疊后三維地震屬性分析、縱波方位各向異性裂縫檢測(cè)[14-28]、多分量轉(zhuǎn)換波地震勘探技術(shù)。多分量轉(zhuǎn)換波地震資料雖然相較于純橫波地震資料而言在探測(cè)深度、采集方式及應(yīng)用方法具有明顯的優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用前景廣闊，但在經(jīng)濟(jì)成本和資料品質(zhì)等方面仍存在不足[29-35]。因此，基于縱波勘探的疊后地震屬性技術(shù)及疊前縱波方位各向異性方法仍然是目前裂縫預(yù)測(cè)的主流手段[36-47]。

鑒于此，綜合利用測(cè)井資料、疊后地震數(shù)據(jù)及疊前方位數(shù)據(jù)從不同尺度對(duì)MG 區(qū)塊裂縫展布形態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)，為研究區(qū)煤層氣勘探區(qū)塊優(yōu)選及煤礦井下安全開(kāi)采提供地質(zhì)依據(jù)。

1 研究區(qū)地質(zhì)概況

工區(qū)位于鄂爾多斯盆地東北緣，構(gòu)造單元上屬晉西撓褶帶與陜北斜坡帶交匯的北部單斜帶，區(qū)塊東側(cè)發(fā)育的兩條控凹斷層將區(qū)塊劃分為東部隆起帶、中部緩坡帶和西部深陷帶。

受海西構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，鄂爾多斯盆地北緣在晚古生代早期逐漸抬升，研究區(qū)沉積環(huán)境由陸表海向近海平原過(guò)渡，最終演化為河流-三角洲。晚石炭世本溪組，區(qū)內(nèi)發(fā)育較大范圍的潮坪、沼澤沉積，障壁壩、潮道和砂坪等，砂體及泥炭沼澤相發(fā)育；早二疊世太原組沉積時(shí)期，盆地范圍發(fā)生自南向北的海侵，區(qū)內(nèi)發(fā)育多套受潮汐作用影響的煤層及三角洲砂體；至早二疊世山西組沉積時(shí)期，區(qū)內(nèi)演化為陸相近海三角洲沉積環(huán)境，三角洲平原分流河道砂體發(fā)育，河道間發(fā)育間灣沼澤相薄煤層。得天獨(dú)厚的沉積環(huán)境，造就了研究區(qū)塊內(nèi)煤層層數(shù)多，分布較穩(wěn)定。主要發(fā)育地層為本溪組、太原組以及山西組，自上而下共發(fā)育煤層13 層，1～5 層分布于山西組，6、7 層位于太原組，8～13 層分布于本溪組。其中，山西組4+5 號(hào)和本溪組8+9 號(hào)煤是區(qū)內(nèi)的主力煤層，在地震剖面上反射特征均為復(fù)合波形式存在。

2 研究區(qū)煤層含裂縫條件下測(cè)井響應(yīng)特征

當(dāng)煤層含裂縫時(shí)，其測(cè)井曲線響應(yīng)特征與裂縫的密度、傾向及傾角有關(guān)，圖1 為研究區(qū)內(nèi)M1 井的8+9 號(hào)煤層常規(guī)測(cè)井響應(yīng)曲線。圖2 為某井電成像測(cè)井，圖中顯示煤層位置有多處暗色條紋，表明有裂縫存在。裂縫在常規(guī)測(cè)井曲線上通常響應(yīng)微弱，但是仍然具備可區(qū)分的測(cè)井響應(yīng)基礎(chǔ)。因而在沒(méi)有成像測(cè)井資料的情況下，利用常規(guī)測(cè)井有效地識(shí)別裂縫也是非常重要的。

2.1 電阻率曲線

當(dāng)煤層中裂縫增加時(shí)，電阻率通常是減小的。原因是裂縫被泥漿侵入時(shí)，導(dǎo)致電阻率下降，裂縫越發(fā)育泥漿侵入越深，其電阻率下降越明顯。圖1 中顯示M1 井8+9 號(hào)煤層還可以細(xì)分為：原生煤、原生-碎裂煤、碎裂煤、碎粒煤。裂縫的存在往往和煤體結(jié)構(gòu)也有一定的關(guān)聯(lián)，M1 井8+9 號(hào)煤層1 744～1 747 m 段主要發(fā)育碎粒煤，在相應(yīng)成像測(cè)井(圖2)中，也顯示裂縫非常發(fā)育。該井8+9 號(hào)煤層由原生煤向碎裂、碎粒煤過(guò)渡時(shí)，電阻率值逐漸減小。

圖2 M1 井8+9 號(hào)煤層電成像測(cè)井處理成果Fig.2 Processing results of electrical imaging logging in No.8 and No.9 coal seams of M1 well

2.2 密度曲線

通常來(lái)說(shuō)，煤層含裂縫越多體積密度越小，若裂隙充填了地下水，則體積密度值也會(huì)降低；若是充填了礦物質(zhì)成分，反而會(huì)導(dǎo)致體積密度值增大。M1 井8+9號(hào)煤層上部為碎粒煤，中部為原生結(jié)構(gòu)煤，但是兩處的密度值變化不大，上部碎裂煤處有微弱的降低趨勢(shì)(圖1)。

2.3 聲波時(shí)差曲線

聲波時(shí)差一般反映垂直裂縫，但對(duì)水平裂縫、低角度裂縫與異常發(fā)育的高角度裂縫有較明顯的響應(yīng)，表現(xiàn)為聲波時(shí)差異常增大，甚至為周波跳躍。M1 井目標(biāo)煤層底部主要發(fā)育碎裂煤，此時(shí)聲波時(shí)差相對(duì)上部增大(圖1)。

圖1 M1 井8+9 號(hào)煤層常規(guī)測(cè)井曲線Fig.1 Conventional logging curves of No.8 and No.9 coal seams of M1 well

2.4 自然伽馬曲線

煤的自然伽馬值通常較低，由于構(gòu)造作用的影響，煤層裂縫發(fā)育程度越高，填充的灰分、礦物質(zhì)或者地下水含量越多，反而富含較多的放射性物質(zhì)，導(dǎo)致自然伽馬值增大。工區(qū)內(nèi)8+9 號(hào)煤由原生變?yōu)樗榱?、碎粒煤時(shí)，自然伽馬值是增大的，如圖1 中1 752～1 760 m所示。

2.5 中子孔隙度曲線

中子孔隙度主要反映地層的含氫量，且割理結(jié)構(gòu)和裂隙中含有固態(tài)烴類基質(zhì)和水，因此，煤的含氫指數(shù)很高。若煤層裂縫越發(fā)育，則容易被水填充，中子孔隙度值則會(huì)有一定程度的增加。M1 井目標(biāo)煤層底部發(fā)育的碎裂煤，其中子孔隙度值相對(duì)上部煤層值較大(圖1)。

2.6 電成像測(cè)井

電成像測(cè)井通過(guò)將地下巖石的電阻率變化轉(zhuǎn)化成偽色度，直觀地反映地層巖性和幾何界面變化引起的電阻率差異，獲得高分辨率的連續(xù)井周圖像，相鄰巖石和界面電阻率差異越大，圖像響應(yīng)越明顯。圖2 是M1 井的8+9 號(hào)煤層電成像測(cè)井處理成果，高電阻率對(duì)應(yīng)淺色圖像，充滿鉆井液的裂縫表現(xiàn)為低電阻率，對(duì)應(yīng)深色圖像。與常規(guī)測(cè)井相比，電成像測(cè)井擁有更高的垂向分辨率和可視性，可以直觀地進(jìn)行裂縫識(shí)別。

2.7 陣列聲波測(cè)井

地震橫波在穿過(guò)直立裂縫引起的各向異性介質(zhì)時(shí)，會(huì)沿每條射線路徑分裂成2 種具有不同傳播速度的偏振波(快橫波和慢橫波)，快橫波偏振方向沿裂縫方向，慢橫波偏振方向垂直于裂縫，裂縫引起各向異性越強(qiáng)，兩列波的傳播速度差異越大，因此，可以通過(guò)分析橫波分裂現(xiàn)象進(jìn)行裂縫發(fā)育評(píng)價(jià)[48]。對(duì)陣列聲波測(cè)井觀測(cè)到的聲波信號(hào)進(jìn)行處理分析，可以從全波列中提取橫波進(jìn)行時(shí)差計(jì)算，獲得快、慢橫波速度及方位，從而預(yù)測(cè)裂縫發(fā)育強(qiáng)度和方位。圖3 為研究區(qū)M2 井煤層多極陣列聲波各向異性處理成果，其中橫波時(shí)差較高部分為煤層段，平均各向異性較強(qiáng)，快橫波方位圖以及玫瑰圖指示該段煤層的裂縫發(fā)育方向主要為北北東向，在近東西向也有一定發(fā)育。

圖3 M2 井8+9 號(hào)煤層多極陣列聲波各向異性處理成果Fig.3 Anisotropic processing results of multipole array acoustic logging in No.8 and No.9 coal seams of M2 well

3 研究區(qū)煤層大尺度裂縫疊后地震屬性預(yù)測(cè)

疊后地震屬性分析技術(shù)是在疊后地震數(shù)據(jù)上進(jìn)行的，由于受到地震數(shù)據(jù)體道間距的影響，分辨率相對(duì)較低，該方法在斷層和大裂縫預(yù)測(cè)中起著重要作用。常用屬性有相干、曲率、傾角方位角、方差、譜分解相位調(diào)諧體、螞蟻?zhàn)粉?、邊緣檢測(cè)等。相干技術(shù)以其突出地震同相軸不連續(xù)性的特點(diǎn)可有效精確地識(shí)別裂縫；曲率體屬性與相干屬性相似，是預(yù)測(cè)小斷層和裂縫的有力手段。在本研究區(qū)，采用了對(duì)裂縫更為敏感的本征相干、相干增強(qiáng)和智能螞蟻屬性對(duì)裂縫展布進(jìn)行描述，效果顯著。

3.1 本征相干識(shí)別裂縫

本征技術(shù)是一種定量化計(jì)算地震波形相似性的方法，通過(guò)在時(shí)空中定義“全局化的”孔徑并利用傾角和方位角的計(jì)算來(lái)實(shí)現(xiàn)。本征相干成果更能突出數(shù)據(jù)體的不相干性，為地震波形空間變化提供準(zhǔn)確的成圖顯示，并可方便直觀地與地質(zhì)特征和沉積環(huán)境聯(lián)系在一起，對(duì)識(shí)別裂縫具有較好的效果。主要計(jì)算參數(shù)有時(shí)窗長(zhǎng)度和水平半徑。時(shí)窗長(zhǎng)度為計(jì)算地層傾角和特征值分析的參數(shù)，為了刻畫(huà)8+9 號(hào)煤層裂縫的發(fā)育情況，本次采用的時(shí)窗長(zhǎng)度為10 ms；水平半徑為每次參與特征值分析的道的數(shù)量，值越大參與計(jì)算的道越多，計(jì)算量越大，得到的結(jié)果信噪比就越高，但損失的細(xì)節(jié)也越多，本次計(jì)算選取1 道作為水平半徑值。圖4 為研究區(qū)8+9 號(hào)煤層本征相干切片，圖中顯示主要發(fā)育北北東和北西2 組斷層，而對(duì)裂縫的刻畫(huà)雖有一定反映，但是還不夠精細(xì)。

圖4 8+9 號(hào)煤層本征相干切片F(xiàn)ig.4 Intrinsic coherence slice of No.8 and No.9 coal seams

3.2 相干增強(qiáng)識(shí)別裂縫

相干增強(qiáng)是在相干體的基礎(chǔ)上，使用基于方向一致性的蟻群追蹤算法，在最大曲率的增強(qiáng)約束下，對(duì)相干體進(jìn)行后處理，以達(dá)到增強(qiáng)相干的目標(biāo)。該算法優(yōu)勢(shì)有：蟻群追蹤，全局優(yōu)化；曲率增強(qiáng)，斷層確定性更強(qiáng)；曲率約束蟻群追蹤，效率高。該屬性最重要的一個(gè)參數(shù)就是最小裂縫長(zhǎng)度，即算法追蹤能夠識(shí)別的最小長(zhǎng)度，依據(jù)工區(qū)情況，選取四分之一波長(zhǎng)即30 m 作為裂縫最小長(zhǎng)度值。圖5 為8+9 號(hào)煤層相干增強(qiáng)切片，相對(duì)本征相干切片，其對(duì)于細(xì)微裂縫的刻畫(huà)更為突出。

圖5 8+9 號(hào)煤層相干增強(qiáng)切片F(xiàn)ig.5 Coherence enhancement slice of No.8 and No.9 coal seams

3.3 智能螞蟻?zhàn)R別裂縫

螞蟻算法是通過(guò)螞蟻揮發(fā)的“信息素”的機(jī)制來(lái)傳遞信息，實(shí)現(xiàn)群體內(nèi)部的間接通信，依賴自身催化與正向反饋的機(jī)制可以最終發(fā)現(xiàn)覓食的最短路徑。但是在常規(guī)的螞蟻算法中，多解性比較強(qiáng)，智能螞蟻算法是在常規(guī)螞蟻算法的基礎(chǔ)上，將構(gòu)造發(fā)育的信息和地質(zhì)背景作為約束的一種新型螞蟻算法，使多解性大大降低，并且符合研究區(qū)地質(zhì)規(guī)律。核心參數(shù)仍然是算法追蹤識(shí)別的裂縫最小長(zhǎng)度，選取30 m 作為最終參數(shù)。圖6 為區(qū)內(nèi)8+9 號(hào)煤層的智能螞蟻切片，從切片上可以看出，大致發(fā)育北西和北北東2 組裂縫，這與相關(guān)增強(qiáng)切片的成果基本吻合，但是更加突出對(duì)裂縫形態(tài)的刻畫(huà)。

圖6 8+9 號(hào)煤層智能螞蟻切片F(xiàn)ig.6 Intelligent ant slice of No.8 and No.9 coal seams

4 研究區(qū)煤層裂縫疊前預(yù)測(cè)

利用方位疊前地震資料所包含的豐富信息，在地質(zhì)與測(cè)井資料所提供的先驗(yàn)信息下，可根據(jù)疊前地震反演方法得到描述儲(chǔ)層信息的彈性參數(shù)及各向異性參數(shù)，基于參數(shù)與裂縫之間的數(shù)理關(guān)系，可達(dá)到識(shí)別儲(chǔ)層裂縫的目的，疊前方位AVO 反演主要在疊前道集數(shù)據(jù)進(jìn)行，其對(duì)裂縫預(yù)測(cè)的尺度介于測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)和疊后地震數(shù)據(jù)之間。

4.1 方位AVO 反演原理

通常裂縫性儲(chǔ)層發(fā)育的裂縫大多都是垂直定向排列的，具有橫向各向同性介質(zhì)(Horizontal Transverse Isotropy，HTI)的特點(diǎn)。A.Rüger[49-50]基于弱各向異性的概念，并結(jié)合Thomsen 各向異性系數(shù)，推導(dǎo)出HTI各向異性介質(zhì)中反射系數(shù)隨方位角和入射角變化的公式為：

式中：i為入射角，(°)；φ為方位角，(°)；α為縱波速度，m/s；β為縱波速度，m/s；Z為垂直縱波阻抗，(g/cm3)·(m/s)；G為垂直剪切模量,(g/cm3)·(m/s)2；ε(V)，Δδ(V)，γ為Thomsen 各向異性參數(shù)。Δ[·]為上、下界面物理量之差；為上、下界面物理量的均值。

當(dāng)入射角較小時(shí)，上式關(guān)于入射角的高階項(xiàng)(第三項(xiàng))可以被忽略，上式可近似簡(jiǎn)化為：

式中：φk為第k次的觀測(cè)方位角；φsym為裂縫介質(zhì)對(duì)稱平面所在的方位角；I為反射系數(shù)；Biso為各向同性梯度；Bani為各向異性梯度。

在進(jìn)行寬方位地震采集時(shí)，可以得到多個(gè)φk，當(dāng)i固定時(shí)，對(duì)Biso，Bani和φsym進(jìn)行非線性方程組的求解，并根據(jù)無(wú)裂縫時(shí)的Biso和裂縫發(fā)育時(shí)的Biso+Bani來(lái)擬合方位各向異性橢圓，裂縫強(qiáng)度越大，擬合出的方位橢圓越扁，并且橢圓長(zhǎng)軸方向指向φsym方向，由此可以通過(guò)橢圓長(zhǎng)軸來(lái)指示裂縫發(fā)育方向，橢圓長(zhǎng)短軸之比表征裂縫強(qiáng)度，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)裂縫強(qiáng)度和方向的預(yù)測(cè)。

4.2 疊前方位道集處理

疊前方位道集質(zhì)量的好壞直接影響方位AVO 反演的結(jié)果，因此地震資料優(yōu)化處理是反演的關(guān)鍵步驟。首先對(duì)疊前時(shí)間偏移后帶有方位和偏移距的疊前數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，例如濾波去噪、振幅補(bǔ)償以及剩余時(shí)差校正等針對(duì)性處理技術(shù)，以提高道集品質(zhì)，再對(duì)優(yōu)化后的道集進(jìn)行方位分析，劃分出最能體現(xiàn)工區(qū)特點(diǎn)的方位道集，使反演準(zhǔn)確性更高。

1)道集優(yōu)化

研究區(qū)內(nèi)由于地表及采集因素的影響，道集主要存在兩方面問(wèn)題：一是信噪比低，隨機(jī)噪聲發(fā)育；二是存在剩余時(shí)差，導(dǎo)致道集在中、遠(yuǎn)偏移距不平，同相軸出現(xiàn)上翹現(xiàn)象。

針對(duì)噪聲問(wèn)題，首先采用F-X 域隨機(jī)噪聲衰減技術(shù)，去除隨機(jī)噪聲，再利用Radon 變換技術(shù)去除多次波干擾，針對(duì)剩余時(shí)差，選擇近道作為參考道，沿時(shí)間軸將參考道與實(shí)際道做互相關(guān)計(jì)算，對(duì)相關(guān)度最大位置的時(shí)移量進(jìn)行二維曲線平滑，準(zhǔn)確求取時(shí)移量，并應(yīng)用于道集上，實(shí)現(xiàn)道集拉平。圖7 為道集優(yōu)化前后對(duì)比，經(jīng)優(yōu)化處理后，疊前道集的信噪比得到顯著提高，同相軸更加清晰，較好地消除了道集不平的現(xiàn)象，目的層位置的反射同相軸更平。

圖7 優(yōu)化前后道集(CDP 895)對(duì)比Fig.7 Comparison of gathers before and after optimization

2)方位道集劃分

在進(jìn)行方位AVO 反演前，要先進(jìn)行研究區(qū)觀測(cè)系統(tǒng)參數(shù)的全方位分析，篩選出最能體現(xiàn)工區(qū)特點(diǎn)的方位角數(shù)據(jù)。一般來(lái)說(shuō)，劃分好的方位道集至少有3個(gè)方位，以便能進(jìn)行正常擬合，為了保證每個(gè)方位角數(shù)據(jù)的信噪比，每個(gè)方位覆蓋次數(shù)應(yīng)不少于20 次，并且反演輸入數(shù)據(jù)偏移距范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)方位要盡量完整。研究區(qū)疊前數(shù)據(jù)偏移距和方位角信息如圖8 所示，該疊前數(shù)據(jù)的最大覆蓋次數(shù)為256 次，紅色扇形陰影表示分布在各方位上的覆蓋次數(shù)，扇形越長(zhǎng)表明在該方位上的覆蓋次數(shù)越大，可以看出，除了北東和南西方位覆蓋次數(shù)較大，其他各方位覆蓋次數(shù)分布比較均勻?；疑刃侮幱氨硎緮?shù)據(jù)在不同方位上的偏移距，偏移距范圍為226～3 376 m(藍(lán)色同心圓之間范圍)，優(yōu)選本次裂縫預(yù)測(cè)的偏移距范圍為500～2 700 m(紅色同心圓之間范圍)，在該偏移距范圍內(nèi)將方位角從0°到180°按每30°劃分，共劃分為6 個(gè)方位，每個(gè)方位對(duì)應(yīng)一個(gè)中心角度，分別為15°、45°、75°、105°、135°、165°，劃分方位角后，各方位的覆蓋次數(shù)可以達(dá)到42 次，達(dá)到反演的要求。

圖8 道集偏移距和方位角分析Fig.8 Analysis of trace offset and azimuth

4.3 疊前反演結(jié)果分析與驗(yàn)證

圖9 為過(guò)某井各向異性強(qiáng)度剖面，紅色高值表示各向異性強(qiáng)，裂縫發(fā)育密度大。圖10 為8+9 號(hào)煤層各向異性強(qiáng)度沿層切片，除工區(qū)南北邊緣可能存在因數(shù)據(jù)質(zhì)量較差引起的各向異性強(qiáng)度異常外，各向異性反演得到的裂縫發(fā)育區(qū)(各向異性較強(qiáng)區(qū))，大多集中在工區(qū)東部大斷層以及其他各個(gè)斷裂附近，同一斷裂附近發(fā)育的裂縫方位角信息基本一致。裂縫發(fā)育方向指示了北北東向和北西向兩組主要方向以及部分近東西向裂縫(圖11)，此結(jié)論和圖3 的陣列聲波測(cè)井解釋成果以及疊后屬性切片有較好的一致性。將疊前與智能螞蟻切片進(jìn)行對(duì)比(圖12)，可以看到工區(qū)中部智能螞蟻屬性與各向異性強(qiáng)度所表征的裂縫展布基本吻合。

圖9 各向異性強(qiáng)度過(guò)井剖面Fig.9 Cross section of anisotropic strength

圖10 8+9 號(hào)煤層各向異性強(qiáng)度沿層切片F(xiàn)ig.10 Slice of anisotropic strength along No.8 and No.9 coal seams

圖11 各向異性強(qiáng)值區(qū)裂縫發(fā)育方位指示情況Fig.11 Indication of fracture development orientation in anisotropic strong value area

圖12 智能螞蟻切片與各向異性強(qiáng)度切片對(duì)比Fig.12 Comparison between intelligent ant slice and anisotropic strength slice

綜上所述，該區(qū)域的斷裂發(fā)育特征為：東部大斷層貫穿工區(qū)南北，區(qū)內(nèi)裂縫整體發(fā)育規(guī)模較小，延伸長(zhǎng)度較短，以北北東向和北西向?yàn)橹鳌?/p>

5 結(jié) 論

a.研究區(qū)內(nèi)煤層裂縫在測(cè)井曲線上有一定的響應(yīng)特征，裂縫的存在引起電阻率曲線降低、密度曲線減小、聲波時(shí)差曲線增大、自然伽馬增大和中子孔隙度曲線增大，陣列聲波測(cè)井曲線指示8+9 號(hào)煤層裂縫主要發(fā)育方向?yàn)楸北睎|向。

b.利用本征相干屬性、相干增強(qiáng)屬性和智能螞蟻屬性，對(duì)8+9 號(hào)煤層大尺度裂縫展布形態(tài)進(jìn)行了精細(xì)刻畫(huà)，三者相互印證，并且刻畫(huà)精度程度逐漸提高，指示8+9 號(hào)煤層發(fā)育北北東向和北西向2 組裂縫。

c.利用疊前方位AVO 反演，得到了各向異性強(qiáng)度切片和裂縫發(fā)育方向指示圖，刻畫(huà)了8+9 號(hào)煤層中等尺度裂縫展布形態(tài)，得到裂縫主要發(fā)育方向?yàn)楸北睎|向和北西向。

d.從微觀尺度到宏觀尺度，測(cè)井、地震屬性和疊前道集信息相互印證，表明了該成果的可靠性，該項(xiàng)成果可為煤層氣選區(qū)及煤礦井下安全開(kāi)采提供重要地質(zhì)依據(jù)。

e.裂縫填充物也是影響裂縫地球物理特征的重要因素，由于手段的限制，本文未對(duì)裂縫填充物進(jìn)行討論，需要做更進(jìn)一步的細(xì)致工作。