煤礦瓦斯突出部位高分辨探測技術(shù)及其應(yīng)用(二)

2.不同突出危險程度煤體的測井響應(yīng)
對研究區(qū)常規(guī)測井曲線和VSP測井進行統(tǒng)計與綜合研究，得到了不同突出危險程度煤體的測井響應(yīng)特征（如表2所示）。不同突出危險程度的煤體測井響應(yīng)具有明顯的差異性，測井響應(yīng)的差異可以作為劃分突出煤體結(jié)構(gòu)和預(yù)測瓦斯突出的依據(jù)。

表 2 不同突出危險程度煤體的測井響應(yīng)參數(shù)

物性響應(yīng)參數(shù)

非突出煤體

過渡煤體

突出煤體

嚴重突出煤體

密度ρ/g·cm-3

>1.65

1.55-1.65

1.45-1.55

<1.45

孔隙度nv/%

<1.5

1.5-3.5

3.5-5.5

>5.5

揮發(fā)分Vdaf /%

>36

32-36

28-32

<28

彈性模量E50/GPa

>4

3-4

2-3

<2

泊松比μ

<0.2

0.2-0.3

0.3-0.4

>0.4

抗拉強度Rc/MPa

>0.45

0.35-0.45

0.25-0.35

<0.25

抗壓強度Rt/MPa

>12

8-12

4-8

<4

縱波速度Vp/m·s-1

>2050

1850-2050

1650-1850

<1650

視電阻率電位DLW/Ω·m

<100

100-150

150-200

>200

伽瑪伽瑪HGG/γ·mc-1

<490

490-580

580-670

>670

自然伽瑪HG/γ

>14

10-14

6-10

<6

聲波時差SV/us·m-1

<400

400-450

450-500

>500

突出煤體一般都遭到了不同程度的破壞，因此比非突出煤體具有更小的強度和密度。在物性響應(yīng)參數(shù)上主要表現(xiàn)為小的彈性模量、抗拉強度、抗壓強度、密度和大的泊松比。
隨著煤體突出危險程度的增高，其孔隙度提高，在測井響應(yīng)參數(shù)上主要表現(xiàn)為大的孔隙度和小的揮發(fā)分。
構(gòu)造煤與原生煤的密度和縱波速度也有較大差異。同一煤層中的構(gòu)造煤彈性參數(shù)明顯低于原生煤，構(gòu)造煤的密度降低幅度為1.4％～8.6％，平均約5％；縱波速度降低幅度為4.8％～25.7％，平均約13％。這些變化反映了構(gòu)造煤和原生煤結(jié)構(gòu)特征的差異，也為利用地震勘探技術(shù)預(yù)測煤體結(jié)構(gòu)提供了研究基礎(chǔ)。
（二）礦井瓦斯富集部位的地震反演技術(shù)
地震反演技術(shù)就是綜合運用地震、測井、地質(zhì)等資料以揭示地下目標層（儲層、油氣層、煤層等）的空間幾何形態(tài)（包括目標層厚度、頂?shù)讟?gòu)造形態(tài)、延伸方向、延伸范圍、尖滅位置等）和目標層微觀特征，它是將大面積的連續(xù)分布的地震資料與具有高分辨率的井點測井資料進行匹配、轉(zhuǎn)換和結(jié)合的過程。與煤和瓦斯突出密切相關(guān)的構(gòu)造（主要是小斷層及伴生的裂縫發(fā)育帶）、煤層的厚度、頂?shù)装鍘r性等參數(shù)也可以利用地震反演的方法進行預(yù)測。
由于煤礦采區(qū)分布有數(shù)量較多的鉆孔資料，它可以作為已知的邊界條件，從而減少反演問題固有的多解性。因此，如何將縱向高分辨率的鉆孔資料與橫向穩(wěn)定的地震高分辨率三維資料結(jié)合，來預(yù)測煤層厚度空間變化及其頂?shù)装鍘r性的分布，是本研究所要探索的主要問題。
1．實現(xiàn)高分辨率地震勘探
由于受地震資料分辨率的限制，目前解釋的煤層底板實際上并非真正的煤層底板，可能是煤層的中間甚至是頂板，而煤礦開采對解釋精度要求很高，如果不進行地震資料反演，很難達到其要求的解釋精度(圖3)。從圖中可以明顯看出，常規(guī)地震資料解釋中所謂的煤層底板，可能并非真正的底板，只有通過反演技術(shù)，才能真正將煤層頂板底板區(qū)分開，實現(xiàn)真正的高分辨率勘探。

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