一种多属性综合预测煤层易破碎带方法技术

本发明专利技术涉及地球物理勘探领域，具体涉及一种多属性综合预测煤层易破碎带方法；包括如下步骤：利用线性增强相干体方法对相干数据体自动拾取，得到增强型相干数据体；对地震同相轴的空间二阶导数进行提取，得到三维地震曲率体属性；对地震数据各地震道的瞬时相位值求导，得到瞬时频率属性；计算平均地震反射波振幅值平方和的算术平方根，得到均方根振幅属性；对增强型相干属性、曲率属性、瞬时频率属性、均方根振幅属性进行归一化处理，经数据加权重构得到一个新的数据体预测易破碎带发育有利区域。本方法实现了多种属性归一化，通过已有经验对敏感属性体给与更高权重加权重构而得到新属性，提升破碎带发育区预测精度，有利于煤矿开采工作的高效开展。采工作的高效开展。采工作的高效开展。

【技术实现步骤摘要】
一种多属性综合预测煤层易破碎带方法


[0001]本专利技术涉及地球物理勘探领域，具体涉及一种多属性综合预测煤层易破碎带方法。

技术介绍

[0002]煤层易破碎带是指由煤矿断裂构造产生具有一定宽度和长度的裂缝组成的破碎区域，煤层易破碎带是在煤矿开采过程中一种较为常见的地质问题，现今我国社会经济发展对于煤矿资源的需求量不断增加，这导致煤矿开采深度也随之不断地增加。由于较深处地质地形复杂程度的增加，煤矿开采难度也越来越大，其中，煤矿断裂构造这一问题也随之频繁出现。如果煤矿断裂构造问题研究力度不够，就很有可能会对整个煤矿开采工作的顺利开展造成相当大的阻碍作用，比如对煤矿资源采区的布置工作造成直接性的影响。实际煤矿开采工作过程中，没有深入、准确了解煤层易破碎带的分布情况，则极有可能碰触到煤层易破碎带区域，从而对煤矿开采工作造成一定程度的威胁，不利于煤矿开采工作的高效开展，同时煤矿开采工作质量和工作效率也不能够得到保障。
[0003]目前预测煤层易破碎带方法主要是三维地震勘探法，通过一系列处理和数学算法从三维地震资料中提取地震属性，对提取的地震属性进行分析和利用，来预测预测煤层易破碎带发育的有利区域。但由于地震属性数量庞大，很多地震属性对裂缝发育区域响应较差，单一的地震属性突出的裂缝信息较少，在预测中使用单一属性很难取得好的效果。所以，针对单一方法在预测煤层易破碎带方面存在多解性问题，急需提出新的方法来综合利用多种属性交叉验证，充分利用各自的特点，综合分析易破碎带发育的有利区域。

技术实现思路

[0004]本专利技术为解决煤层易破碎带预测不准确的技术问题，提供一种多属性综合预测煤层易破碎带方法。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案为：一种多属性综合预测煤层易破碎带方法，包括如下步骤：
[0006]步骤1，对地震三维数据体进行相干计算，得到相干数据体，利用线性增强相干体方法做自动拾取，得到增强型相干数据体；
[0007]步骤2，对地震同相轴的空间二阶导数进行提取，得到三维地震曲率体属性；
[0008]步骤3，对地震数据各地震道的瞬时相位值求导，得到瞬时频率属性；
[0009]步骤4，计算平均地震反射波振幅值平方和的算术平方根，得到均方根振幅属性；
[0010]步骤5，对增强型相干属性、曲率属性、瞬时频率属性、均方根振幅属性进行归一化处理，经数据加权重构得到一个新的数据体预测易破碎带发育有利区域。
[0011]进一步的，步骤1中对三维数据体进行相干计算的方法的公式为：
[0012][0013]其中，C
xy
表示相干数据体，τ
x
表示x道的时间延迟，τ
y
表示y道的时间延迟，ρ
x
表示x道的互相关系数，ρ
y
表示y道的互相关系数，t表示时间，x
i
表示x道的第i个样点值，y
i
表示y道的第i个样点值。
[0014]进一步的，步骤1中所述利用线性增强相干体方法做断层的自动拾取是对相干体数据在时间切片上进行图象增强处理来消除条带噪声，对水平、垂直两个方向的相干增强，得到增强型相干数据体。
[0015]进一步的，步骤2中三维地震曲率体属性的表达式为：
[0016][0017]其中，dy为y方向的微分，dx为x方向的微分。
[0018]进一步的，对多属性进行归一化处理方法公式为
[0019][0020]其中，Xq为归一化处理前的样本值，X为归一化处理后的样本值，Xmax＝max{X}，Xmin＝min{X}。
[0021]进一步的，对归一化数据经加权重构得到一个新的数据体预测易破碎带发育有利区域方法，具体公式为：
[0022]E＝0.4A+0.4B+0.1C+0.1D(4)
[0023]其中，A为增强型相干属性，B为曲率属性，C为瞬时频率属性，D为均方根振幅属性，E为经数据加权重构得到新数据体。
[0024]与现有技术相比本专利技术具有以下有益效果：
[0025]本专利技术方法通过多种属性归一化，通过已有经验对敏感属性体给与更高权重加权重构而得到新属性，通过实例检测，该方法对预测煤层潜在破碎带发育区更为精准。
附图说明
[0026]图1为多属性预测易破碎带流程图
[0027]图2为曲率属性3
×
3网格节点。
具体实施方式
[0028]以下结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。
[0029]一种多属性综合预测煤层易破碎带方法，包括如下步骤：
[0030]步骤1，对三维数据体进行相干计算，得到相干数据体，利用线性增强相干体方法做自动拾取，得到增强型相干数据体；
[0031]地震三维数据体的不相关性主要反应断层及岩性变化，利用相干计算去掉三维地震数据体振幅信息，将断层信息清晰显示在切片上。相干计算公式为：
[0032][0033]其中，C
xy
表示相干数据体，τ
x
表示x道的时间延迟，τ
y
表示y道的时间延迟，ρ
x
表示x道的互相关系数，ρ
y
表示y道的互相关系数，t表示时间，x
i
表示x道的第i个样点值，y
i
表示y
道的第i个样点值。
[0034]利用线性增强相干体方法做断层的自动拾取，首先对相干体数据在时间切片上进行图象增强处理来消除条带噪声，通过水平、垂直两个方向的相干增强，更加清晰刻画断层及裂缝在平面上和空间上的分布特征，消除噪声。再通过断层增强方法消除那些在时间切片上非裂缝引起的线性条带，得到线性增强相干属性体。
[0035]步骤2，对地震同相轴的空间二阶导数进行提取，得到三维地震曲率体属性；
[0036]曲率属性与裂缝之间的关系反映了地层褶皱或弯曲变形时的应力过程，既曲率越大，地形变形越大，裂缝越发育。利用地震同相轴的空间二阶导数的提取三维地震曲率体属性，计算公式为：
[0037][0038]将其推广到三维空间(x,y,z)。先对地震数据做3
×
3网格化(图2),再对网格数据进行最小二乘拟合,拟合公式为：
[0039]Z(x,y)＝ax2+by2+cxy+dx+ey+f
[0040]其中
[0041]提取三维地震曲率体属性中的最大正曲率与最小负曲率，过曲面上某一点的无穷多个正交曲率中存在一条曲线,使得该曲线的曲率为最大,这个曲率称为该曲面的最大曲率(Kmax)，垂直于最大曲率的曲率称为最小曲率(Kmin)。最大正曲率和最小负曲率对线性构造敏感，在描述断层、裂缝等断裂构造上最为有效，综合分析最大正曲率、最小负曲率的区域，此区域即为研究区内易破碎带发育有利区域。
[0042][0043][0044]其中Km和Kg为平均曲率和高斯曲率。
[0045]步骤3，对地震数据各地震本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多属性综合预测煤层易破碎带方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，对地震三维数据体进行相干计算，得到相干数据体，利用线性增强相干体方法做自动拾取，得到增强型相干数据体；步骤2，对地震同相轴的空间二阶导数进行提取，得到三维地震曲率体属性；步骤3，对地震数据各地震道的瞬时相位值求导，得到瞬时频率属性；步骤4，计算平均地震反射波振幅值平方和的算术平方根，得到均方根振幅属性；步骤5，对增强型相干属性、曲率属性、瞬时频率属性、均方根振幅属性进行归一化处理，经数据加权重构得到一个新的数据体预测易破碎带发育有利区域。2.根据权利要求1所述的一种多属性综合预测煤层易破碎带方法，其特征在于，步骤1中对三维数据体进行相干计算的方法的公式为：其中，C
xy
表示相干数据体，τ
x
表示x道的时间延迟，τ
y
表示y道的时间延迟，ρ
x
表示x道的互相关系数，ρ
y
表示y道的互相关系数，t表示时间，x
i
表示x道的第i个样点值，y

【专利技术属性】
技术研发人员：殷裁云，陈存强，崔凡，王大龙，潘博，王海军，赵清全，刘振宇，张亚军，付康国，曹运飞，郝娇阳，
申请(专利权)人：华能煤炭技术研究有限公司云南滇东雨汪能源有限公司，
类型：发明
国别省市：