宽带约束反演技术在薄煤层厚度预测中的应用

宽 带 约 束 反 演 技 术 在 薄 煤 层 厚 度 预 测 中 的应 用
甘 嫦 华 ， 岳 钰 （ 联煤 喻 中 层气国 家工程研究中心有限责任公司， 京 １ｏｇ） 北 ｏ５ ｏ
［ 要 ］ 鄂 尔 多斯 盆 地 东 缘 ＨＣ研 究 区煤 层 气 勘 探 面 临 的 一 个 难 题 是 使 用 二 维 地 震 资 料 预 测 薄煤 层 厚 度 。 摘 针 对 研 究 区二 维地 震 资 料特 点 ，开 展 了基 于 模 型 的宽 带 约 束 波 阻抗 反 演 技 术 的 应 用 研 究 。 通 过 研 究 区 典 型 地 层 阻 抗模 型 的 正反 演 ，讨 论 了不 同地 震 带 宽 、 测 井 误 差 及 特 定 地 层 组 合 的 条 件 下 ， 叠 后 波 阻 抗 反 演 技 术 对 薄煤 层 的定 量识 别 能力 。 理 论 模 型 研 究表 明 ， 波 阻抗 反 演 可 以有 效 地 消 除 调 谐 效 应 ，提 高 薄 煤 层
１ 理 论 模 型分 析
为探讨在多个薄煤层 间隔较小 的情况 下宽带 约束反演定量识别薄 煤层 的能 力 ，分 析薄煤 层调 谐作用 以及 测井 数据 误差 对 波阻 抗反 演 的影 响 ， 设 置的地 质 模 型 为一 个 包 含 多 套 薄煤 层 与 围岩
（ 岩 ）互 层 的模 型 （ 图 １ ，包 含 厚 度 分 别 为 砂 见 ） ２ 、３和 ５ 的 ３个 薄 煤 层 ，煤 层 之 间 是 厚 度 分 别 ｍ
的 识别 能 力 ； 波阻 抗 反 演 对 薄地 层 的 分 辨 能力 与 阻 抗 数值 的 恢 复 ，是 由地 层 阻 抗 模 型 的 频 率 特 点 以及 地 震 资 料 的主 频 和 有 效 带 宽 决定 的 ；存 在 测 井误 差 情 况 下 ， 宽 带 约 束 波 阻 抗 反 演 仍 能 取 得 较 好 效 果 。该 方 法在 Ｈ 区块 煤 层 厚度 预测 的 实 际应 用 中取 得 了较 好 的 效 果 。 Ｃ
，
．
１ ０ ｍ／ ８ ０ ｓ， ＝ ５ ０ ｓ ３ ０ ｍ／ ， Ｖ ＝３ ０ ｍ／ ￣ ５０ ｓ
＝
１８ ／ ｍ ．ｇ ｃ ＝２２ｇｃ ． ／ ｍ １ ｍ ０
Ｊ ｍ ５
，
２２ｇ ｃ ． ／ ｍ
ห้องสมุดไป่ตู้
ｌ ＝３ ０ ｍ／ ｐ眇 ＝ ２ ２ ／ ｒ３ 砂 ５ ０ ｓ ｇｅ ａ
为 １ｍ 和 １ｍ 的砂 岩 。模 型 具 体 地 层 参 数 为 ： ０ ５
一
４ （ ０ｍ ０
图 １ ３个 薄 煤 层 模 型
ｍ）
１ ０ ｍ／ ，Ｐ泥： Ｉ ８ ／ ｍ。 ８０ ｓ ． ｇ ｃ ；Ｖ 砂一 ３ ０ ｍ／ ， ５０ ｓ 一 ２ ０ ｍ／ ， １ ０ ｓＰ煤： １ ４ ／ ｍ。 ．ｇｃ 。
ｐ ＝ ２ ２ ／ ｍ。 砂 ．ｇ ｃ ；
正 演 地 震 记 录 基 于 褶 积 理 论 模 型 计 算 ，不 考 虑 Ａ （ 应 和 多次 波 ＿ 。 正 演 选 取 ５ Ｈｚ ８ Ｈｚ的雷 克 ）效 ３ ］ ０ 和 ０
测 和油藏描 述技术 之一 ，也是 预测 薄煤层 厚度 的重要 方 法之 一 ｌ １ ＇ 目前 煤 田或煤 层 气勘 探 广泛 采 用宽 。 带约束 反演方 法 ，许 多学 者 对该 方 法 的 分 辨率 与 影 响 因素 进 行 了相 关 研 究 。笔 者 在 前 人研 究 基 础 ～
上 ，通过 埋论 模型 的正反 演 ，分 析基 于模 型的宽 带约束 反演 技术所 能达 到 的垂 向分辨率 ，并讨 论 薄层 调 谐 效应 和测井误 差对 波阻抗 反演结 果 的影 响 。
５ ｍ）及煤 层之 间 的砂岩厚 度 （０ ５ １ 、１ ｍ）均 小于 １ ２波 长 （ １ ，且各煤 层 厚度 都 小 于 １ ８波长 ，２ ／ ２ ｍ） ／ ｍ 和 ３ 煤 层之 问的砂 岩顶底 界 面反 射接近调谐厚度 ，因而各煤层 以及煤 层之间 ２ ｍ 套砂岩 的顶底 界面反射 因
长江大学学报 （ 自然 科 学 版 ） ２１ 年 ９ 第 ７ 第 ３ ００ 月 卷 理工 Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆ ａ ｇｚ ｉｅ ｉ （ ａ ｃ Ｅ ｉ Ｓ ｐ ２ １ ．Ｖｏ． ｏ ３ ｃ ｏ ｒ ａ ｏ ｎ ｔ Ｕｎｖｒ ｔ Ｎ ｔ ｉ ｄｔ Ｙ ｅ ｓｙ Ｓ ） ｅ． ０ ０ １ Ｎ ． ：ｓ ｉ Ｅ ｇ ７ ｎ
［ 键 词 ］ 叠 后 波 阻 抗 反 演 ； 宽 带 约 束反 演 ；调 谐 效 应 ；薄 煤 层 关
［ 图分 类 号 ］ Ｐ ３ 中 ６１
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［ 文献 标 识 码 ］ Ａ
［ 文章 编 号］ １７ ６３—１０ （０ ０ ３一 ２ ０ ４ ９ ２ １ ）ｏ Ｎ５４— ４
叠 后 波阻抗反 演是将 零 偏移距 反射振 幅资料 转换 成地层 速度 或波 阻抗 ，是 目前应用 最广 泛 的储层 预
子波 ，以模拟不 同主频 和带 宽的地震资料 。采用 的反演算法为带 约束 共轭梯 度法 ，初 始模 型对反 演过程 的 约束方式为硬约束 ，约束 百分 比为 １０ 。虚 拟波阻抗 曲线 的低 频部 分 （～ １／ ５ ）作为反 演 的初 始 波 ０ Ｏ ０ １ Ｈｚ
阻抗模 型 ，以考察地震数据对反演 结果的约束作用 以及 不 同主频 和带 宽地震 数据所 能达 到的分辨率 。反演
使用 的子波为正演合成地震记 录的子波 （０ ０ ｚ ，以排 除地震 子波 误差对 反 演结果 的影 响。模型研 究 ５ ，８ Ｈ ） 中不考虑地 震资料噪卢 ，以考察理 想条件下宽带约束反 演方法对薄煤层所 能达到 的分辨率 。
１ １ 模 型 正 演 地 震 记 录 特 征 ．
５ Ｈｚ 频 模 拟 地 震 记 录 如 图 ２ （ ） 所 示 。 在 煤 层 内 地 震 波 波 长 为 ４ ｍ ，各 煤 层 的 厚 度 （ 、 ３ ０ 主 ａ ２ ２ 、