AVO探测煤层瓦斯富集的理论探讨和初步实践——以淮南煤田为例

以煤层瓦斯富集地质理论为基础，根据煤层瓦斯与常规砂岩储层天然气赋存机理的对比，提出了以煤层割理裂隙为探测目标的煤层瓦斯富集AVO技术预测理论. 根据AVO理论模拟，煤层顶面反射振幅通常是随着炮检距的增大而减小；不同结构煤体在AVO响应上存在明显的差异，随着煤层割理裂隙发育程度的增强，煤层顶面AVO的截距和梯度都会增大；煤层厚度的调谐作用对其AVO特征有明显的影响. 通过对淮南煤田实际地震资料的处理和分析，探讨了煤田地震资料AVO的处理和解释方法，认为AVO梯度和伪泊松比反射系数是对煤层割理裂隙发育程度最为敏感的属性，获得了研究区内有工程使用价值的瓦斯突出区预测成果，初步证实了应用AVO技术检测煤层割理裂隙、预测煤层瓦斯富集部位的可行性.     

重庆松藻矿区晚二叠世煤的地球化学和矿物学特征及其成因

运用电离耦合等离子体质谱（ICP-MS）、X射线荧光光谱（XRF）、冷原子吸收光谱（AAS）、离子选择性电极（ISE）、带能谱仪的扫描电镜（SEM-EDX）、X射线衍射分析（XRD）等方法对重庆松藻矿区4个主要煤层6、7、8和11号煤的地球化学和矿物学特征进行了研究。研究发现，松藻矿区8号主采煤层（其储量占松藻矿区总储量的60%）没有明显富集有害微量元素；而11号煤层明显富集的微量元素有碱金属元素、Be (9.14μg/g)、Sc (12.9μg/g)、Ti (9508μg/g)、Mn (397μg/g)、Co (23.7μg/g)、Cu (108μg/g)、Zn (123μg/g)、Ga (32μg/g)、Zr (1304μg/g)、Nb (169μg/g)、Hf (32.7μg/g)、Ta (11.4μg/g)、W (24.8μg/g)、Hg (2.8μg/g)、Pb (28.1μg/g)、Th (24.1μg/g)和稀土元素(509.62μg/g)，其中Nb和Ta的含量之高，非常罕见。Nb和Ga已经超过了工业品位，其工业利用价值值得关注。除黄铁矿、石英、方解石、高岭石外，在11号煤层中发现的痕量矿物有黄铜矿、白铁矿、菱铁矿、钠长石、伊蒙混层矿物、独居石、磷灰石、锐钛矿、绿泥石和石膏等，并首次报道了煤中的热液成因的硫锰矿和胶态状的锐钛矿。在11号煤层中发现了由碱性火山灰蚀变形成的粘土质微层，其主要成分为伊蒙混层矿物，并和有机质相间排列、重复出     

利用地震P波方位属性评价瓦斯富集区

以往研究表明煤层具有弱各向异性,为正交各向异性介质,因此利用P波的方位各向异性属性来进行煤层裂隙裂缝检测、预测煤层瓦斯富集带是行之有效的方法.本文对山西阳泉新景佛洼区的三维地震资料进行处理,得到4个方位的偏移数据体,并提取与煤层裂隙裂缝相关的多种地震属性.通过计算得到裂隙裂缝的相对密度,进而对煤层瓦斯的富集带进行预测.     

多煤层的反射地震响应特性研究

本文在不考虑地震波吸收和几何扩散衰减的情况下,利用单频谐和平面纵波垂直入射到煤层上,来研究煤层的调频效应,正演模拟地震波的频率与反射系数的关系,分析了频率对反射系数的影响.研究表明:当地下只有一组煤时,在中高频段煤层反射系数较大,当存在两组煤或是更多组煤层时,受上组煤层的屏蔽,下组煤在低频段的反射系数明显大于中高频段的反射系数,从而为克服上组煤层的屏蔽,得到好的下组煤层反射波提供了理论基础.在此基础上提出了提高下组煤反射波质量的采集方案.由于历史的原因,煤田勘探一般使用中高频检波器(主频60 Hz或是100 Hz),虽然有利于提高中高频反射波的能量,但牺牲了信号的低频部分,不利于提高反射波的分辨率,同时损失了下组煤层中起主要作用的低频反射波,得到的下组煤反射波资料一般很差.     

浅析云南镇雄石坎向斜南翼西段C5煤煤层气赋存特征及影响因素

通过对研究区C5煤层大量的资料研究,分析了区内C5煤煤层气赋存特征,阐述了本区煤层气赋存的影响因素,认为本区煤层气富集程度主要受控于煤层埋深和煤层厚度,同时分析研究了本区煤层气开发的有利因素,对本区煤层气勘探开发具有重要意义。     

冲绳海槽Jade热液区热液硫化物的元素富集与铀系同位素组成

测定了冲绳海槽Jade热液区（127°04．5′E,27°15′N,水深1300～1450m）热液硫化物的元素和铀系同位素组成．结果表明,含硫酸盐矿物的热液硫化物（样品HOK1和HOK2）具有LREEs相对富集的特点,所研究的热液硫化物样品（除样品HOK1外）属富Zn型热液硫化物．与其他海区的富Zn热液硫化物相比,具有高Zn,Pb,Ag,Cd,Au和Hg含量,低Fe,Al,Cr,Co,Ni,Sr．Te,Cs,T1和U含量,以及极低的210Pb放射性比度值和210Pb／Pb比值的特点．在以闪锌矿为主的热液硫化物中,稀有元素Hf与U,Mn元素之间以及分散元素Ga与Zn之间均存在显著的正相关关系,且Au,Ag与Fe．硫化物有关,低温阶段有利于Au,Ag的富集．同时,Fe-Bi之间和Zn-Cd之间的正相关关系,不受矿物组合变化的影响．根据热液硫化物中210Pb／Pb比值（3．99×10^-5～5．42×10^-5）,结合其具有U同位素（^238U含量1．15×10^-6～2．53×10^-6。^238U放射性比度值1．07～1．87dpm／g,^234U放射性比度值1．15～2．09dpm／g,234U／^238U比值1．07～1．14）存在,而^232Th和230Th均处于背景水平的事实,得到冲绳海槽Jade热液区热液硫化物样品的形成年龄在0．2～2ka之间．     

槽波层析成像方法在煤田勘探中的应用——以河南义马矿区为例

在地下煤田的开发中,工作面内的小构造、异常体、煤层厚度变化等是需要解决的关键问题,而槽波探测则为这些问题的解决提供了重要的物探方法.本文对河南义马矿区11061工作面进行槽波透射法测量,在巷道显示的煤层厚度变化为1.5~8 m,从理论频散曲线分析速度与厚度关系,确定125 Hz频率槽波主要用于观测厚度约为2~5 m的煤层厚度变化;有效提取了684个频散曲线,并分别拾取了125 Hz时槽波群速度与走时,采用走时层析成像方法获得工作面内煤层速度、厚度以及高应力区分布特征,回采验证了结果的正确性.     

序贯指示模拟方法在煤层顶板岩性预测中的应用

渭北石炭二叠纪煤田煤层顶板横向非均质性强,依靠钻探所得煤层顶板岩性误差较大.地震资料具有较高的纵向、横向分辨率,利用地震资料可以提高煤层顶板岩性预测精度.本文采用序贯指示模拟方法进行煤层顶板岩性预测.通过分析煤层顶板岩性资料,利用数据空间变异性特征和相应的地震属性求取变差函数,将井点资料作为硬数据,地震数据作为软约束进行煤层顶板岩性预测.综合运用地质资料、地震资料,为煤层顶板岩性预测提供了一种有效的方法.     

地震槽波方法试验与研究

<正> 在采煤过程中,一些预料不到的（落差近似等于煤厚）小断层、煤层冲蚀、煤层变薄带、陷落柱等小型地质变化,常常会妨碍甚至中断机械化或综合机械化采煤工作面的生产,给煤矿带来严重的经济损失。为了保证煤炭生产的正常进行,必须及时探明工作面的开采地质条件。西德克雷教授提出的地震槽波法是有效解决这一问题的新手段,因此该法受到了国内外煤田地球物理工作者的普遍重视。     

含小断层煤层Rayleigh型槽波波场和频散分析

煤层隐伏小断层在煤田地质勘探期间能否查明,是影响煤矿安全生产的主要地质因素.煤层中传播的地震槽波,非常适用于探测煤田异常构造.本文利用谱元法模拟计算了含断层模型Rayleigh型地震槽波的产生、传播过程,对于直达槽波、反射槽波、透射槽波进行了波场特征分析,频散特征分析,频谱特征分析.根据不同小落差断层模型（垂直断距分别为1/4、1/2、3/4、1个煤厚;断层倾角分别为90°、60°、45°）,分析了Rayleigh型槽波传播过程中断层对反射槽波、透射槽波能量、频谱的影响效应.基于以上分析,对于小断层模型中的Rayleigh型地震槽波取得了一些规律性认识,并对Rayleigh型地震槽波的勘探应用做了一些探讨.     

内蒙古准格尔黑岱沟主采煤层的煤相演替特征

内蒙古准格尔黑岱沟6号主采煤层为一超大型煤-镓矿床,镓的主要载体为勃姆石.煤相的研究可为该镓矿床镓及其特殊载体勃姆石的富集提供成因信息.通过对该煤层煤岩学和矿物学的研究,发现准格尔黑岱沟6号主采煤层的显微组分明显富集惰质组,显微煤岩类型以微亮暗煤为主,显微组分的形态特征及其组合关系反映出该煤层的主采分层是干燥沉积条件下或潜水面高低交替变化使泥炭表面周期性干燥环境下形成的.该煤层中镓及其特殊载体勃姆石的最佳富集条件处于4个过渡带:(ⅰ)山麓沉积和下三角洲平原过渡带的上三角洲平原沉积;(ⅱ)微环境属于干燥森林沼泽和潮湿森林沼泽的过渡带,但偏向于干燥森林沼泽;(ⅲ)森林密度处于由大变小的过渡带;(ⅳ)在泥炭周期性堆积中,居于2个高位泥炭沼泽转折处的低位泥炭沼泽.     

北京下古生界碳酸盐岩地层中微量元素迁移富集规律

北京下古生界碳酸盐岩地层微量元素分析表明, 从碳酸盐岩原岩到其风化岩、从碳酸盐岩原岩到覆盖在其上的共生土壤, 微量元素As, Hg, F表现出富集趋势, 而S分布的规律性则不明显. 显微镜下鉴定并结合相关性研究发现, 在不同风化阶段, Fe₂O₃都是As的主要吸附剂. 土壤中Fe₂O₃对Hg的富集起重要作用; 风化样品和原岩中, Hg富集与Fe₂O₃无关, 原岩中Hg的赋存主要与碳酸盐岩吸附作用有关, 碳酸盐岩表面与Hg间可能存在简单物理吸附, 共沉淀和假同晶形式. 土壤中Fe₂O₃、硫化物对F富集起一定作用, 但不具主导性; 原岩中F的富集与硫化物、黏土矿物等有密切关系. 研究的风化样品与原岩具有更近的亲缘关系, 因此, 其中As, Hg, F的赋存方式应与原岩中更为接近. 在原岩中FeS₂, FeS应是S赋存的主要形式, 硫化物在碳酸盐岩原岩中对部分重金属元素具有富集作用, 在土壤和风化样品中这种富集作用则减弱.     

内蒙古准格尔黑岱沟主采煤层的煤相演替特征

内蒙古准格尔黑岱沟6号主采煤层为一超大型煤-镓矿床,镓的主要载体为勃姆石.煤相的研究可为该镓矿床镓及其特殊载体勃姆石的富集提供成因信息.通过对该煤层煤岩学和矿物学的研究,发现准格尔黑岱沟6号主采煤层的显微组分明显富集惰质组,显微煤岩类型以微亮暗煤为主,显微组分的形态特征及其组合关系反映出该煤层的主采分层是干燥沉积条件下或潜水面高低交替变化使泥炭表面周期性干燥环境下形成的.该煤层中镓及其特殊载体勃姆石的最佳富集条件处于4个过渡带(i)山麓沉积和下三角洲平原过渡带的上三角洲平原沉积;(ii)微环境属于干燥森林沼泽和潮湿森林沼泽的过渡带,但偏向于干燥森林沼泽;(iii)森林密度处于由大变小的过渡带;(iv)在泥炭周期性堆积中,居于2个高位泥炭沼泽转折处的低位泥炭沼泽.     

神经网络技术在地震资料构造解释中的应用

将神经网络技术用于煤田地震勘探领域，对两个矿区的实际资料进行断层检测及煤层宏观结构的解释，提高了地震资料构造解释的水平和精度。     

准南白杨河矿区煤层气成藏模式及主控因素

为了建立矿区范围内的煤层气成藏模式,查明控气主要因素,对后期井网布置、钻井、压裂、排采等提供重要依据。基于新疆阜康白杨河矿区的地质条件和煤层气特征,进行成藏模式的系统研究,结合灰色关联理论分析,总结出成藏主控因素。研究结果显示:矿区内42#目标煤层厚度大、煤层含气量高,与煤层埋深呈正相关性;煤层直接顶底板的砂岩致密性好,形成较好的封盖条件。综合分析认为矿区南部位于单斜底部,埋深大、煤层厚、含气量高,封盖条件好,是煤层气富集的有利区域,并提出了致密顶底板、单斜构造和水文地质条件的联合封闭成藏模式。     

两淮煤田大地热流分布及其构造控制

基于127块煤系地层岩石样品的热导率测定结果,并结合59个井田内可靠的系统测温数据,计算得出两淮煤田的大地热流值,并编制大地热流分布图,其结果表明:两淮煤田大地热流值变化范围为29.7~83.9mW·m-2,平均值为58.3mW·m-2,和其他沉积盆地存在一定的差异,且淮南煤田大地热流值(63.7mW·m-2)远大于淮北煤田(55.2mW·m-2).综合分析得出,两淮煤田大地热流与其他盆地的差异以及淮南煤田热流值高于淮北煤田的现象为构造演化和区域地质背景的控制结果;而研究区内热流的分布不均主要是由于受地质构造对地温场的影响所致,推覆构造上下盘现今热流值的差异尤为突出.     

第三系-第四系黄土界线铱异常的发现及其意义

利用放射化学中子活化分析和仪器中于活化分析方法,测定了我国陕西段家坡黄土剖面第三系-第四系(2.48 Ma)沉积界线附近黄土样品中铱和一些其它微量元素的丰度.在古地磁倒转界线处发现了铱的丰度异常,其最高含量为 58.5×10~(12)g/g,比其背景含量至少富集了10倍.除了铱和金之外,其它元素,特别是与火山活动密切相关的As和Sb等亲硫元素在界线附近并无富集.因此,铱异常的火山成因基本上可以排除.铱异常的出现与古地磁倒转事件(M/G)具有等时性.这表明第三系-第四系之交的古地磁倒转事件以及全球性的气候突变可能与这次地外撞击事件有着密切的成因联系.     

声波阻抗反演识别陷落柱研究

岩溶陷落柱是煤田开采中一种常见的地质灾害体.为研究利用反演方法识别陷落柱,根据煤矿陷落柱的地质特征,设计了整体塌落型和垮落型两类陷落柱地质模型,并通过正演模拟获得了相应的地震剖面.通过对正演剖面进行声波阻抗反演,发现整体塌落型陷落柱的波阻抗值明显高于煤层,垮落型陷落柱柱体与煤层接触的部位的波阻抗值略高于煤层,并且柱内地层存在沉降现象.将这一结论应用到实际三维地震采区,发现与实际资料的吻合度较好,陷落柱的位置和规模在反演上有较清晰的显示,能够识别直径小于50 m的小型陷落柱异常.     

陆相热水沉积成因硅质岩与超大型锗矿床的成因—— 以临沧锗矿床为例

临沧锗矿床的硅质岩中存在大量的热水沉积构造和植物化石, 该硅质岩富SiO₂ , 低TiO ₂和Al₂O₃, Al/(Al+Fe+Mn)比值平均为0.010, 明显富集Ge, Sb, As, W; 其次Cs, U, Mo和Tl有不同程度的富集, 稀土总量一般小于1 μg/g, 最大2.324 μg/g , 相对富集LREE; δ Eu为0.452 ~ 5.141, δ Ce为 0.997 ~ 1.174; 稀土元素北美页岩标准化模式呈平坦状或向左倾斜; 氧同位素组成与热泉硅华类似. 上述特征表明本区硅质岩属陆相热水沉积成因. 硅质岩作为中寨锗矿体的顶板或夹层, 在空间上与锗矿体紧密接触. 硅质岩中含锗5.6 ~ 360 μg/g, 平均78 μg/g. 靠近硅质岩的煤中锗含量明显升高. 随着煤中锗含量的不断升高, 含矿煤的特征微量元素比值及稀土元素的球粒陨石标准化分配模式与硅质岩越来越相似. 临沧锗矿床煤中锗可能主要由与煤层形成近同时的、以热水成因硅质岩为标志的热水活动带入.     

煤系烃源岩中正构烷烃、芳烃绝对含量及倾油倾气性判识

吐哈盆地热降解期烃源岩氯仿沥青"A"中正构烷烃和芳烃的绝对含量研究表明,煤和碳质泥岩相对富集芳烃化合物,而泥岩则相对富集正构烷烃.烃源岩样品的全岩分析表明,富氢显微组分含量低的样品的色谱质谱分析(GC-MS)总离子流图(TIC)上以芳烃化合物占绝对优势,而富氢显微组分含量高的样品的TIC上则出现明显正构烷烃化合物.综合煤系烃源岩氯仿沥青"A"的色谱质谱分析和全岩显微组成所做的烃源岩倾油倾气性评价表明,吐哈盆地台北凹陷西部的胜北洼陷倾油性较强,而东部的丘东洼陷和小草湖洼陷则相对倾气,与该区油气分布格局相吻合.适用于吐哈盆地的烃源岩倾油倾气性定量判识指标为:倾油烃源岩氯仿沥青"A"的正构烷烃绝对浓度>110μg/mg,芳烃绝对浓度<15μg/mg,两者比值>8;倾气烃源岩氯仿沥青"A"的正构烷烃绝对浓度则<82μg/mg,芳烃绝对浓度>40μg/mg,两者比值<1.5.