波阻抗反演技术在泉店煤矿二1煤层顶底板岩性趋势研究中的应用

通过泉店煤矿三维地震勘探区三维资料的分析研究,采用波阻抗反演技术对二1煤层顶底板岩性趋势进行研究,分析预测煤层顶底板岩石各种物理力学参数,如密度、横波速度、动弹性参数、抗压、抗拉强度、凝聚力等参数.     

声波测井在煤岩弹性力学分析中的应用

煤岩弹性力学性质是煤层顶底板稳定性分析的重要参数,是煤矿实现安全、绿色开采的基础。随着煤矿开采程度和煤层埋深的增加,容易出现顶底板事故,从而影响矿井的安全生产。以往通过岩心测试获取岩石力学参数的方法具有数据离散、费用高、周期长的缺点,已不能满足生产的需要。在对东胜煤田南部的布尔台煤矿钻孔测井和岩心力学测试数据分析的基础上,探索了声波测井与岩石力学参数的关系,建立计算弹性力学性质参数的数学模型,经井检孔验证,相对误差仅0.9%,表明利用声波测井计算力学参数是可信的,并可快速、连续地建立岩石力学剖面。根据岩石力学计算结果,对煤矿主采煤层顶底板岩石的力学性质进行了分析,依据顶底板稳定性评价标准对煤层顶底板的稳定性进行了分类评价。结果表明:研究区主要可采煤层的顶底板多以粉砂岩、细砂岩及砂质泥岩为主,煤层顶板多数为不稳定Ⅰa类层,煤层底板多数为较软Ⅲb类层,煤层顶底板的稳定性较差;主采煤层顶底板硬度差异较大,普氏系数一般小于6,可采掘性较好,适合开展综合机械化开采。     

煤层及其顶、底板岩石力学性质对水力压裂裂缝延伸的控制

为了揭示煤层及其顶、底板岩石力学性质对水力压裂裂缝延伸的影响,应用岩石三轴伺服机测试陕西韩城地区煤层及顶、底板岩石力学性质,总结不同类型岩石力学性质特征和差异; 剖析孔隙率和含水率与岩石力学性质之间的关系,探讨岩石力学性质差异对煤层水力压裂的影响。研究表明:岩石强度随孔隙度增大而降低; 岩石矿物成分及其胶结程度与孔隙度决定岩石的软化程度,水分对不同类型岩石强度的影响方式和程度差异较大; 当煤层埋藏较浅,煤层与顶、底板岩石的弹性模量存在较大差异时,水力压裂裂缝更易控制在煤层中,且延伸更长更远。     

利用煤田测井曲线精细预测潘集矿区深部煤层围岩抗压强度

煤田测井曲线参数与岩石强度之间具有一定的相关性,可以对煤层围岩强度等参数进行预测。文章基于安徽省淮南煤田潘集煤矿外围煤炭详查(安徽省地勘基金项目)工程实践及所获成果资料,以淮南煤田潘集矿区深部1煤层底板泥岩为研究对象,利用岩石试样测试结果,建立测井曲线与抗压强度之间的相关关系,进行单因素分析,并构建多因素复合参数,分析其与岩石抗压强度相关性。结果表明,复合参数与岩石抗压强度高度相关,拟合公式预测结果与实际检验数据之间具有良好的一致性。所获得的岩石强度计算分布特征可为煤矿安全生产提供技术依据。     

W地区珠海组岩石物理特征及应用研究

岩石物理学是研究岩石所表现出的各种不同物理性质及其相互关系和变化规律。在W盆地珠海组岩石物性研究中,采用参数交汇法,利用四口井(W9-3-1、W9-1-1、W9-1-2和W9-6-1)所测定的纵横波速度、密度、Vp/Vs、λρ和μρ等参数进行多井交汇处理,形成了表征珠海组地质特征的敏感参数:相对高的横波速度、低密度、低λρ高μρ,建立起识别珠海组有利岩性和有利储层的岩石物性参数模式。珠海组岩性预测是由砂泥岩区分、岩性边界及在井控下地震反演属性体的地震岩性预测组成。在珠海组岩性预测中,密度与λρ交汇和Vp/Vs与λρ交汇分别最有效地区分出珠海组二段和三段的砂岩泥岩及圈定出岩性边界,并建立测井岩性与地震岩性之间的映射关系,提高了地震岩性预测的可靠性。珠海组储层预测是由有利储层与非储层的区分、储层边界的圈定及井控下地震反演属性体的地震储层预测组成。在珠海组储预测中,密度与λρ和Vp/Vs与λρ交汇分别最有地将地珠海组二段和三段最有利储层和非储区分开来及圈定出储层边界,并建立测井储层与地震储层之间的映射关系,实现了测井储层"标定"地震储层。利用岩石物性参数建立有利岩性和有利储层的识别模式,定量解释了地震反演结果,精细刻画了储层,提高了预测效果,并扩展了岩性物性参数的应用,促进了岩石物性研究的发展。     

W地区珠海组岩石物理特征及应用研究北大核心CSCD

岩石物理学是研究岩石所表现出的各种不同物理性质及其相互关系和变化规律。在W盆地珠海组岩石物性研究中,采用参数交汇法,利用四口井(W9-3-1、W9-1-1、W9-1-2和W9-6-1)所测定的纵横波速度、密度、Vp/Vs、λρ和μρ等参数进行多井交汇处理,形成了表征珠海组地质特征的敏感参数:相对高的横波速度、低密度、低λρ高μρ,建立起识别珠海组有利岩性和有利储层的岩石物性参数模式。珠海组岩性预测是由砂泥岩区分、岩性边界及在井控下地震反演属性体的地震岩性预测组成。在珠海组岩性预测中,密度与λρ交汇和Vp/Vs与λρ交汇分别最有效地区分出珠海组二段和三段的砂岩泥岩及圈定出岩性边界,并建立测井岩性与地震岩性之间的映射关系,提高了地震岩性预测的可靠性。珠海组储层预测是由有利储层与非储层的区分、储层边界的圈定及井控下地震反演属性体的地震储层预测组成。在珠海组储预测中,密度与λρ和Vp/Vs与λρ交汇分别最有地将地珠海组二段和三段最有利储层和非储区分开来及圈定出储层边界,并建立测井储层与地震储层之间的映射关系,实现了测井储层"标定"地震储层。利用岩石物性参数建立有利岩性和有利储层的识别模式,定量解释了地震反演结果,精细刻画了储层,提高了预测效果,并扩展了岩性物性参数的应用,促进了岩石物性研究的发展。     

淮南煤田口孜集勘查区深部煤层顶、底板工程地质特征研究

口孜集勘查区矿井目前正处于开发阶段,深部煤层顶、底板的稳定性对煤层开采方法具有很大的影响。在分析煤层顶、底板岩性在平面上变化规律的基础上,结合岩石物理力学性质,对影响煤层顶底板稳定性的因素进行了研究。依据本区顶板岩石的单轴抗压强度,结合钻孔工程地质编录RQD值和煤层开采的采高比,对主采煤层进行了工程地质分类,其中13-1煤层顶板在东北部及中部以周期来压顶板为主,而8煤在东南及西北部也以周期来压为主。另外,对该区深部开采的工程地质问题进行了预测,根据预测结果提出了相应的预防措施。     

地震多属性拟测井多参数反演预测煤层顶底板岩石赋水性研究

通过实例介绍利用地震多属性与测井成果联合反演,获得表征煤层顶底板岩石赋水性强弱的拟测井参数体,进而对其进行赋水性分析：首先利用伽马-伽马测井及视电阻率曲线重构岩石视孔隙度曲线,以获得研究区岩石视孔隙度成果;利用测井成果合成地震记录进行精细的地震地质层位标定及采区地震数据的保幅、保真处理;在测井成果约束下进行地震多属性拟测井多参数反演,利用反演成果的高低异常区评价煤层顶底板赋水强弱分区——低波阻抗、低电阻率、高孔隙度分布的区域对应赋水性强的区域,反之为赋水性弱的区域。     

用测井资料评价煤层顶底板稳定性

根据数字测井资料计算在自然条件下岩石的弹性参数,定量预测煤层开采的工程地质条件,评价煤层顶底板岩性及其稳定性。      

统计岩石物理技术在薄储层定量解释中应用

储层物性参数(孔隙度、含流体饱和度等)的空间分布,直接影响油气储层的品质,是地球物理工作者进行储层评价的主要依据。由于储层物性参数和地震属性之间的关系是复杂的、非线性的,因此储层物性参数预测是当前研究难点。首先以地震岩石物理分析为基础,建立储层弹性参数与物性参数的先验概率密度函数,利用地质统计学反演得到高分辨率弹性参数体,在此基础上,利用贝叶斯分类算法,实现储层岩相及物性参数的定量预测,同时给出不确定性分析。通过薄储层实际工区应用,反演的岩性、物性数据体纵向特征与测井资料吻合较好,空间展布特征与该区的地质规律一致,不仅解决了薄储层的预测精度问题,而且实现了薄储层定量预测。     

地震超前探测技术在老窑采空区探测中的模拟与应用

巷道前方的地质异常与巷道内地震测线存在角度关系,依据地震超前探测原理,其反射波时距曲线为一直线且呈现负视速度特征。据此建立一采空区地震超前探测模型,以研究采空区条件下检波器后置观测系统的地震波场传播特征。通过对全空间地震波场的分析发现,距离震源越远的检波器越先接收到迎头前方异常界面的PP波与S-S波,为此采用τ-p域滤波或F-K域滤波对地震波场进行分离解释。以山西临汾某矿井2号煤层老窑采空区超前探测为例,通过反射波提取、绕射扫描及叠加偏移对巷道前方进行成像,解释迎头前方35m处存在异常,经钻探验证其为老窑采空区,取得了较好的应用效果。     

基于NAD算法的声波方程时间四阶差分解法

波动方程数值模拟是研究地震波传播机理的重要工具,有限差分求解波动方程是当前地震波数值模拟的主要方法之一。当地下介质中的地震波速度较低或地震波高频成分丰富时,常规有限差分技术常常产生严重的数值频散误差,这种误差会降低数值模拟的精度,影响对地震波传播机理的分析。为压制地震波数值模拟时产生的数值频散误差,提高波场模拟精度,提出了基于NAD算子的时间四阶精度波动方程差分格式。根据对应的差分格式,分析了该差分格式的数值频散关系。与常规四阶精度差分算法的频散曲线相比,基于NAD时间四阶精度差分方法不但能够实现时间频散的有效压制,同时其基于更多网格点的位移分量和位移梯度分量空间微分求解方法还能够实现空间频散的有效压制。另外在相同模型条件下,基于NAD算法的声波方程时间四阶差分解法可采用大网格对模拟空间进行差分离散,减少网格数,提高计算效率。     

一阶弹性波交错网格时间高阶差分格式及稳定性分析

弹性波模拟或逆时偏移时,对空间偏导数采用高阶差分格式可提高计算精度,但这种算法的稳定性条件过于严格,要求差分离散的时间步长必须足够小以确保算法稳定。在常规空间高阶差分格式的基础上,将速度(应力)对时间的高阶导数转化为不同精度的应力(速度)对空间的差分,得到了一种新的基于交错网格的时间高阶、空间高阶差分格式。通过对交错网格时间高阶差分格式稳定性的分析,认为该算法的稳定性条件较常规算法宽松,在弹性波场的求解过程中可以采用更大的时间步长。     

Study of the relationship between non-dimensional roughness length and wave age, effected by wave directionality

Relationship between the non-dimensional roughness length and inverse of wave age has been discussed without consideration of wave directions, though wind wave field consists of various directional component waves. In this study we observe wave heights by an array of four wave gauges at the Hiratsuka Tower of (Independent Administrative Institution) National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention (NIED), Japan, and discuss the effect of wave directionality. As a result, the data sets were classified into two different groups according to the directional wave spectrum distribution. In case 1 only swell and wind waves exist and in case 2 there exist wave components from several directions. It is shown that the case of multiple-directional component waves (case 2) may affect the non-dimensional roughness length and friction velocity.     

分布式布里渊光纤传感技术在工程安全监测的应用

工程安全监测是通过对工程本体及其周边环境进行实时、在线监测,分析其稳定性,并对工程安全进行预警。相对于电子传感系统,分布式光纤传感技术具有很大的优越性,如分布式、长距离、实时性和准确性等,可满足工程安全监测和早期预警的要求。以基坑测斜和隧道涵洞变形监测为例,介绍了依据布里渊频移原理和分布式光纤传感器技术在安全监测方面的应用。结果表明:分布式布里渊频光纤技术能够分别准确地反映基坑工程的变形情况和地铁涵洞顶部的岩层应变,是一种比较理想的工程安全监测方法。     

碎软煤储层产气潜力定量评价——以晋城赵庄矿淮北芦岭矿为例

为对碎软低渗透煤储层产气潜力进行有效的定量评价,在等温吸附实验基础的基础上,以临储压差、临废压差、有效解吸量、有效解析效率为指标,对晋城赵庄矿淮北芦岭矿区三口直井煤层气产出潜力进行了定量评价,同时结合煤层气井的排采历史进行了分析验证。研究结果表明:(1)赵庄矿区X-163井的临储压差为1.52MPa,有效解吸量为5.35~12.89m^3/t。芦岭矿区WLG-01井的临储压差为4.20MPa,有效解吸量介于8.01~9.43m^3/t。芦岭矿区WLG-03井的临储压差为1.77MPa,有效解吸量介于9.48~11.20m^3/t。说明有效解吸量决定煤层气采收率,临储压差反映见气难易程度,临废压差体现地层能量。临废压差越大,地层能量越强,驱动能力越强,解吸量越大,煤层气井产气潜力越高(2)比较X-163-3井、WLG-01井和WLG-03井煤层气产出潜力及排采历史,验证了芦岭比赵庄研究区的煤储层具有煤层气开发产气潜力和较高产气量的原因,也说明在施工过程中控制较低的井底流压,实现压降漏斗的稳定扩展,压降漏斗完美,并采用二氧化碳伴注压裂工艺,有利于碎软低渗透煤储层煤层气的抽采。     

芦岭井田单煤层产气潜力定量评价

芦岭井田10号煤煤储层资料缺乏,通过常规方法难以进行产气潜力评价,采用临储压差、临废压差、有效解吸量、不同解吸阶段煤层气解吸效率等指标,建立单煤层产气潜力评价标准,评价10号煤层的产气潜能并通过工程实践进行验证。结果表明,芦岭井田10号煤层的有效解吸量达到了5. 59m^3,具有良好的产气潜能。10号煤层气生产经历快速解吸、敏感解吸两个阶段,最大解吸效率为5. 43～4. 28 m^3/t·MPa,能够达到工业气流的下限标准。     

高位定向钻孔在上隅角瓦斯治理的研究应用

为了有效解决上隅角瓦斯治理难题,以王家岭矿12318综放工作面为研究对象,基于关键层和"O"型圈理论,确定高位定向钻孔的合理层位。通过对比高位定向钻孔与穿层钻孔的抽采效果,试验表明:相较于普通穿层钻孔,高位定向钻孔有效孔段高达90%,辅助时间降低80%,抽采浓度提高50%,抽采纯量为穿层钻孔的4倍,上隅角瓦斯浓度降至0.31%～0.48%,降本增效显著,证明了高位定向钻孔替代普通穿层钻孔治理上隅角瓦斯的可行性和优越性。     

巷-孔瞬变电磁法在探测含导水构造中的应用

掘进迎头超前探水钻要探清楚含导水构造的空间位置比较困难。常规矿井瞬变电磁在含导水构造探测方面得到了广泛应用,但其存在巷道干扰因素较多等问题。巷-孔瞬变电磁三分量探测技术在钻孔中使接收位置更靠近异常区,降低了巷道内的电磁干扰对测量结果的影响,可针对性地对钻孔附近异常进行三维探查,具有探测精度高、对含导水构造反映敏感等优点。以某煤矿6煤西翼辅运大巷为例,利用掘进工作面超前探放水钻孔,使用巷-孔三分量瞬变电磁超前探测技术探测掘进工作面迎头前方含导水构造的范围及位置。结果表明:巷-孔瞬变电磁探测法可以探测钻孔径向30m以内的含导水地质构造的空间位置与异常大小,效果良好。     

不同地形特征下的TLS点云空洞修补精度分析

点云空洞修补是三维激光扫描(Terrestrial Laser Scanning,TLS)技术运用于山地测绘中的一个重要数据处理环节。本文构建了一套基于山谷、山脊和河滩三种地形特征的针对山地测绘的TLS点云空洞修补精度分析方法。并对Geomagic Studio提供的修补算法对不同地形特征下点云空洞中的修补精度进行评价。此外,还通过对比分析实验证明了点云空洞范围内地形特征线的位置与空洞的修补效果之间有密切联系。这为山地区域地面点云空洞修补方法的精度评价提供了一种新的方法。该方法也可以在后期针对复杂地形的点云空洞算法的研究中作为精度验证与评价的方法之一。