專利名稱：一種利用煤田地震屬性參數(shù)判定煤巖變質(zhì)程度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煤巖變質(zhì)程度的判定，尤其涉及ー種利用煤田地震屬性參數(shù)判定煤巖變質(zhì)程度的方法。
背景技術(shù)：
煤巖變質(zhì)程度是在溫度、壓カ等因素作用下，煤的物理、化學(xué)性質(zhì)變化的程度。煤在變質(zhì)過程中，其物理特征、化學(xué)組成和エ藝性能等均呈有規(guī)律的變化。因此，通過測定煤巖的揮發(fā)分、鏡質(zhì)組反射率、碳含量、氫含量、水分、發(fā)熱量等煤級指標(biāo)，可確定煤巖的變質(zhì)程度或煤化程度。目前各國大多使用干燥無灰基揮發(fā)分來表示煤化程度，這是因?yàn)楦稍餆o灰基揮發(fā)分隨煤化程度的變化呈規(guī)律性變化，能夠較好地反映煤化程度的高低，而且揮發(fā)分測定方法簡單，標(biāo)準(zhǔn)程度高。實(shí)際上，煤的揮發(fā)分不僅與煤化程度有夫，同時(shí)還受煤的巖石組成影響，具有不同巖石組成的同一種煤，其揮發(fā)分可以不同；具有不同巖石組成的煤化 程度不同的兩種煤卻可能有相同的揮發(fā)分產(chǎn)率。所以，近些年提出用鏡質(zhì)組最大反射率作為反映煤化程度的指標(biāo)。鏡質(zhì)組反射率隨煤化程度的增高而増大，而且鏡質(zhì)組反射率與揮發(fā)分、碳含量等可反映煤化程度的指標(biāo)相比較，它受煤的巖相組成的影響小，是判定煤化程度的比較理想的指標(biāo)；用于判定中、高煤化程度的煙煤最好，無煙煤的判定效果也較好。然而，現(xiàn)有技術(shù)對煤巖鏡質(zhì)組最大反射率的測量是通過巖樣的實(shí)驗(yàn)室測量獲得，是ー種直接的方法，受鉆孔和巷道的限制，效率較低，控制范圍有局限；而且中國煤層沉積的橫向變化較大，單純通過鉆孔間插值控制預(yù)測的煤巖鏡質(zhì)組反射率平面分布誤差較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供ー種利用煤田地震屬性參數(shù)判定煤巖變質(zhì)程度的方法，解決了當(dāng)前傳統(tǒng)的判定煤巖變質(zhì)程度的實(shí)驗(yàn)室測量煤巖鏡質(zhì)組最大反射率受鉆孔和巷道的限制，效率較低，控制范圍有局限、誤差大的問題。為了解決上述問題，本發(fā)明提供了ー種利用煤田地震屬性參數(shù)判定煤巖變質(zhì)程度的方法，包括獲取煤田地震屬性參數(shù)，所述參數(shù)包括煤巖體密度P，垂直煤層層理方向的縱波速度vP，垂直煤層層理方向的橫波速度vs，垂直煤層層理方向的縱波阻抗zP，垂直煤層層理方向的縱波品質(zhì)因子QP，垂直煤層層理方向的橫波品質(zhì)因子Qs中的ー個(gè)或多個(gè)；建立所述煤田地震屬性參數(shù)與煤巖最大鏡質(zhì)組反射率Rtlmax之間的線性相關(guān)關(guān)系；根據(jù)所述相關(guān)關(guān)系獲得煤巖最大鏡質(zhì)組反射率Rtlmax ；根據(jù)獲得的煤巖最大鏡質(zhì)組反射率Rtlmax判定煤巖變質(zhì)程度。與現(xiàn)有技術(shù)相比，應(yīng)用本發(fā)明，解決了當(dāng)前傳統(tǒng)的判定煤巖變質(zhì)程度的實(shí)驗(yàn)室測量煤巖鏡質(zhì)組最大反射率受鉆孔和巷道的限制，效率較低，控制范圍有局限、誤差大的問題。


圖I是本發(fā)明利煤田地震屬性參數(shù)判定煤巖變質(zhì)程度的流程2是鏡質(zhì)組最大反射率Rctaax與視密度P的關(guān)系3是鏡質(zhì)組最大反射率Rctaax與縱波速度Vp的關(guān)系4是鏡質(zhì)組最大反射率Rctaax與橫波速度Vs的關(guān)系5是鏡質(zhì)組最大反射率Rtlmax與縱波阻抗Zp的關(guān)系6是鏡質(zhì)組最大反射率Rctaax與縱波品質(zhì)因子Qp的關(guān)系7是鏡質(zhì)組最大反射率Rctaax與橫波品質(zhì)因子Qs的關(guān)系圖
具體實(shí)施例方式本發(fā)明利用煤田地震屬性參數(shù)判定煤巖變質(zhì)程度的方法是通過獲取煤田地震屬性參數(shù)，利用煤田地震屬性參數(shù)與煤巖最大鏡質(zhì)組反射率之間的線性相關(guān)關(guān)系，計(jì)算煤巖最大鏡質(zhì)組反射率；通過得到的煤巖最大鏡質(zhì)組反射率，判定煤巖變質(zhì)程度。下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)ー步說明。圖I是本發(fā)明利煤田地震屬性參數(shù)判定煤巖變質(zhì)程度的流程圖，根據(jù)此流程圖所述，利用煤田地震屬性參數(shù)判定煤巖變質(zhì)程度具體實(shí)施步驟如下步驟101、獲取煤田地震屬性參數(shù)，所述參數(shù)包括煤巖體密度P，垂直煤層層理方向的縱波速度vP，垂直煤層層理方向的橫波速度vs，垂直煤層層理方向的縱波阻抗zP，垂直煤層層理方向的縱波品質(zhì)因子QP，垂直煤層層理方向的橫波品質(zhì)因子Qs中的ー個(gè)或多個(gè)。步驟102、建立所述煤田地震屬性參數(shù)與煤巖最大鏡質(zhì)組反射率Rtlmax之間的線性相關(guān)關(guān)系。步驟103、根據(jù)所述相關(guān)關(guān)系獲得煤巖最大鏡質(zhì)組反射率RQmax。步驟104、根據(jù)獲得的煤巖最大鏡質(zhì)組反射率Rtlmax判定煤巖變質(zhì)程度。煤巖鏡質(zhì)組最大反射率作為判定煤巖變質(zhì)程度的指標(biāo)這ー技術(shù)為現(xiàn)有技木，目前被大多數(shù)國家標(biāo)準(zhǔn)所接受。下面通過實(shí)例對本發(fā)明作進(jìn)ー步說明。第一實(shí)施例。當(dāng)獲取的煤田地震屬性參數(shù)為煤巖體密度P時(shí)，利用煤田地震屬性參數(shù)判定煤巖變質(zhì)程度的步驟如下步驟1-1、獲取煤巖體密度P，由于煤田地震勘探中的煤巖體密度與實(shí)驗(yàn)室測量的視密度相等，因此在煤質(zhì)實(shí)驗(yàn)室中測量的煤巖視密度即為煤巖體密度。步驟1-2、實(shí)驗(yàn)測得中國典型的六種變質(zhì)程度煤的煤巖體密度P與煤巖最大鏡質(zhì)組反射率Rtlmax之間存在如圖2所示的線性相關(guān)關(guān)系，對這種線性相關(guān)關(guān)系進(jìn)行冪函數(shù)擬合，從而建立的煤巖體密度P與煤巖鏡質(zhì)組最大反射率Rtlmax之間的相關(guān)關(guān)系為R0max=apb，其中P為煤巖體密度，單位g/cm3，a=0. 175，b=6. 365。步驟1-3、將步驟I獲取的煤巖體密度P代入步驟2建立的煤巖體密度P與煤巖鏡質(zhì)組最大反射率Rtlmax之間的相關(guān)關(guān)系公式，通過計(jì)算獲取煤巖最大鏡質(zhì)組反射率ル_。步驟1-4、根據(jù)步驟3獲取的煤巖最大鏡質(zhì)組反射率Rtlmax判定煤巖的變質(zhì)程度。煤巖鏡質(zhì)組最大反射率作為判定煤巖變質(zhì)程度的指標(biāo)這ー技術(shù)為現(xiàn)有技木，目前被大多數(shù)國家標(biāo)準(zhǔn)所接受。選取焦作方莊礦和焦作九里山礦的無煙煤作為煤樣，獲得其煤田地震參數(shù)值，其中體密度P =1. 62g/cm3。根據(jù)本發(fā)明建立的煤巖體密度P與煤巖最大鏡質(zhì)組反射率Rttaax之間的相關(guān)關(guān)系R0max=apb，其中a=0. 175，b=6. 365，將體密度P =1. 62g/cm3代入，求得該煤巖最大鏡質(zhì)組反射率RQmax=3. 772。利用獲取的煤巖最大鏡質(zhì)組反射率即可判定該煤樣的變質(zhì)程度。
利用本發(fā)明提供的方法得到的最大鏡質(zhì)組反射率為3. 772與該煤樣的實(shí)測最大鏡質(zhì)組反射率3. 77間誤差僅為O. 002。通過以上可以看出，本方法與傳統(tǒng)方法相比，判定煤巖變質(zhì)程度的煤巖鏡質(zhì)組最大反射率的測量不受鉆孔和巷道的限制，效率高，誤差小。第二實(shí)施例。獲取的煤田地震屬性參數(shù)為垂直煤層層理方向的縱波速度Vp吋，利用煤田地震屬性參數(shù)判定煤巖變質(zhì)程度的步驟如下步驟2-1、通過煤田地震探測，獲取垂直煤層層理方向的縱波速度VP。步驟2-2、實(shí)驗(yàn)測得中國典型的六種變質(zhì)程度煤的垂直煤層層理方向的縱波速度Vp與煤巖最大鏡質(zhì)組反射率Rtlmax之間存在如圖3所示的線性相關(guān)關(guān)系，對這種線性相關(guān)關(guān)系進(jìn)行擬合，從而建立的煤巖垂直煤層層理方向的縱波速度Vp與煤巖鏡質(zhì)組最大反射率Rctaax之間的相關(guān)關(guān)系為R0max=aVp-b,其中Vp為垂直煤層層理方向的縱波速度，單位m/s，a=0. 0038，b=5. 6。步驟2-3、將步驟I獲取的煤巖垂直煤層層理方向的縱波速度Vp代入步驟2建立的煤巖垂直煤層層理方向的縱波速度Vp與煤巖鏡質(zhì)組最大反射率Rtlmax之間的相關(guān)關(guān)系公式，通過計(jì)算獲取煤巖最大鏡質(zhì)組反射率R0maxt5步驟2-4、根據(jù)步驟3獲取的煤巖最大鏡質(zhì)組反射率Rtlmax判定煤巖的變質(zhì)程度。煤巖鏡質(zhì)組最大反射率作為判定煤巖變質(zhì)程度的指標(biāo)這ー技術(shù)為現(xiàn)有技木，目前被大多數(shù)國家標(biāo)準(zhǔn)所接受。第三實(shí)施例。獲取的煤田地震屬性參數(shù)為垂直煤層層理方向的橫波速度Vs時(shí)，利用煤田地震屬性參數(shù)判定煤巖變質(zhì)程度的步驟如下步驟3-1、通過煤田地震探測，獲取垂直煤層層理方向的橫波速度Vs。步驟3-2、實(shí)驗(yàn)測得中國典型的六種變質(zhì)程度煤的垂直煤層層理方向的橫波速度Vs與煤巖最大鏡質(zhì)組反射率R0max之間存在如圖4所示的線性相關(guān)關(guān)系，對這種線性相關(guān)關(guān)系進(jìn)行擬合，從而建立的煤巖垂直煤層層理方向的橫波速度Vs與煤巖鏡質(zhì)組最大反射率Rctaax之間的相關(guān)關(guān)系為R0fflax=aVs-b,其中Vs為垂直煤層層理方向的橫波速度，單位m/s，a=0. 008，b=7. 8。
步驟3-3、將步驟I獲取的煤巖垂直煤層層理方向的橫波速度Vs代入步驟2建立的煤巖垂直煤層層理方向的橫波速度Vs與煤巖鏡質(zhì)組最大反射率Rtlmax之間的相關(guān)關(guān)系公式，通過計(jì)算獲取煤巖最大鏡質(zhì)組反射率Rtlmax。步驟3-4、根據(jù)步驟3獲取的煤巖最大鏡質(zhì)組反射率Rtlmax判定煤巖的變質(zhì)程度。煤巖鏡質(zhì)組最大反射率作為判定煤巖變質(zhì)程度的指標(biāo)這ー技術(shù)為現(xiàn)有技木，目前被大多數(shù)國家標(biāo)準(zhǔn)所接受。第四實(shí)施例。獲取的煤田地震屬性參數(shù)為垂直煤層層理方向的縱波阻抗Zp時(shí)，利用煤田地震屬性參數(shù)判定煤巖變質(zhì)程度的步驟如下步驟4-1、通過煤田地震探測，獲取垂直煤層層理方向的縱波阻抗ZP。步驟4-2、實(shí)驗(yàn)測得中國典型的六種變質(zhì)程度煤的垂直煤層層理方向的縱波阻抗 Zp與煤巖最大鏡質(zhì)組反射率Rtlmax之間存在如圖5所示的線性相關(guān)關(guān)系，對這種線性相關(guān)關(guān)系進(jìn)行擬合，從而建立的垂直煤層層理方向的縱波阻抗Zp與煤巖鏡質(zhì)組最大反射率Rttaax之間的相關(guān)關(guān)系為
_0] R0max=aZp-b,其中Zp為垂直煤層層理方向的縱波阻抗，單位kg/m2s，a=l. 76X 10_5，b=3。步驟4-3、將步驟I獲取的煤巖垂直煤層層理方向的縱波阻抗Zp代入步驟2建立的煤巖垂直煤層層理方向的縱波阻抗Zp與煤巖鏡質(zhì)組最大反射率Rtlmax之間的相關(guān)關(guān)系公式，通過計(jì)算獲取煤巖最大鏡質(zhì)組反射率R0maxt5步驟4-4、根據(jù)步驟3獲取的煤巖最大鏡質(zhì)組反射率Rtlmax判定煤巖的變質(zhì)程度。煤巖鏡質(zhì)組最大反射率作為判定煤巖變質(zhì)程度的指標(biāo)這ー技術(shù)為現(xiàn)有技木，目前被大多數(shù)國家標(biāo)準(zhǔn)所接受。第五實(shí)施例。獲取的煤田地震屬性參數(shù)為垂直煤層層理方向的縱波品質(zhì)因子Qp時(shí)，利用煤田地震屬性參數(shù)判定煤巖變質(zhì)程度的步驟如下步驟5-1、通過煤田地震探測，獲取垂直煤層層理方向的縱波品質(zhì)因子Qp。步驟5-2、實(shí)驗(yàn)測得中國典型的六種變質(zhì)程度煤的垂直煤層層理方向的縱波品質(zhì)因子Qp與煤巖最大鏡質(zhì)組反射率Rtlmax之間存在如圖6所示的線性相關(guān)關(guān)系，對這種線性相關(guān)關(guān)系進(jìn)行擬合，從而建立的煤巖垂直煤層層理方向的縱波品質(zhì)因子Qp與煤巖鏡質(zhì)組最大反射率Rtlmax之間的相關(guān)關(guān)系為
_8] R0fflax=aQp-b,其中Qp為垂直煤層層理方向的縱波品質(zhì)因子，單位dB，a=0. 39，b=l. 82。步驟5-3、將步驟I獲取的煤巖垂直煤層層理方向的縱波品質(zhì)因子Qp代入步驟2建立的煤巖垂直煤層層理方向的縱波品質(zhì)因子Qp與煤巖鏡質(zhì)組最大反射率Rttaax之間的相關(guān)關(guān)系公式，通過計(jì)算獲取煤巖最大鏡質(zhì)組反射率RQmax。步驟5-4、根據(jù)步驟3獲取的煤巖最大鏡質(zhì)組反射率Rtlmax判定煤巖的變質(zhì)程度。煤巖鏡質(zhì)組最大反射率作為判定煤巖變質(zhì)程度的指標(biāo)這ー技術(shù)為現(xiàn)有技木，目前被大多數(shù)國家標(biāo)準(zhǔn)所接受。第六實(shí)施例。
獲取的煤田地震屬性參數(shù)為垂直煤層層理方向的橫波品質(zhì)因子Qs時(shí)，利用煤田地震屬性參數(shù)判定煤巖變質(zhì)程度的步驟如下步驟6-1、通過煤田地震探測，獲取垂直煤層層理方向的橫波品質(zhì)因子Qs。步驟6-2、實(shí)驗(yàn)測得中國典型的六種變質(zhì)程度煤的垂直煤層層理方向的橫波品質(zhì)因子Qs與煤巖最大鏡質(zhì)組反射率Rtlmax之間存在如圖7所示的線性相關(guān)關(guān)系，對這種線性相關(guān)關(guān)系進(jìn)行擬合，從而建立的煤巖垂直煤層層理方向的橫波品質(zhì)因子Qs與煤巖鏡質(zhì)組最大反射率Rtlmax之間的相關(guān)關(guān)系為R0max=aQs_b，其中Qs為垂直煤層層理方向的縱波品質(zhì)因子，單位dB，a=0. 97，b=2. 18。 步驟6-3、將步驟I獲取的煤巖垂直煤層層理方向的橫波品質(zhì)因子Qs代入步驟2建立的煤巖Rtlmax與煤巖鏡質(zhì)組最大反射率Rtlmax之間的相關(guān)關(guān)系公式，通過計(jì)算獲取煤巖最大鏡質(zhì)組反射率Rtlmax。步驟6-4、根據(jù)步驟3獲取的煤巖最大鏡質(zhì)組反射率Rtlmax判定煤巖的變質(zhì)程度。煤巖鏡質(zhì)組最大反射率作為判定煤巖變質(zhì)程度的指標(biāo)這ー技術(shù)為現(xiàn)有技木，目前被大多數(shù)國家標(biāo)準(zhǔn)所接受。通過以上可以看出，本方法與傳統(tǒng)方法相比，判定煤巖變質(zhì)程度的煤巖鏡質(zhì)組最大反射率的測量不受鉆孔和巷道的限制，效率高，誤差小。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉該技術(shù)的人在本發(fā)明所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種利用煤田地震屬性參數(shù)判定煤巖變質(zhì)程度的方法，其特征在于，包括 獲取煤田地震屬性參數(shù)，所述參數(shù)包括煤巖體密度P，垂直煤層層理方向的縱波速度Vp,垂直煤層層理方向的橫波速度vs，垂直煤層層理方向的縱波阻抗ZP，垂直煤層層理方向的縱波品質(zhì)因子QP，垂直煤層層理方向的橫波品質(zhì)因子Qs中的一個(gè)或多個(gè)； 建立所述煤田地震屬性參數(shù)與煤巖最大鏡質(zhì)組反射率Rtlmax之間的線性相關(guān)關(guān)系； 根據(jù)所述相關(guān)關(guān)系獲得煤巖最大鏡質(zhì)組反射率Rttaax ； 根據(jù)獲得的煤巖最大鏡質(zhì)組反射率Rtlmax判定煤巖變質(zhì)程度。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述獲取的煤田地震屬性參數(shù)為煤巖體密度P時(shí)，所述建立的煤田地震屬性參數(shù)與煤巖最大鏡質(zhì)組反射率Rtlmax之間的線性相關(guān)關(guān)系為 Romax=a P h^ 其中P為煤巖體密度，單位g/cm3，a=0. 175，b=6. 365。
3.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述獲取的煤田地震屬性參數(shù)為垂直煤層層理方向的縱波速度Vp時(shí)，所述建立的煤田地震屬性參數(shù)與煤巖最大鏡質(zhì)組反射率Rtlmax之間的線性相關(guān)關(guān)系為 Romax=aVP_b, 其中Vp為垂直煤層層理方向的縱波速度，單位m/s，a=0. 0038，b=5. 6。
4.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述獲取的煤田地震屬性參數(shù)為垂直煤層層理方向的橫波速度Vs時(shí)，所述建立的煤田地震屬性參數(shù)與煤巖最大鏡質(zhì)組反射率Rtlmax之間的線性相關(guān)關(guān)系為 Romax=aVs_b, 其中Vs為垂直煤層層理方向的橫波速度，單位m/s，a=0. 008，b=7. 8。
5.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述獲取的煤田地震屬性參數(shù)為垂直煤層層理方向的縱波阻抗Zp時(shí)，所述建立的煤田地震屬性參數(shù)與煤巖最大鏡質(zhì)組反射率之間的線性相關(guān)關(guān)系為 R(lmax_aZp_b， 其中Zp為垂直煤層層理方向的縱波阻抗，單位kg/m2s，a=l. 76X 1(T5，b=3。
6.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述獲取的煤田地震屬性參數(shù)為垂直煤層層理方向的縱波品質(zhì)因子Qp時(shí)，所述建立的煤田地震屬性參數(shù)與煤巖最大鏡質(zhì)組反射率之間的線性相關(guān)關(guān)系為 R(lmax_aQp_b， 其中Qp為垂直煤層層理方向的縱波品質(zhì)因子，單位dB，a=0. 39，b=l. 82。
7.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述獲取的煤田地震屬性參數(shù)為垂直煤層層理方向的橫波品質(zhì)因子Qs時(shí)，所述建立的煤田地震屬性參數(shù)與煤巖最大鏡質(zhì)組反射率之間的線性相關(guān)關(guān)系為 R(lmax_aQs _b， 其中Qs為垂直煤層層理方向的縱波品質(zhì)因子，單位dB，a=0. 97，b=2. 18。
全文摘要
一種利用煤田地震屬性參數(shù)判定煤巖變質(zhì)程度的方法，包括獲得煤田地震屬性參數(shù)所述參數(shù)包括煤巖體密度ρ，垂直煤層層理方向的縱波速度VP，垂直煤層層理方向的橫波速度Vs，垂直煤層層理方向的縱波阻抗ZP，垂直煤層層理方向的縱波品質(zhì)因子QP，垂直煤層層理方向的橫波品質(zhì)因子QS中的一個(gè)或多個(gè)；建立所述煤田地震屬性參數(shù)與煤巖最大鏡質(zhì)組反射率R0max之間的線性相關(guān)關(guān)系；根據(jù)所述相關(guān)關(guān)系獲得煤巖最大鏡質(zhì)組反射率R0max；根據(jù)獲得的煤巖最大鏡質(zhì)組反射率R0max判定煤巖變質(zhì)程度。本發(fā)明解決了當(dāng)前傳統(tǒng)的判定煤巖變質(zhì)程度的實(shí)驗(yàn)室測量煤巖鏡質(zhì)組最大反射率受鉆孔和巷道的限制，效率較低，控制范圍有局限、誤差大的問題。
文檔編號G01V1/28GK102819037SQ20121024163
公開日2012年12月12日 申請日期2012年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月12日
發(fā)明者王赟 申請人:中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所