1、地球物理勘探技术重点11.煤矿地质保障的三个层面现行的高产高效矿井地质条件保障是以物探技术为先导，钻探、巷探等基础地质手段加以配合，同时依托计算机技术实现生产地质工作的动态管理。其工作模式可分为三个层面：(1)井田范围主要可采煤层开采地质条件评价，查明煤层构造是主要工作，主要勘查手段为二维地震勘探、电法勘探与钻孔。(2) 采区采前地质条件勘查，主要工作是查明采区范围内的小构造，包括落差 5m 左右的断层、陷落柱、老窑及采空区的空间分布形态，根据采区衔接的要求，应提前布置实施。在地表条件允许的前提下，三维高分辨率地震勘探技术是首选方法。 (3) 综采工作面地质条件超前探测，在综采设备安装或开采前
2、，查明工作面内一切地质异常现象，为工作面持续开采提供地质保障是主要工作。2、地震勘探的基本原理地震勘探主要是研究人工激发的地震（弹性）波在浅岩层、土介质中的传播规律。其传播的动态特征集中反映在两个方面，一是波传播的时间与空间的关系，称为运动学特征；另一是波传播中其振幅、频率、相位等的变化规律，称为动力学特征。前者是地震波对地下地质体的构造响应，后者则更多的表现出地下地质体的岩性特征，有时亦是地质体结构特征的响应。3、地震地质条件岩土介质的岩性、物性、成分和结构以及所处环境的构造和地表条件等的不同，都会使得地震波的运动学和动力学特征发生变化。影响地震波速度的因素：岩土介质的密度、岩土介质的孔隙度
3、、地质埋深和地质年代、岩性和弹性常数。浅层地震地质条件地震勘探的效果在很大程度上取决于工作地区是否具有应用地震勘探的前提，也就是工区的地震地质条件。在浅层地震勘探中，其地震地质条件主要是指浅部岩土介质的性质和地质特征，以及地表的各种影响因素：疏松覆盖层、潜水面和含水层、地质剖面的均匀性、地质界面和地震界面的差异、 “地震标志层”的确定。4、二维地震勘探特点及能够解决的地质问题（1）查明大于十米断层（2）查明大于十米的褶曲（3）查明第四纪地层（4）查明大于三十米陷落柱5、三维地震勘探特点及能够解决的地质问题(1) 查明落差大于等于 5m 的断层，提供落差小于 5m 的断点，平面摆动误差小于 30
4、m；(2) 查明幅度大于等于 5m 的褶曲，主要可采煤层底板深度误差不大于 1.5%；地球物理勘探技术重点2(3) 查明新生界(第四系)厚度，深度误差不大于 1.5%；(4) 探明直径大于 30m 的陷落柱。6、传统三维地震勘探存在问题及现在的数据动态解释（重点）近年来，在使用三维地震勘探成果的过程中暴露出许多问题，主要包括：(1) 地震成果的利用率低，仅限于煤层底板等高线图和固定间距的地震时间剖面，无法利用三维地震数据体的所有信息； (2) 无法实时获得沿巷道方向(即任意方向)的地震剖面； (3) 无法对煤层底板等高线的误差进行修正； (4) 在掘进和回采过程中，可以发现许多小于 5m 的断
5、层，但是无法自动修改原构造解释方案(即无法自动修改煤层底板等高线图)。 传统的三维地震解释服务于煤矿勘探阶段，与煤矿安全生产过程相脱节。煤矿三维地震数据动态解释技术是指“三维地震信息与煤矿生产过程中所获得的矿井地质信息相互融合” 。这是一个动态过程，服务于煤矿生产阶段，实现了三维地震信息随煤矿生产进行全程动态解释，彻底改变了传统的三维地震解释模式，提高了三维地震成果的利用水平，能够解决更多的地质问题。 7、煤矿的岩性地震勘探与煤矿安全生产的关系影响煤矿安全生产的四大地质因素构造、水文、瓦斯、煤层顶底板条件。目前，主要成熟的勘探手段之一是三维地震勘探，但也仅限于解决构造问题。煤矿安全生产中的主要
6、地质问题水文地质条件、瓦斯突出条件与煤层顶底板力学性质均属岩性勘探范畴。构造地震勘探主要利用地震波的运动学特征，计算出地层分界面上各点的埋藏深度，从而确定出地层的构造形态。 岩性地震勘探除了利用地震波的运动学特征外，还利用地震波的动力学特征来研究地层的岩性。 地震属性技术、叠后地震反演技术、方位各向异性技术和叠前地震反演技术是煤田岩性地震勘探的重要手段。8、地震属性技术及其应用( 重点）地震属性是指从叠前和叠后地震数据中提取出来的运动学、动力学和统计学地震特殊测量值。地震属性技术是指提取、显示、分析和评价地震属性的技术应用：在煤田地震勘探中，可以利用地震属性的变化区分构造、进行煤层结构和岩性解
7、释。在地震地质条件较好的地区，可以解决的主要地质问题是：(1) 解释小构造，特别是落差小于5m 的断层；(2) 探查隐伏陷落柱；(3) 探查采空区和古溶洞；(4) 预测奥陶系灰岩岩溶裂隙发育带；(5) 解释煤层底板的断裂构造发育带；(6) 解释煤层的分叉、合并、冲刷变薄带；(7) 预测瓦斯富集带。地球物理勘探技术重点39、地震反演技术及其应用（重点）地震反演技术是岩性地震勘探的重要手段之一，是一门集地震、测井、地质、计算机等多学科的综合地球物理勘探技术。地震反演利用地表观测地震资料，以已知地质规律和钻井、测井资料为约束，对地下岩层空间结构和物理性质进行成像(求解)的过程，是反演地层波阻抗(或速
8、度)的地震特殊处理解释技术。地震反演方法具有明确的物理意义，是预测岩性的确定性方法，在油气勘探中取得了显著的地质效果。煤田地震反演工作起步较晚，处在叠后地震反演的研究和初步应用阶段。近年来，我们把地震反演技术应用于多家煤矿，其关注的重点是煤矿安全开采的有关地质问题，获得了丰富的地质成果，主要包括：(1) 提高弱反射煤层的可检测性；(2) 利用反演剖面提供的岩性信息来划分地层，研究煤层顶板的稳定性；(3) 划分新生界下部地层、煤系地层和奥陶系灰岩顶部地层的岩性和含隔水性，查明含、隔水层的空间分布和厚度分布； (4) 圈定火成岩侵入煤层的范围；(5) 预测煤层厚度；(6) 预测构造煤发育带(瓦斯富
9、集带)。10、AVO 技术（了解定义）AVO 是 振 幅 随 偏 移 距 变 化 (Amplitude Variation with Offset)的 英 文 缩 写 。 AVO 技 术 是 利 用 反 射 系 数 随 入 射 角 变 化 的 原 理 ， 在 叠 前 道 集 上 分 析 振 幅 随 偏 移 距 变化 的 规 律 ， 估 求 岩 石 的 弹 性 参 数 、 研 究 岩 性 、 检 测 油 气 的 重 要 技 术 。 11、 各 向 异 性 （ 了 解 ）由 于 地 质 体 在 三 维 空 间 的 不 均 一 性 ， 反 射 波 也 会 表 现 出 不 同 的 特 征 ， 主要 用
10、 于 裂 隙 发 育 的 研 究 。反 射 纵 波 对 裂 缝 性 地 层 所 表 现 出 的 方 位 各 向 异 性 特 征 很 敏 感 ， 所 有 的 纵 波 属性 分 布 函 数 均 为 椭 圆 ， B/A 值 越 高 ， 裂 隙 越 发 育 。12、利用地震方法如何解决岩浆岩、水害、瓦斯等方面的问题（了解用什么技术解决什么问题）（1）岩浆岩三维地震资料具有大面积密集采集信息的优势，利用地震信息可以从平面和立体角度研究地层的构造、岩性的变化，因此利用地震信息确定岩浆岩分布范围。主要应用技术有波阻抗反演技术、地震相分析技术、谱分解技术。（2）煤矿水害利用地震属性技术，提取振幅、宽频带能量、
11、主频相位等地震属性，分析在区域内的异常带。地球物理勘探技术重点4（瓦斯）参考第 13 题13、煤层气（瓦斯）地震勘探（重点）现行的煤田地震勘探技术主要是利用反射波的运动学特征来解决构造问题，而煤层气(瓦斯)地震勘探属于岩性地震勘探的范畴。煤层气(瓦斯)地震勘探的核心任务是查明煤层孔隙度、构造煤的分布、煤层及顶板中裂隙裂缝的发育密度。 利用国内外油气勘探的成功经验并结合煤层气(瓦斯)地震勘探的任务，提出利用“两个理论、四项技术”来指导煤层气(瓦斯)地震勘探。 两个理论是双相介质理论和各向异性介质理论。 四项技术是地震属性技术、AVO 技术、方位各向异性技术和地震反演技术。利用地震岩性信息定量评价
12、影响煤层瓦斯突出的主要地质因素：(1) 断层及其它构造分布，利用煤层相干/方差切片表示；(2) 煤层埋藏深度，利用煤层反射波的 T0 时间表示；(3) 煤层的倾角和褶曲，利用归一化曲率属性表示；(4) 煤层厚度变化规律，利用波阻抗反演数据体计算获得；(5) 煤层顶、底板岩性，利用波阻抗反演切片表示；(6) 煤层孔隙度，利用概率神经网络反演获得的孔隙度切片表示；(7) 构造煤的分布与厚度(煤体结构破坏程度)，利用弹性波阻抗反演获得的各种反演切片表示；(8) 煤层及顶底板的裂隙发育(透气性)，利用各向异性技术获得的综合地震属性计算煤层裂隙发育密度。14、地震资料处理的主要环节（反褶积、叠加、偏移）
13、反褶积定义：将信号波形恢复到它被不希望线性滤波作用之前形状的一种处理。旨在改进反射同相轴的可识别性与分辨率。作用：提高分辨率偏移旨在：倾斜界面正确归位，呈现正常的构造形态；作用：提高分辨率叠加 定义：联合不同炮的地震道的叠加，如共中心点叠加、垂直叠加、井口叠加等。作用：提高信噪比15、视电阻率测井（主要看电位电极系） （四个方面 1、方法原理2、曲线解释 3、影响因素 4 应用）（1）方法原理定义：在井中测量被钻孔穿过的矿、岩层的电阻率，并根据电阻率的差异，来划分钻孔地质剖面，研究和解决井下的一些地质问题的测井方法。 地球物理勘探技术重点5供电电极：A、B测量电极：M、NAB 组成供电回路MN
14、 组成测量回路（2）曲线解释（理想电位电极系）理想电位电极系成对电极系间距趋于无穷大的电位电极系称理想电位电极系。电位电极系理论曲线特点：(1) 特征点 cd 的中点相当于高阻岩层的底界面，gh 的中点为去其顶界面，cd 和 gh 的距离等于电极距 L；(2) 特征点 ef 为曲线的极大值，在高阻厚层条件下，极大值接近岩层的真电阻率；(3) 对于高阻岩层中点，理论曲线上下对称。（3）视电阻率曲线的影响因素1.厚度影响 （有最小识别厚度）2. 井眼影响（泥浆影响）3. 岩层倾斜的影响（对电极电位影响不明显）（4）应用视电阻率测井与其它测井相配合可鉴别煤层、含油气水层和金属或非金属等矿层，区分岩性
15、，确定矿岩层的深度和厚度，划分钻孔地质剖面；进行钻孔剖面的地层对比，研究勘探区的地质构造；确定第四纪含水层层位、井径局部扩大段（如扩孔、岩溶等） ，以及井内金属物（如钻探事故残留在孔内的套管、钻杆）的位置；计算煤层的灰分与水分，以及储集层的孔隙度、含油气饱和度和含水饱和度、估计渗透层的渗透率；研究沉积环境等地质任地球物理勘探技术重点6务。16、电化学测井（自然电位测井） （四个方面 1、方法原理 2、曲线解释 3、影响因素 4 应用）1、原理方法在井内和地面各放入一个测量电极 M 和 N，构成一个测量回路。自然电位产生的原因 （1）扩散与扩散吸附作用 ；（2）氧化还原作用 ；（3）电极极化作用
16、。2、曲线解释自然电位曲线特征 分层点在“半幅点” 。3、自然电位曲线的影响因素（1）井径与厚度的影响（H/d4 地层的自然电位异常达到最大）（2）岩性的影响（3）水文地质条件的影响 （4）地层倾斜影响 （5）邻层的影响 17、声速测井（四个方面 1、方法原理 2、曲线解释 3、影响因素 4应用）1、原理方法声速测井是以岩石声波速度为基础，以记录声波时差为手段的一类声测井方法。 式中 l两接收器中点的距离，称为间距，m；t声波到达两接收器的时间差，s；tvlT1地球物理勘探技术重点7T声波传播单位距离所需的时间，即声波时差，s /m。2、曲线解释不同厚度低速地层的声波时差理论曲线Vt地层声波速
17、度； Vm围岩声波速度； VtVm；圆点代表半幅点；叉代表分层点；曲线标码:H/l3、声波时差曲线与声波测井的影响因素声速测井主要包括围岩、井眼、周波跳跃和探管在孔内摩擦与碰撞等影响因素。4 声速测井的应用划分地层判断气层确定地层孔隙度估算岩石力学参数 估计地层异常压力工程地质调查中的应用18、核测井（密度测井） （四个方面 1、方法原理 2、曲线解释 3、影响因素 4 应用）1、方法原理研究地层对伽马射线的散射和吸收特性，在钻孔中测定地层的散射伽马射线强度，从而解决地质问题的一种人工伽马测井方法。(1) 当源距一定时，在岩石密度大于 1g/cm3 的介质中，随着岩石密度的增加，一次散射伽马射线强度减小。(2) 当源距增加时，一次散射伽马射线强度与岩石密度关系更为密切，即在同样密度变化条件下大源距引起 J 的变化要比小源距更剧烈。(3) 当伽马源放出的伽马射线能量增加时，一次散射伽马射线强度对岩石密度变化的灵敏度减小。在同样的密度变化的条件下，大能量的伽马射线引起 J 的变化比小能量伽马射线引起 J 的变化要小。2、曲线解释3、应用1解释煤层、区分岩性及划分钻孔地质剖面2.确定岩层的孔隙度3.划分岩溶、裂隙发育带和破碎带4.研究煤层的灰分和发热量5.计算岩石力学参数6.配合声波测井资料人工合成地震记录
