CN113156502B - 一种基于地震资料的煤层流体压力预测方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种基于地震资料的煤层流体压力预测方法，包括：根据测井资料计算煤层底板等高线，并将煤层底板划分为网格单元；采用测井资料与地震资料进行叠后反演，获取煤层上覆地层的密度场；针对煤层底板的每一网格单元，通过密度场计算煤层上覆地层压力；获取煤层的岩石物理参数，计算煤层孔隙流体等效速度；根据煤层上覆地层压力和煤层孔隙流体等效速度计算煤层孔隙流体压力；根据煤层上覆地层压力和煤层孔隙流体压力计算煤层煤岩骨架压力。本申请的方案基于地震资料预测煤层压力，可以从宏观区域上来把握煤层压力的分布规律；地震资料是目前能够得到大范围地震层速度的唯一来源，因而本方案是钻探之前进行预测的唯一可行的技术。

Description

一种基于地震资料的煤层流体压力预测方法

技术领域

本申请涉及矿山地质与安全技术领域，具体涉及一种基于地震资料的煤层流体压力预测方法。

背景技术

对于未固结的压实成因的沉积岩，上覆地层的压力p₀和孔隙流体的压力p_f和岩石骨架的压力p_c有如下的平衡公式：

p₀＝p_f+p_c (1)

它构成了煤层流体压力预测的基本原理。式中p_f为煤层孔隙流体的压力。岩石骨架应力p_c又被称为有效应力。在沉积岩沉积过程中，上覆地层受到岩石骨架压力和孔隙流体压力的共同支撑。压力平衡公式说明，如果孔隙流体压力高，则岩石骨架压力低；如果孔隙流体压力低，则岩石骨架压力高。在正常的情况下，沉积物质，随着沉积的加厚逐渐被深埋地下。由于上覆地层逐渐加重，迫使水分被挤出，孔隙度减小，沉积物质逐渐被压实。

一般情况下上覆地层压力、岩石孔隙流体压力会按一定地压梯度规律增加，正常情况下，地层中的流体处于连通状态，此时地层压力等于静水压力。目标区具体的压力变化规律需要根据当地实际的地层压力测试获得。

对于煤层而言，有其特殊性，其自身既是烃源岩又是储气层，煤岩中的有机质成熟后将生成大量煤层瓦斯。这些瓦斯气体的体积大大地超过原来煤岩有机质本身的体积，这些不断生成的新生流体进入烃源岩的孔隙空间，将使孔隙流体体积增大。在正常压实的情况下，多余的流体将被排出烃源岩；而由于煤储层圈闭条件较好和煤储层自身的吸附性，造成排气受阻，瓦斯的生成必然造成孔隙压力的增大，促进煤层异常高压的形成。

在不同的煤矿区中，异常煤层压力的产生往往以某一种或几种成因占主导地位，其它成因基本不起作用或作用不明显。在岩石物理上，对异常高压地层，孔隙流体压力比正常压力高，使得颗粒间有效应力减小，地层的孔隙度将增大，密度、电阻率、自然伽马射线强度减小，而中子孔隙度、声波时差则增大。而异常低压地层的孔隙流体压力比正常压力低，使得颗粒间有效应力变大，地层孔隙度将减小，中子孔隙度、声波时差减小，而密度、电阻率、自然伽马射线强度增大。因此可以基于构造、地热、沉积、有机等地质分析和地球物理探测方法来开展煤层这种自生自储地层的孔隙流体压力的预测。

相关技术中，对煤层流体压力进行预测都是基于测井资料，然而测井资料仅是一孔之见，无法准确地反映大面积的区域性分布特征，预测效果不好；而且要钻井之后才能获得测井资料，因此无法在钻探之前进行预测。

发明内容

为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种基于地震资料的煤层流体压力预测方法。

根据本申请实施例的第一方面，提供一种基于地震资料的煤层流体压力预测方法，包括：

根据测井资料计算煤层底板等高线，并将煤层底板划分为网格单元；

采用测井资料与地震资料进行叠后反演，获取煤层上覆地层的密度场；

针对煤层底板的每一网格单元，通过密度场计算煤层上覆地层压力；

获取煤层的岩石物理参数，计算煤层孔隙流体等效速度；

根据煤层上覆地层压力和煤层孔隙流体等效速度计算煤层孔隙流体压力；

根据煤层上覆地层压力和煤层孔隙流体压力计算煤层煤岩骨架压力。

进一步地，所述根据测井资料计算煤层底板等高线，包括：

根据测井资料获得煤层反射波时间；

通过时深转换公式，将煤层反射波时间转换为深度的煤层底板等高线。

进一步地，所述根据测井资料获得煤层反射波时间，包括：

通过测井资料层位标定确定煤层的时间层位；

根据一定的网格或自动追踪技术获得煤层反射波时间。

进一步地，所述采用测井资料与地震资料进行叠后反演，包括：

采用测井资料、地震资料及其层位解释数据，选取雷克子波进行井震相关分析，优化地震反演模型与地震资料间的相关性；

通过基于地震反演模型的叠后反演方法，获取煤层上覆地层的波阻抗场。

进一步地，所述获取煤层上覆地层的密度场，包括：

通过Gardner公式将波阻抗场转换为密度场。

进一步地，所述通过密度场计算煤层上覆地层压力，包括：

针对煤层底板的每一网格单元，其承载的上覆地层压力为：

依次计算目标范围内煤层底板的各网格单元的上覆地层压力，即可获得煤层上覆地层压力。

进一步地，所述煤层的岩石物理参数是通过煤层原位取样，并对煤岩石进行物理测试而获得的；

所述煤层的岩石物理参数至少包括：煤层孔隙水饱和度S、煤层孔隙水的地震速度v_W、煤层孔隙瓦斯的地震速度v_G、煤层孔隙水的密度ρ_W、煤层孔隙瓦斯的密度ρ_G、煤层基质地震速度v_CM。

进一步地，所述计算煤层孔隙流体等效速度，包括：

煤层孔隙流体等效速度为：

其中，ρ_CFL＝ρ_WS+ρ_G(1-S)，ρ_CFL为煤层孔隙双相等效流体的密度。

进一步地，所述计算煤层孔隙流体压力，包括：

其中，v_CI为煤层地震实测速度，通过对煤岩石样本进行物理测试获得；

所述计算煤层煤岩骨架压力，包括：

p_CC＝p₀-p_CFL。

根据本申请实施例的第二方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上任意一种实施例所述方法的操作步骤。

本申请的实施例提供的技术方案具备以下有益效果：

本申请的方案基于地震资料预测煤层压力，可以从宏观区域上来把握煤层压力的分布规律，对大面积进行区域性预测；地震资料是目前能够得到大范围地震层速度的唯一来源，因而本方案是钻探之前进行预测的唯一可行的技术。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的一种基于地震资料的煤层流体压力预测方法的流程图。

图2是本发明基于三维地震资料的煤层流体压力预测技术路线图。

图3是本发明实施例的煤层上覆地层、孔隙流体和煤岩石骨架及其地震探测示意图。

图4是本发明实施例的地震资料解释的煤层底板等高线图。

图5是本发明实施例的叠后地震反演流程。

图6是本发明实施例的煤层煤上覆地层压力分布图。

图7是本发明实施例的煤系地层的声波时差曲线及正常地层压力趋势线。

图8是本发明实施例的不同方法计算地层地震层速度剖面对比图。

图9是本发明实施例的煤层孔隙流体压力分布图。

图中：Ⅰ-煤系地层结构；Ⅱ-煤系地层的三维地震反射波场；Ⅲ-煤层煤岩及其孔隙系统；1-地下赋存煤层；2-煤系地层的界面；3-煤矿区三维地震波场的激发震源；4-三维地震波场的观测线；5-三维地震波场的接收检波器；6-三维地震波场的地层界面处反射点；7-煤层煤岩发育裂隙；8-煤岩端裂隙；9-煤岩面裂隙；10-煤岩微孔隙；11-煤岩基质骨架；12-煤岩微孔隙游离瓦斯；13-煤岩微孔隙表面吸附瓦斯；14-煤岩基质内吸附瓦斯；15-正常地层压力基线，16-异常压力带。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的方法的例子。

图1是根据一示例性实施例示出的一种基于地震资料的煤层流体压力预测方法的流程图。该方法可以包括以下步骤：

步骤S1：根据测井资料计算煤层底板等高线，并将煤层底板划分为网格单元；

步骤S2：采用测井资料与地震资料进行叠后反演，获取煤层上覆地层的密度场；

步骤S3：针对煤层底板的每一网格单元，通过密度场计算煤层上覆地层压力；

步骤S4：获取煤层的岩石物理参数，计算煤层孔隙流体等效速度；

步骤S5：根据煤层上覆地层压力和煤层孔隙流体等效速度计算煤层孔隙流体压力；

步骤S6：根据煤层上覆地层压力和煤层孔隙流体压力计算煤层煤岩骨架压力。

本申请的方案基于地震资料预测煤层压力，可以从宏观区域上来把握煤层压力的分布规律，对大面积进行区域性预测；地震资料是目前能够得到大范围地震层速度的唯一来源，因而本方案是钻探之前进行预测的唯一可行的技术。

应当理解的是，虽然图1的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

为进一步详述本申请的技术方案，下面结合具体的应用场景，对本申请的方案进行拓展说明。

煤层流体压力预测，对于煤层地应力场分析、煤层水流场、煤层瓦斯赋存与流动、矿井水与瓦斯动力灾害预测提供重要信息与指导，对煤矿安全高效生产、灾害防治具有很强的应用价值。对于煤层流体压力预测，利用地震资料可以获取煤层赋存条件及其变化，和煤层层速度信息。

本发明提供一种利用三维地震反演技术来预测地下原位煤层流体压力的方法，其技术路线如图2所示，包括两大路线，一是利用煤矿区的地震、测井资料开展地震叠后反演处理获得煤层底板等高线分布信息、煤层上覆地层的密度场以进行煤层上覆地层压力的精细计算，同时叠后反演也可以获得煤层的层速度数据体，结合煤层双相饱和孔隙流体的岩物性参数测试获得孔隙水的饱和度、孔隙水的速度、孔隙瓦斯的速度、煤层基岩的速度，通过水气双相饱和煤层压力计算公式获得煤层压力，进一步也可获得煤层骨架压力；二是利用煤矿区包括地震资料解释出来的构造、地层、水文以及钻探资料、井下地应力与瓦斯参数实测等地质资料进行矿井地质背景、结构、构造、演化过程与规律以及动力的初步研究，再结合前面获得的煤层孔隙流体压力、煤层骨架压力信息，分析煤层异常压力的特征、规律、成因以及主导因素，并进一步分析煤层异常压力下的地质灾害危险性，如煤层瓦斯压力下的煤与瓦斯突出危险性、煤层水压力下的孔喷现象以及煤层骨架压力下的冲击地压危险性。

因此，本发明提出的一种基于三维地震资料的煤层流体压力预测方法，包括四个部分：1、基于地震资料解释密度场的煤层上覆地层压力预测；2、基于煤层孔隙流体等效地震速度的煤层压力预测；3、煤层煤岩骨架压力预测；4、基于地震资料的煤地层压力预测成果地质分析。下面分别解释四个部分的具体步骤。

1、基于煤矿区三维地震资料进行区域性煤层上覆地层压力计算预测

如图3所示，展示了煤系沉积地层的结构体、煤层煤岩及其孔隙系统、煤系地层的三维地震勘探反射波场。并进一步说明了煤层上覆地层之于煤层的空间关系，煤层自生的瓦斯流体游离、吸附赋存方式，具象示意了煤层上覆地层压力、煤层孔隙流体压力、煤层骨架压力的关系。又说明了煤系地层的三维地震反射波场探测系统，示意了利用三维地震信息进行煤层压力预测方法原理。

(1)利用三维地震资料进行煤层底板等高线解释

利用地震资料计算煤层底板等高线形态，一是通过测井资料层位标定确定煤层的时间层位，并根据一定的网格或者是自动追踪技术获得煤层反射波时间，并对区内的断层、陷落柱、采空区等地质异常边界进行圈定。二是利用勘探区内的见煤点标高，构建起全区内的空变速度场，通过时深转换公式，将煤层反射波时间转换为深度的煤层底板等高线，完成煤层底板等高线的计算及其形态展现。时深转换公式为：

vel＝(1050-depth)×2000/time

depth＝1050-vel×time/2000

vel——表示平均速度，单位m/s；

depth——表示见煤点标高，单位m；

time——表示双程旅行时间，单位为ms。

完成时深转换后，在深度域内按煤层底板等高线所展示的煤层底板产状赋存情况，如图4所示，通过煤层底板等高线分布图，基本上可以看出煤层空间产状是比较剧烈起伏的曲面，给以离散化，划分为煤层底板的网格单元，为后续煤层上覆地层压力计算奠定基础。

(2)获取煤层上覆地层的密度场

利用测井资料与三维地震进行叠后反演获取煤层上覆覆岩精确的密度场，如图5所示的反演流程，利用测井、三维地震及其层位解释成果，选取雷克子波进行井震相关分析，即将井曲线(深度域)与地震数据(时间域)进行相关，对深-时曲线关系进行人工校正，从而优化初始模型和地震数据间的相关性，进一步通过基于模型的叠后反演方法获取煤层上覆地层的波阻抗数据体I＝ρv，利用Gardner公式(f)将波阻抗转换为密度。

υ＝Aρ^B (f)

其中，利用测井密度ρ曲线和速度v曲线，进行回归分析，拟合出最佳的A和B值，即可将波阻抗场I转换为密度场ρ。

(3)煤层区域性上覆地层压力分布预测

针对煤层底板的每一微元网格，其承载的上覆地层压力计算公式为(a)，依次可计算目标区煤层范围内底板各微元的上覆地层压力，从而完成煤层区域性上覆地层压力分布预测。

式中，H——煤层底板标高，单位：米；

g——为重力加速度，9.81m/s²；

ρ(h)——煤层上覆地层深度h处的上覆岩石总体密度，单位：g/cm³；

p₀——煤层上覆地层压力。

其中的关键是煤层上覆地层的密度场的获得，本发明提出利用测井资料、实测岩石物理与三维地震叠后反演获取煤层上覆覆岩精确的密度场，结合地震资料解释获得的煤层底板等高线等产状信息，按上式计算可获得煤层区域性上覆地层压力分布结果。

本发明实施案例所获得的煤层区域性上覆地层压力如图6所示，从目标区内的煤层上覆地层压力分布上可以看出，在背斜轴部南端，存在一个低压，在向斜轴部和勘探区的东部，也存在一个低压，这主要是由于上覆地层的厚度变薄引起。

2、基于煤层孔隙流体等效地震速度的煤层压力计算

对异常高压地层，孔隙流体压力比正常压力高，使得颗粒间有效应力减小，地层的孔隙度将增大，测井声波时差增大。如图7所示，根据测井声波时差资料，在正常地层压力基线图版上划分井孔处各地层压力的出现了异常高压情况。

(1)通过煤层原位取样，在实验室内进行煤岩石物理测试，依次获取煤层孔隙水饱和度S、煤层孔隙水的地震速度v_W、煤层孔隙瓦斯的地震速度v_G、煤层孔隙水的密度ρ_W、煤层孔隙瓦斯的密度ρ_G、煤层基质地震速度v_CM等岩石物理参数；

(2)依据公式(c)计算煤层水气双相孔隙流体等效速度；

(3)利用前述获取煤层上覆地层的密度场的计算过程中的三维地震叠后反演方法所获得的波阻抗数据体，利用Gardner公式(f)以可将煤层波阻抗I转换为煤层实测地震速度v。本发明实施案例由波阻抗数据体所得到实测地震速度场如图8所示，左侧为Dix层速度的结果，右侧为叠后反演的高分辨率速度结果，可以精细显示速度异常所预测地层压力异常，而Dix层速度不能得到此类细节，只能预测出低频压力趋势；

(4)将煤层实测地震速度代入公式(d)即可得出基于煤层两相饱和孔隙流体压力转让的比例系数；

(5)进一步将步骤1中获得的上覆地层压力数据体，带入公式(d)计算得出煤层孔隙流体压力。本发明实施案例所得煤层压力分布图如图9所示，煤层压力在背斜轴部、向斜轴部南端出现一个明显的低压，在背斜西翼，向斜南翼的北部出现了一个明显的高压。

对于碎屑沉积岩地层而言，上覆地层压力的一部分将转化为目的层岩石孔隙流体压力。Phillippon(1997年)提出地层压力(上覆地层的压力p₀和孔隙流体的压力p_f和岩石骨架的压力p_c)与地层埋深、煤层速度有密切关系。Phillippon(1997)根据大量实际资料统计，提出基于单相饱和流体的压力转让的比例系数可以由速度内插得到，具体的孔隙流体压力计算公式如下：

式中，v_m——孔隙度趋于零时的速度，即岩石基质最大速度；

v_min——地层孔隙流体速度；

v_i——地层实测速度；

p₀——上覆地层压力。

当地层孔隙度为0％时，v_i＝v_m，则p_f＝0；没有孔隙度的岩层，孔隙流体压力自然等于零。当岩层孔隙度为100％，v_i＝v_min，则p_f＝p₀；百分之百的地层孔隙全部装流体，孔隙流体压力就等于上覆地层压力了。在这两种极端情况之间，孔隙流体压力将在0至p₀之间通过内插得到。

但对于煤层而言，由于其作为自生自储的含瓦斯地层，煤层孔隙流体具有双相饱和性，因此必须建立一个针对煤层特性的孔隙流体压力计算公式，基于流体替换和低频波动(＜100Hz)多相饱和孔隙流体的等效模量理论，本发明提出了煤层两相饱和孔隙流体压力计算公式，具体计算公式如下。

煤层孔隙流体等效速度为：

其中，v_CFL——煤层水气双相孔隙流体等效速度；

v_W、v_G分别为煤层孔隙水、瓦斯的速度；

ρ_W、ρ_G、ρ_CFL分别为煤层孔隙水、瓦斯、双相等效流体的密度；

S为煤层孔隙水饱和度；当S＝1，表示煤层孔隙充满了水，等效流体的速度v_CFL＝v_W；当S＝0，表示煤层孔隙充满了瓦斯，等效流体的速度v_CFL＝v_G。

由此，则进一步提出了针对煤层的双相饱和孔隙流体压力计算公式：

式中，v_CM——煤层孔隙度趋于零时的速度，即煤岩石基质最大速度；

v_CFL——煤层孔隙流体等效速度；

v_CI——煤层地震实测速度；

p₀——煤层上覆地层压力。

3、煤层煤岩骨架压力计算

在获得煤层上覆地层压力与煤层孔隙流体压力后，煤层煤岩骨架压力p_CC可由如下公式计算得出：

p_CC＝p₀-p_CFL (e)

4、基于地震资料的煤层压力预测成果地质分析

基于地震资料获得的煤层压力预测结果，是一种地球物理成果，具有一定的间接性。本发明一方面结合地质信息与规律，进一步赋予地震资料获得的煤层压力现象与直接的实际实体内涵；第二方面结合地质规律和更为精细测井点性信息以及井下实测数据，来验证与约束地震资料计算得到的煤层压力结果，可再次提高地震资料计算得到的煤层压力精度。

基于地震资料的煤层压力预测，核心问题是速度问题，预测主要是依据速度以及速度-深度关系，由于地震干扰波、速度谱的分辨率等资料及技术因素的影响，导致了速度异常的原因的多样性、地震速度分析具有一定的误差，以及压力预测方法本身具有经验性和近似性，基于地震资料的煤地层压力预测出现了多解性、精度、分辨率等技术问题。

从地质的角度看，煤层压力(上覆地层的压力p₀和孔隙流体的压力p_f和岩石骨架的压力p_CC)受到由于埋深、构造、上覆地层压力梯度的影响，压力异常成因本身也具有多样性。非常有必要结合地质资料或测井资料，来验证与约束地震资料计算得到的煤层压力结果，实现煤层压力的地震预测与地质实体互馈分析，发现机理与规律并进行后续应用。

为此，提出了基于地震资料的煤层压力预测的区域和局部地质分析方法，(1)区域地质构造及演化、(2)区域地层系统分析(地层岩性、结构、深度、产状、接触关系、沉积环境等)、(3)区域水文地质特征、(4)煤岩岩石物理参数测试(物性、含水、含气性)、(5)煤层压力随钻实测，并根据随钻监测的煤层压力结果对地震勘探预测模型进行修正，基于修正后的模型，对未钻煤层进行压力预测。

基于地质分析可进一步确定煤层流体压力是瓦斯压力还是水压力或两者的结合以及煤层压力的成因与主导因素，对于瓦斯灾害、水害以及冲击地压预测具有重要意义。

本申请还提供如下的实施例：

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现一种基于地震资料的煤层流体压力预测方法：根据测井资料计算煤层底板等高线，并将煤层底板划分为网格单元；采用测井资料与地震资料进行叠后反演，获取煤层上覆地层的密度场；针对煤层底板的每一网格单元，通过密度场计算煤层上覆地层压力；获取煤层的岩石物理参数，计算煤层孔隙流体等效速度；根据煤层上覆地层压力和煤层孔隙流体等效速度计算煤层孔隙流体压力；根据煤层上覆地层压力和煤层孔隙流体压力计算煤层煤岩骨架压力。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

本发明的计算方案具有如下优点：

1.相比基于测井资料预测煤层压力是一孔之见，并且要钻井之后才能获得测井资料；而地震资料是目前能够得到大范围地震层速度的唯一来源，基于地震资料预测煤层压力是依据地震资料大面积进行的区域性预测，并且是钻探之前进行预测唯一可行的技术。

2.基于地震资料预测煤层压力可以更好地与地质资料、规律、特征相结合来综合分析，一是地震资料本身就包含了地层、构造、岩性等地质信息，二是与实测揭露的地质现象、规律的对比，发现规律解释现象与成因，三是岩石物理测试分析，可以从微观机理层面认识煤层压力的地质机制及其地震响应机制，从而建立了地震资料与地质力学的联系桥梁。

3.基于地震资料预测煤层压力由于受到速度体精度影响预测结果的精度差一些，但其可以从宏观区域上来把握煤层压力的分布规律，并将其可视化，更为结合局部的高精度、高可信度预测煤层压力的测井资料、VSP资料进行拟合、重构、外推远离井的速度场及未钻遇地层的速度参数奠定了基础。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种基于地震资料的煤层流体压力预测方法，其特征在于，包括：

根据测井资料计算煤层底板等高线，并将煤层底板划分为网格单元；

采用测井资料与地震资料进行叠后反演，获取煤层上覆地层的密度场；

针对煤层底板的每一网格单元，通过密度场计算煤层上覆地层压力；

获取煤层的岩石物理参数，计算煤层孔隙流体等效速度；

根据煤层上覆地层压力和煤层孔隙流体等效速度计算煤层孔隙流体压力；

根据煤层上覆地层压力和煤层孔隙流体压力计算煤层煤岩骨架压力；

所述计算煤层孔隙流体等效速度的步骤，包括：

煤层孔隙流体等效速度为：

其中，ρ_CFL＝ρ_WS+ρ_G(1-S)，ρ_CFL为煤层孔隙双相等效流体的密度；S为煤层孔隙水饱和度；v_W为煤层孔隙水的地震速度；ν_G为煤层孔隙瓦斯的地震速度；ρ_W为煤层孔隙水的密度；ρ_G为煤层孔隙瓦斯的密度；v_CM为煤层基质地震速度；

所述计算煤层孔隙流体压力的步骤，包括：

其中，v_CI为煤层地震实测速度，通过对煤岩石样本进行物理测试获得；v_CM为煤层孔隙度趋于零时的速度，即煤岩石基质最大速度；v_CFL为煤层孔隙流体等效速度；p₀为煤层上覆地层压力。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据测井资料计算煤层底板等高线，包括：

根据测井资料获得煤层反射波时间；

通过时深转换公式，将煤层反射波时间转换为深度的煤层底板等高线。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据测井资料获得煤层反射波时间，包括：

通过测井资料层位标定确定煤层的时间层位；

根据一定的网格或自动追踪技术获得煤层反射波时间。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用测井资料与地震资料进行叠后反演，包括：

采用测井资料、地震资料及其层位解释数据，选取雷克子波进行井震相关分析，优化地震反演模型与地震资料间的相关性；

通过基于地震反演模型的叠后反演方法，获取煤层上覆地层的波阻抗场。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述获取煤层上覆地层的密度场，包括：

通过Gardner公式将波阻抗场转换为密度场。

6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述通过密度场计算煤层上覆地层压力，包括：

针对煤层底板的每一网格单元，其承载的上覆地层压力为：

依次计算目标范围内煤层底板的各网格单元的上覆地层压力，即可获得煤层上覆地层压力。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述煤层的岩石物理参数是通过煤层原位取样，并对煤岩石进行物理测试而获得的；

所述煤层的岩石物理参数至少包括：煤层孔隙水饱和度S、煤层孔隙水的地震速度v_W、煤层孔隙瓦斯的地震速度v_G、煤层孔隙水的密度ρ_W、煤层孔隙瓦斯的密度ρ_G、煤层基质地震速度ν_CM。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述计算煤层煤岩骨架压力，包括：

p_CC＝p₀-p_CFL。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至8中任一项所述方法的操作步骤。

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