本文選題：溫壓條件　切入點(diǎn)：構(gòu)造煤　出處：《太原理工大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：一定厚度的構(gòu)造煤的存在常是煤與瓦斯突出發(fā)生的必要前提,同時煤層氣的富集區(qū)也往往與構(gòu)造煤的發(fā)育區(qū)域相關(guān)。隨著我國能源結(jié)構(gòu)的逐漸轉(zhuǎn)化和大規(guī)模煤層氣壓裂開采的需要,因此,在溫壓條件下開展不同煤體結(jié)構(gòu)煤樣的超聲波實(shí)驗(yàn)研究是進(jìn)行井震聯(lián)合勘探預(yù)測瓦斯富集區(qū)的物理基礎(chǔ),這對利用地球物理勘探技術(shù)探測構(gòu)造煤賦存分布、預(yù)測突出危險(xiǎn)性具有重要的指示作用。由于構(gòu)造煤具有煤體強(qiáng)度低、孔隙度高、滲透率低等特點(diǎn)導(dǎo)致室內(nèi)制樣比較困難,通過對不同煤體結(jié)構(gòu)煤巖樣制樣方法的綜合查閱,本文以寺家莊煤礦為采樣點(diǎn),針對不同煤體結(jié)構(gòu)的煤巖樣采取不同的制樣方法,并對煤巖樣在溫壓條件下的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行超聲波測試與統(tǒng)計(jì)分析,分析了煤巖樣的縱橫波速度特征、各向異性特征、衰減特性和彈性模量,最后以實(shí)驗(yàn)測試物性參數(shù)為基礎(chǔ)建立地震地質(zhì)模型進(jìn)行AVO正演模擬,通過上述研究分析得出寺家莊礦不同煤巖類型彈性特征:(1)同一變質(zhì)程度不同破碎類型煤樣的縱波、橫波速度與煤巖視密度之間的相關(guān)性較差,而V_P、V_S之間表現(xiàn)出較好的相關(guān)性。常溫常壓條件下,縱、橫波速度的關(guān)系式:V_s = 0.3878V_P + 235.24,R~2=0.9,圍壓在1OMPa條件下,縱、橫波速度的關(guān)系式:V_s = 0.3408V_P + 406.04,R~2=0.7982;不同煤體結(jié)構(gòu)煤樣的縱橫波平均波速從大到小依次為原始結(jié)構(gòu)煤、碎粒～糜棱煤、碎裂煤。煤樣的波速與彈性模量(μ、E、K和λ)呈較強(qiáng)線性相關(guān)關(guān)系。橫波速度存在不同方向的差異性。說明沿煤層層理方向表現(xiàn)出了橫波的各向異性特征。(2)不同類型煤巖樣的縱橫波速度與圍壓之間均呈對數(shù)相關(guān)關(guān)系但隨著溫度的增加,煤樣的縱橫波速度又發(fā)生不同程度的降低,在煤系地層的埋深范圍內(nèi),圍壓和溫度對波速的影響是相互制約的,但圍壓起主導(dǎo)作用。在相同圍壓范圍內(nèi),兩種不同類型構(gòu)造煤的Qp、Qs較Vp、Vs的變化幅度大。(3)不同夾層組合煤層模型AVO響應(yīng)特征結(jié)果表明:構(gòu)造煤和夾矸層對煤層AVO結(jié)果的影響相反。夾矸與構(gòu)造煤夾層的存在會使煤層反射系數(shù)發(fā)生變化,而反射系數(shù)在一定程度上是反射波的能量的體現(xiàn),可以將煤層的均方根振幅或瞬時振幅幅值出現(xiàn)異常高的位置作為構(gòu)造煤可能存在的依據(jù)。
[Abstract]:The existence of a certain thickness of tectonic coal is often the necessary prerequisite for the occurrence of coal and gas outburst. At the same time, the rich area of coalbed methane is often related to the development of tectonic coal. With the gradual transformation of energy structure and the need of large-scale coalbed methane fracturing production in China, therefore, The ultrasonic experimental study of coal samples with different coal structures under the condition of temperature and pressure is the physical basis for the combined exploration of well and earthquake to predict the gas accumulation area, which can be used to detect the occurrence and distribution of tectonic coal by using geophysical exploration technology. The prediction of outburst risk plays an important role in indicating that structural coal has the characteristics of low coal mass strength, high porosity and low permeability, which makes it difficult to prepare indoor samples. In this paper, taking Sijiazhuang coal mine as sampling point, different sampling methods are adopted for coal rock samples with different coal body structures. Ultrasonic testing and statistical analysis of coal and rock samples under temperature and pressure conditions are carried out, and the characteristics of longitudinal and shear wave velocities of coal and rock samples are analyzed. Anisotropy, attenuation and elastic modulus. Finally, the seismic geological model is established based on the physical parameters of the experiment, and the AVO forward modeling is carried out. Through the above research and analysis, it is concluded that the elastic characteristics of different types of coal and rock in Sijiazhuang mine are: (1) the correlation between shear wave velocity and apparent density of coal rocks is poor, and the longitudinal wave and shear wave velocity of different broken coal samples of the same metamorphism degree are different. Under normal temperature and atmospheric pressure, the relation between longitudinal and shear wave velocities is:: Vs = 0.3878 VSP = 0.3878VP235.24R0. 9. The confining pressure is 1OMPa. The relation of shear wave velocity is as follows: v _ s = 0.3408V _ T _ P _ 406.04 / R _ ~ ~ ~ _ ~ ~ ~ _ _ _, Broken coal. Strong linear correlation between wave velocity and modulus of elasticity (渭 _ (E) K and 位) of coal samples. There are differences in different directions of shear wave velocities. It is shown that the anisotropy of shear waves is shown in the direction of seam bedding. 2) different types of coal. The longitudinal and shear wave velocities of rock samples are logarithmic correlated with confining pressure, but with the increase of temperature, The longitudinal and shear wave velocities of coal samples decrease in varying degrees. In the depth range of coal measure strata, the influence of confining pressure and temperature on wave velocity is mutually restricted, but the confining pressure plays a leading role in the same confining pressure range. The AVO response characteristics of two different types of structural coals are larger than that of VpTVs) the results of AVO response of different intercalation combined coal seam models show that the influence of tectonic coal and gangue layer on the AVO results of coal seam is opposite, and the existence of gangue and tectonic coal intercalation. Will change the reflection coefficient of the coal seam, The reflection coefficient to some extent is the reflection of the energy of the reflected wave. The abnormal position of the RMS amplitude or the instantaneous amplitude amplitude of the coal seam can be taken as the basis for the possible existence of the tectonic coal.
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TD713;TQ531.1

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本文編號：1581404