煤层厚度分为哪三类

煤层厚度分为哪三类

煤层厚度可以分为薄煤层、中厚煤层、厚煤层三大类。薄煤层指的是厚度1、3米以下的煤层，中厚煤层指的是厚度1、3至3、5米的煤层，厚煤层指的是厚度3、5米以上的煤层。

另外，按煤层的厚度也可以为五类：煤层厚度由 0.3至0.5米为极薄煤层，0.5至1、3米为薄煤层，1、3至3、5米为中厚煤层，3、5至8、0米为厚煤层：大于8、0米为特厚煤层。

也可以按煤层的结构来分类，可以分为简单结构煤层和复杂结构煤层。简单结构煤层即没有夹石层的煤层， 复杂结构煤层即夹有一至数层夹石层的煤层，有

煤层平均厚度的确定

（1）煤层厚度确定思路

传统的煤层厚度计算是利用钻孔资料的对比、内插获得的，由于钻孔的数目有限，所以其计算的煤层厚度值可信度很低。本次我们利用地震资料对煤层厚度变化规律进行了研究，通过正演模拟不同煤层厚度的地震响应特征，并进行了地震属性对煤层厚度灵敏性的分析，优选出相关性好的地震属性和煤层厚度进行线性回归分析拟合，对煤层厚度进行预测，其流程见图5.1。

图5.1 预测区3＃煤层厚度预测流程图

（2）正演模拟

煤层反射波中含有大量岩石弹性信息，无论是煤层的构造变化还是岩性变化都会引起反射波的变化。煤层的岩性变化主演反映在密度、速度及其他弹性参量的差异上，这些差异导致了地震波在传播时间、振幅、频率等方面的变化或异常。当煤层厚度变化较大（分叉、缺失）时，有些信息的变化难以直观地分析。为了研究煤层厚度变化引起的振幅、频率、能量等属性的变化规律，需要通过正演计算，建立它们与煤层厚度之间的统计关系。

根据前人地质研究成果和地震解释的结果判断，本研究区3＃煤层几乎全区分布，分叉现象较少，厚度变化较大，最后能达十几米。本次建立的地质模型只考虑煤层厚度的变化，建立了一个楔形模型。设计煤系地层纵波平均速度为VP1＝3.6km/s，密度ρ1 ＝2.6g/cm3，厚度400m；3＃煤层纵波平均速度为VP2＝2.5km/s，密度ρ2 ＝1.4g/cm3，厚度为0.5～16m。地质模型如图5.2a所示。

正演采用有限差分法弹性全波场数值模拟进行正演计算，子波为雷克子波，主频65 Hz，采样间隔0.5ms，体积元剖面大小为0.5m ×0.5m ×0.5m，计算剖面长度为500m ，计算时间长度为243 ms，接收道距2m，共250道，其剖面见图5.2b。

（3）地震属性的提取

目前，从地震数据体中能够提取近十类地震特征参数，如振幅类、频率类、相位类、极性等，每一类又包含许多种参数。最常用的属性可以归为3大类：振幅类、复地震道统计类和频谱类。振幅类属性有10种，如均方根振幅、平均绝对振幅、振幅比、波峰波谷振幅差、平均能量变化、波峰振幅极值、波谷振幅最大值、绝对振幅组合等，反射波振幅特征是地震资料岩性解释和储层预测常用的动力学参数。总的来说，振幅特征是岩性变化、流体变化、岩性物性特征变化、不整合面、地层调谐效应和地层层序变化等诸因素的综合。

复地震道统计类有5种，如瞬时平方振幅、瞬时相位、瞬时频率、反射强度、视极性，复地震道实际是地震信号的Hilber t变换，它能帮助分析气体、流体的特征、岩性、河道与三角洲砂岩、礁体、不整合面、地层序列、裂隙、调谐效应等。频谱统计类有6种，它是地震信号的频率谱和能量谱，可揭示地层或油气效应的裂隙发育带、含气吸收区、调谐效应、岩性或吸收引起的子波变化。

地震属性的提取通常是针对某个时窗内目的层段的地震道进行属性统计。利用哈利伯顿公司Poststack的PAL属性提取模块，确定沿目的层3＃煤层底板向上开15 ms的时窗作为提取属性分析的时窗，对正演模拟得到的地震响应数据体进行了属性提取。根据前人的研究分析，在此时窗内，提取了针对煤层厚度变化比较敏感的几个属性，例如最大振幅、均方根振幅、平均振幅、平均能量、瞬时频率、瞬时相位、反射强度、反射波主频等属性。

图5.2 地质模型与地震响应剖面

（4）地震属性的优选

由于地震属性与所预测对象之间的关系复杂，不同工区和不同储层对所预测对象敏感的地震属性是不完全相同的。地震属性是对地震数据中包含的几何学、运动学、动力学或统计学特征的具体测量，仅用叠后处理参数提取得到的地震属性就可以分为五大类几十种，不同的属性对不同岩性的敏感程度是不同的，在描述不同的对象时所起的作用也是不一样的。在储层地震预测过程中，通常引入与储层预测有关的各种地震属性。针对具体问题，从全体地震属性集中挑选最好的地震属性，提高储层预测精度，就是地震属性优选的问题。

为了提高可信度，计算地震属性与煤厚的相关系数阶，选择相关系数阶较大的属性。

鲁西南石炭系：二叠系深部煤炭资源赋存规律与资源预测

利用上式计算由正演模拟地震数据体提取的地震属性与地质模型统计的煤厚关系式。

通过上述方法分析发现反射波能量和最大振幅属性对煤层厚度的变化比较敏感。

用图5.2地质模型计算3＃煤层平均能量（E）与煤厚的关系，如图5.3左所示，时窗长度为15 ms。从图5.3中看出，当煤层厚度为0～14m时，3＃煤层平均能量E与煤层厚度H之间的关系为非单调曲线，当煤厚在0～8.5 m之间变化时，该曲线为单调上升曲线，随着煤厚增加平均能量也增加；当煤厚在0.5～ 4.0m区间内时，平均能量增加缓慢，也就是说根据平均能量来预测煤厚在该区间内精度稍差；当煤厚在4～8.5 m区间内时，平均能量急增，能较好地分辨出煤厚的变化；当煤层厚度大于8.5m时，由于在理论上，煤层的顶、底板各自形成反射波，此时在时窗长度不变的情况下，计算的反射波能量仅仅为煤层底板的反射波能量，而非整个煤层反射波的能量。总之，实际使用时反射波能量单一属性仅对厚度为0～8.5m的煤层效果较好。

图5.3 煤层反射波能量（左）、最大振幅（右）与煤层厚度关系（据董守华等，2004）

用图5.2地质模型计算3＃煤层最大振幅（A）与煤厚的关系，如图5.3右所示。从图5.3中看出，当煤厚在0～7.0m之间变化时，为一单调增加曲线；当煤厚在0～4.0m之间变化时，振幅值随着煤层厚度增加急剧上升，就是说此范围内振幅值对煤厚反映较灵敏；当煤厚在7.0～10m之间时，振幅值随着煤层厚度而逐渐降低。当煤层厚度大于10m时，煤层反射波不随煤层厚度发生变化；故煤层厚度大于7m时，在时窗不变的情况下，不宜用最大振幅来预测煤层厚度（董守华，2004）。

（5）线性回归分析

根据煤层厚度与优选的地震属性值建立回归线性关系，以便对煤厚进行预测。

通过地震属性优选的分析发现：反射波能量和最大振幅属性针对不同的煤层厚度反映灵敏度不同，平均能量对4.5～8.5m的煤厚反映比较灵敏，而最大振幅值对小于4.5m的煤厚反映比较灵敏，因此本研究分3段对煤层厚度进行预测。

1）当煤厚为0～4.5m时，采用煤厚与最大振幅的关系，拟合线性关系为（图5.4）：

鲁西南石炭系：二叠系深部煤炭资源赋存规律与资源预测

拟合精度达到0.9954 。

图5.4 煤层厚度与地震波振幅间关系

2）当煤厚为4.5～8.5m时，采用煤厚与平均能量的关系，拟合线性关系为（图5.5）：

鲁西南石炭系：二叠系深部煤炭资源赋存规律与资源预测

拟合精度达到0.9951。

图5.5 煤层厚度与地震波平均能量间关系

3）当煤厚大于8.5m时，根据煤层顶、底板反射波旅行时和速度预测煤层厚度。

鲁西南石炭系：二叠系深部煤炭资源赋存规律与资源预测

（6）煤层预测及可靠性分析

通过正演模拟及线性回归分析，获得了平均能量、最大振幅属性与煤层厚度的线性关系，为了预测研究区煤厚分布，需要对实际叠后地震数据进行地震属性的提取。

沿目的层3＃煤层20ms时窗提取平均能量（图5.6）和最大振幅（图5.7）属性。首先利用煤层厚度和平均能量的关系公式（公式5.3）对煤层厚度进行预测。由于此关系只使用于煤层厚度为4.5～8.5m，因此，对预测的煤层厚度小于4.5m的数据点和大于8.5m的数据点进行筛选。然后，对小于4.5m的数据点采用煤厚与振幅的关系公式（公式5.2）进行煤层厚度预测，对大于8.5m的数据点利用旅行时和速度的乘积（公式5.4）对煤层厚度进行预测。

图5.6 杨集预测区3＃煤层15ms时窗能量等值线图

图5.7 3＃煤层15ms时窗振幅等值线图

最后对这3段数据合并并进行网格成图，获得3＃煤层厚度预测分布图（图5.8）。从图中看出，3＃煤层厚度一般在5～10m之间，平均8m左右，平面上3＃煤层在预测区中北部厚度大，一般在8m以上，向南、西南、东南方向煤层变薄。

YJ＃井为新钻井位，于1760多米钻遇3＃煤层，厚度为7.75m，而预测厚度为7.4m，误差相对较小，表明此次预测方法比较可靠。

地质史上主要的“成煤期”有哪几个？煤层的厚度都是一样的吗？

地质史上有三大成煤期，分别是二叠纪，侏罗纪和白垩纪。而且各个时期煤层的厚度都是不一样的，其中侏罗纪的煤层是最厚的。

煤炭一直以来都是现代社会重要的矿产资源，可以说煤炭承载的人类发展进步的重要责任。无论是在古代社会又或者是在现代社会，煤炭都是每个国家赖以生存的物资。这是一种非常重要的能源资源，能够在一定程度上代替石油。虽然过度使用煤炭，很有可能会对地球自然环境造成损失，但是这也是一种发展人类社会的重要手段之一而已。

各个时期的煤层厚度是不一样的。

首先我们要明白煤炭是怎么来的，煤炭直白一点就是古代的动植物在死亡之后由于地质演变的作用深埋地下。再经过长时间的发酵以及化学作用下，最终形成了现代社会看到的煤炭。同时在地球发展的历史上，总共有三个比较大的煤炭形成期。而每一个煤炭形成基形成的煤炭厚度都是不同的。

煤炭的厚度与地球环境有关。

煤炭的厚度是与当时地球外部的自然环境是有关的，煤炭是由动植物的尸体死亡之后才最终演变而成。所以，只有动物以及植物的尸体足够多，那么形成的煤炭厚度也就会更多。而在三大成煤期当中，白垩纪的动植物生存数量以及种类都要远远超过其他两个时期。所以在这一时期形成的煤炭厚度是最高的。

煤炭并不是一种绿色能源。

相比于甲烷等其他自然能源而言，煤炭对于环境的破坏要远远超过于石油。我们要知道煤炭在充分燃烧之后会产生很多的二氧化硫等其他有毒气体。如果人类长时间在这样的气体环境中生存，会对健康系统造成沉重的打击。同时也会对自然环境造成破坏，增加温室效应。

煤层厚度

通过对7口钻孔的电性—煤层对比，结合反演制作了l15-b2-w21钻孔煤层对比图、w12-b2-116-b3钻孔煤层对比图和21-51-l16-b3钻孔煤层对比图（图3.26～图3.28），从连井剖面对比可以看出煤层横向分布比较稳定，厚度变化不大。

图3.26 115-b2-w1钻孔煤层对比图

结合井－震联合波阻抗反演解释成果，区内各煤层厚度横向变化情况如下。

（1）13-1煤层

图3.27 w12-b2-116-b3钻孔煤层对比图

图3.28 21-51-l16-b3钻孔煤层对比图

从13-1煤层厚度图（图3.29）看，煤厚变化趋势为西北厚，东南薄，在1.5～5.0m之间，大部分煤厚在3.0～4.0m之间；在补3孔处较薄，仅1.5m左右。值得注意的是：该煤层存在薄隔层，反演剖面上煤层的变化很明显；煤层顶部是一套砂岩，可能对煤层开采不利，建议开采时注意顶部砂岩的变化。

（2）11-2煤层

从11-2煤层厚度图（图3.30）看，煤厚变化在2.0～5.0m之间，大部分煤厚在2.5～3.0m之间。在补2孔处煤厚2.55m，补3孔处煤厚4.35m。横向变化比较稳定，较厚部位在东南部补3孔附近，煤厚4.0～5.0m。

（3）8煤层

从8煤层厚度图（图3.31）看，煤厚变化趋势为东南厚，西北薄，横向变化稳定，煤厚变化在1.5～3.5m之间，大部分煤厚在2.0～3.0m之间。横向上煤层较厚的部位在补2、补3孔和51孔之间的局部范围内，煤厚为3.0～3.5m。

图3.29 13-1煤等厚度图

图3.30 11-2煤等厚度图

图3.31 8煤等厚度图

（4）6煤层

从6煤层厚度图（图3.32）看，煤厚变化趋势为东薄西厚，横向变化比较稳定，煤厚变化在2.0～4.0m之间，大部分煤厚在2.5～3.5m之间。横向上煤层较厚的区域位于西偏南的局部范围内，煤厚为3.0～4.0m。

图3.32 6煤等厚度图

（5）1煤层

从1煤层厚度图（图3.33）看，煤厚变化趋势为西北厚，东南薄，在6.0～9.0m之间，大部分煤厚在6.5～8.5m之间。该煤层最厚，但从反演剖面上看，其层间小隔层发育。

图3.33 1煤等厚度图

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