土豆泥nice
地震既然是巨大能量释放，那么就存在释放能量的物质，这个物质到底是什么？天然地震的动力，源于地球自身的核能郭德胜 佳木斯大学数学系伊春市汤旺河党校摘要：根据方法论，研究地壳的运动和形变，必须从物质的物理角度和化学角度进行全面的分析总结。物体自身发生形变，产生动力的主要途径是物理变化、化学变化及和核裂变，物体的动能与势能导致物体形变或移动，物质发生化学变化，形成化学能，导致物体形变或移动。而动能、势能、化学能、核能是物质自身形成动力的绝对因素。根据多年的细致的研究发现，地球内部即存在物理变化，又存在化学变化，在地球内部的物质化学变化中，各种物质之间相互转化，形成新的无机物、有机物，单质及核能，而这些物质都具有能量释放的特性，形成动力。对照地下能量物质与地震产生的位置，可以得出，地震发生的位置与核物质存在的位置有着非常密切的关系，再结合大量事实及文献，根据地震与能量物质的一系列复杂关系，循序渐进的逻辑分析、推导，推论出这样一个事实，天然地震的动力，来源于地球内的核能。关键词：铀;铀矿;钚;锎;氡;裂变;聚变；衰变;半衰期;中子;地震;天然核反应堆.前言：受人类活动的影响，全球气候发生了快速的变化，各种自然灾害频繁发生，气候恶化加剧，对人类的生存造成极大的威胁与不适应，如何解决这一问题，已经成为全球地学科学家与学者当务之急。自古以来，科学研究者对地震研究一直纠结于地震的“动力”问题，运用“板块理论”进行了无数次的研究，最终没有得出科学的结论，为什么会出现这样的情况呢？方法论给出了解释，研究地质形变，必须要针对物理变化、化学变化所产生的动力入手，对地震等自然灾害形成的动力进行分析、判别，只有找到地质灾害的动力根源，一切地质灾害问题就将迎刃而解。通过大量的历史资料与文献，结合自己多年的认识和总结，按照方法论、以及正确的逻辑思维分析、判断，在长时间的细致研究与总结中，对地质灾害的动力根源有了全面的了解和更深刻的认识，运用正确的思维逻辑，结合文献对地震等地质灾害问题加以全面的剖析和严谨的论述。一，地壳发生形变分析物体发生形变，不外乎物理变化、化学变化所形成的动能、势能、化学能以及核能所形成的动力，地壳发生形变，是地球外部因素与内部的动能、势能、化学能、核能导致的结果，在地球外部，存在风能、光能、水能，山体势能，在地球内部，存在着煤、石油、天然气，核物质等能量物质，而这些物质都隐含巨大的可释放能量，在一定条件和长时间的转化过程里，就会发生能量的释放。火山爆发、地震现象，这是一种能量释放，造成地壳出现抖动，由于地下本身就存在了各种可燃的能量物质以及核物质，那么，火山爆发、地震的“动力”一定来自地球内部。由此，我们要对地球内部的地质结构以及地球内部各种能量物质进行研究分析，找到使地壳发生形变的根源。二，地震、地下能量物质存在的位置分析根据“盆地、冲积平原，对成煤、成矿起了决定作用”这篇文章，得出这样的结论是，盆地、冲击平原地带会形成煤和天然气，而成煤地带，又是地震发生过的地带。比如山西，历史发生了无数次大地震，而山西是又是产煤的大省，地震、煤矿、天然气有着密不可分的关系。再根据，铀矿与天然气伴生等大量的史料文献，让我们清楚了这样一个事实，铀矿与天然气共存，也存在于盆地及冲击平原内及其盆山边缘，那么，在盆地、冲击平原及其周围就存在这样一个事实。煤、天然气、石油、铀矿、地震在一个以盆地、冲击平原这样地貌的的特殊位置上。在盆地、冲击平原这个特殊位置上，让我们发现了无数的煤矿，天然气矿，油矿、铀矿，而这些物质都是地球上最重要的可以释放能量的物质，在这样特殊的地理位置，又时时的发生着地震，地震与这些能量物质，就存在了千丝万缕的复杂关系。[]三， 地下所有能量物质能否在地下释放能量对于埋藏地下的能量物质，我门所知道的主要是，煤、石油、天然气、瓦斯、核物质。这些储存地下的能量物质能否进行能量的释放呢？按照煤、石油、天然气瓦斯的燃烧、爆炸性质，他们燃烧、爆炸需要氧气条件及明火，氧气的多少决定了能量释放的多少，矿井常常因瓦斯爆炸引发地震，这是井下瓦斯浓度与充足的氧气存在了爆炸的条件。在地下，如果煤、天然气、石油这些矿出现完全的能量释放，那么，就必须存在有足够的氧气。但事实证明，地下的氧气不足以释放这些能量的物质，但现在，大量的事实，以及无数的相关文献证明，地下存在与天然气伴生的铀矿[]，铀是核物质，铀矿是运用到各个领域的基础燃料，而且释放的能量巨大。而对于核物质来讲，不需要任何条件，只需要一个“中子”撞击，就能将核物质的能量释放出来。 [9]四，分析地地球内部所存在核物质的特性现在所发现的地下核物质是铀矿，铀的原子序数为92的元素，在自然界中存在三种同位素铀234、铀235和铀238。铀238的半衰期约为45亿年,铀235的半衰期约为7亿年,而铀234的半衰期约为25万年，铀矿石里含有铀234、铀235和铀238。[6]参考关于“铀_钚和铀核裂变产物的若干问题_兼谈2011年福岛核事故泄露的放射性物质”，这篇文章详细的介绍了核物质的衰变、裂变以及产生的高能碎片继续衰变的过程，在铀的三种同位素U234，U235，U238中，铀U235有巨大的能量，1克U235裂变释放的能量相当于吨优质煤所释放的能量，当铀U235在中子、热中子的轰击下，会发生裂变，裂变的途径有60多种，裂变所形成的高能碎片有20多种，主要的高能碎片有锶89（半衰期50天），锶90（半衰期29年），氪（半衰期年），氙半衰期（9个小时），铀233，钡141，等碎片，这些高能碎片，在一定时间内，还会继续发生衰变，裂变，继续释放能量。[6]铀矿中存在钚的痕量，钚的同位素有13种，自然界里有钚244，钚239 ，储量极少，半衰期年限比较长，人造的钚的同位素PU238，PU240，PU234，PU232，PU235，PU236，PU237，PU246等，PU244,半衰期约8千万年，PU239半衰期约万年，PU238半衰期约88年，PU240半衰期约6500年，在研究过程中发现，地球内部还存有着极少量的锎，主要出现在含铀量很高的铀矿中。[]锎的同位素已知的锎同位素共有20个，都是 放射性同位素。其中最稳定的有锎-251（ 半衰期为898年）、锎-249（351年）、锎-250（年）及锎-252（年）。其余的同位素半衰期都在一年以下，大部分甚至少于20分钟。锎同位素的 质量数从237到256不等。[]锎-252是个强中子射源，因此其放射性极高，非常危险。锎-252有的概率进行α衰变（损失两颗质子和两颗中子），并形成锔-248，剩余的概率进行自发裂变。一微克（最）的锎-252每秒释放230万颗中子，平均每次自发裂变释放颗中子。其他大部分的锎同位素都以α衰变形成锔的同位素（原子序为96）。可用作高通量的中子源。[] 能够利用的锎的数量非常少，使其应用受到了限制，可是，它作为裂解碎片源，被用于核研究。[]如果含铀量高的铀矿一旦出现锎，锎是强中子源，衰变会释放中子，对于含铀量高的铀矿，就会导致裂变，这如同成熟女人的卵细胞，当遇到精子，就会产生卵细胞分裂。铀即能自发裂变，又可以人工裂变，在裂变过程中产生巨大能量，同时会发光、发热。铀裂变在核电厂最常见,加热后铀原子放出2到4个中子,中子再去撞击其它原子,从而形成链式反应而自发裂变，产生爆炸。[12]五，一个铀矿形成的能量与地震所释放的能量对比分析根据美国地震学家里克特和古登堡提出的“里氏地震”，汶川八级大地震所释放的能量约为10亿吨左右当量的TNT，按照一千克铀裂变释放的能量相当于2万吨TNT所释放的能量，来推导汶川大地震需要多少铀矿石，一般情况，铀在铀矿石里的比例约0．75/100，按照这个标准计算，10亿吨TNT当量需要多少吨铀矿石呢？把10亿吨TNT当量换算成铀裂变能量，经过计算，需要铀5万千克，换算成铀矿石，约0．6667万吨，这就是说，如果有0．6667万吨的铀矿石完全裂变，就会产生10亿吨TNT当量。2012年11月5日，从国土资源部获悉 ，内蒙古发现大型铀矿,储量达到3万吨,如果三万吨铀矿完全裂变，产生的能量相当于45亿吨TNT当量。2016年1月17日 - 1月14日,记者从全区国土资源工作电视电话会议上获悉，内蒙古发现七处大型铀矿床，内蒙古的铀矿如果完全释放，将远远超过45亿TNT当量，由此对比，内蒙古铀矿如果发生完全裂变，所形成的能量远远超过8级地震所释放的能量。[23]六，地震发生的前后，氡气出现明显量的变化氡是一种放射性惰性气体,铀是氡的母体,因此有铀存在的地方就有氡。根据这一说法，如果地表发生了氡气变化，那么地下就可能存在铀及其他核物质，现在常常运用氡出现的变化探测铀矿。另一方面，很多事实表明，在地震后，氡气有了明显变化，在地震后，对龙门山断裂地带检测，氡出现明显的不同，有铀矿的地方会出现氡气，氡气与铀有着直接的关系。[]七，铀矿的衰变、裂变，与地震和余震现象高度吻合根据奥克洛现象，地球内部存在天然的核反应堆，在一定的时间里就会产生核衰变、核裂变，释放能量，铀矿的大小及含量决定了能量释放的大小，一旦出现铀矿出现衰变、裂变，那么就会释放巨大能量，产生地动、地震现象。[]根据天然气与铀矿同存，及盆地、冲积平原，对成煤、成矿起了决定作用，推导出，铀矿与地震所发生的位置完全处于同一位置，[]根据地球内部还存有着极少量的锎，主要出现在含铀量很高的铀矿中。一个铀矿一旦有了锎及锎的同位素存在，那么铀矿发生裂变的时间，被锎所决定，锎及锎的同位素的衰变有900年的，有几十年的，有几十分钟的，而且是核变的中子源。根据铀是氡的母体，铀矿发生裂变，氡就自然脱离母体，氡气自然会发生变化。根据内蒙古地区铀矿的储量，三万吨的铀矿具备了大地震所产生的当量。根据铀发生裂变所产生的高能碎片，还会遇到其他核物质及其同位素的裂变或衰变所释放出的中子继续撞击，再次裂变。锎的同位素很多，而这些同位素衰变时间，从20几分钟到几百年不等。更重要的是释放中子，高能碎片接受中子，会继续裂变，进而形成持续的能量释放，直至核物质能量释放完为止，这和每次大地震后的余震过程高度相似。根据核裂变的特性，地球内部发生铀矿核裂变，采用声波预测是无法实现的。从上面所发现的结果，铀矿与天然气位置，铀矿能量与地震能量地震位置同处于一个位置，地震发生产生的TNT当量与铀矿转化的TNT的当量匹配，地震、余震的过程，与核裂变释放能量的过程极度相似。[]八，对核聚变的思考与分析核聚变的过程也是一种能量释放的过程。核聚变是小质量的两个原子合成一个比较大的原子，核裂变就是一个大质量的原子分裂成两个比较小的原子， 在同等条件下，核聚变所释放的能量远远大于核裂变。在史料和文献中还未有地球内部发生自然核聚变的解释和说明，只是有文献说明，地球内部发现3H的证据，根据现有的资料和文献，对于地球内部是否存在核聚变还没有科学的证实，更因为，核聚变的条件比较苛刻，需要超高的温度，火山爆发会有较高的温度，地球内部核裂变会出现较高的温度，它们所产生的温度能否满足核聚变的条件，在核裂变中是否还存在核聚变，还有待于进一步的科学证实。[]九，地震的消减方法另据报道，澳大利亚近些年很少地震，通过了解，澳大利亚是铀矿产量高的国家，而且很早就对铀矿进行了开采，到现在有80多年的历史，很多铀矿都被找到和开采，铀矿被开采后，奥克洛天然核反应堆现象也就不存在了。澳大利亚近几十年很少地震，与大量开采铀矿是否有关系？就有必要的思考了。[33]地震属于能量的释放，而对于地下的的能量物质来讲，铀矿的能量巨大，而且，铀矿发生能量释放的方式非常简单，释放的条件是，铀矿的含量达到一定程度，存在中子源，就会出现铀裂变，导致能量释放，出现地壳的震动。通过上述的分析，消除地震的最有效手段，就是快速找到铀矿并开采，把这个可以释放能量的核物质从地球内移除，除去地震的隐患，这是非常可行的办法。另一方面，对所存在的铀矿地区，进行铀矿含量鉴定，因为铀矿石达到一定含量，才会形成裂变条件。[]十，海啸的形成海啸也同地震一样，是海洋内出现巨大能量的释放，但根据已有的资料和文献，还无法断定海啸是哪种能量物质发生了释放，科学界对可燃冰这个能量物质特性，还没有较详细的论证，海洋底部是否也存在核物质也没有相关文献和实证，因而，海啸的发生，是什么哪一种能量物质还难以定论。结论通过上述的逻辑分析和推论，如果所采用的文献和数据是科学的，那么，地震将不再是奥秘。自然发生的地震、余震都是铀矿的含量到了一定程度，在含量高的铀矿中，锎及锎的同位素会发生衰变，射出中子而导致铀矿的裂变，释放能量产生巨大的动力，引起地震震动和无数次持续裂变而产生的余震，同时，根据盆地、冲击平原对成煤成矿、地质灾害起了决定作用，及天然气与铀矿同存，这两篇文章，就可以发现以往很难发现的各种矿物质，同时，对地震的减消提供了合理的指导方向，为减免大地震的发生，为人类不再为地震所困找到了病因，这是造福人类，重新认识地球的一次史无前例的突破。
lilyspirit00
崔若飞 陈同俊 钱进 赵虎 李仁海 毛欣荣
（中国矿业大学 徐州 221008）
作者简介：崔若飞，1954年生，男，河南洛阳人，中国矿业大学教授，博士生导师，长期从事应用地球物理的教学和科研工作。电子信箱：，通信地址：江苏省徐州市中国矿业大学资源与地球科学学院，邮编：221008。
摘要 三维P波地震勘探是煤层气勘探开发的关键技术之一，属于岩性地震勘探的范畴。利用国内外油气勘探的成功经验并结合煤层气勘探的特点，提出利用“两个理论、六项技术”来指导煤层气地震勘探。两个理论是双相介质理论和各向异性介质理论，六项技术是地震属性技术、地震反演技术、方位AVO技术、方位各向异性技术、煤层厚度非线性反演技术和基于MAPGIS的多源信息预测技术。利用煤层气地震勘探技术，并配合其他地质手段，建立煤层气（瓦斯）富集带预测模型，为煤层气的开发提供科学的地质依据。
关键词 煤层气勘探 岩性地震勘探 地震反演 方位AVO 方位各向异性
CBM Seismic Survey Technology
Cui Ruofei，Chen Tongjun，Qian Jin，Zhao Hu，Li Renhai，Mao Xinrong
（China University of Mining and Technology，Xuzhou 221008）
Abstract：3D P-wave seismic survey is the lithological seismic method which is one of the key techniques for CBM on domestic and overseas successful oil/gas survey experiences and the features of CBM survey，the paper pointed out that CBM seismic survey should be directed by the two theories and six two theories mean both two-phase and anisotropic medium techniques include seismic attribute，seismic inversion，azimuth AVO，azimuth anisotropy，non-linear inversion of coalbed thickness and multi-source information prediction based on CBM seismic survey combined with other geological methods，the paper established the prediction model of CBM accumulation area which would provide scientific geological basis for CBM exploitation.
Keywords：CBM exploration；lithological seismic survey；seismic inversion；azimuth AVO；azimuth anisotropy
1 煤层气勘探的意义
煤层气（瓦斯）是由煤化作用形成的赋存在煤层中的以甲烷为主的混合气体。我国是一个能源消费大国，加速煤层气的勘探与开发具有重要意义。
首先，煤层气作为一种新型洁净能源，其开发利用可弥补我国常规能源的不足。我国是煤层气资源大国，居世界第二位。近年来，对煤层气的成因、储层特性、赋存状态、成藏理论进行系统研究，取得了一大批成果。但是，相应的勘探与开发技术相对滞后。今天，地质学家和地球物理学家已经把研究重点放在勘探与开发技术领域。
其次，瓦斯突出问题是长期以来困扰煤矿安全生产的一个灾害性问题。据国家安监总局统计，2005年全国煤矿瓦斯事故死亡2157人，占全部煤矿事故死亡人数的36%。在一次死亡10人以上的特大煤矿事故中，瓦斯事故起数占69%。事实上瓦斯已成为我国煤矿安全生产的“第一杀手”。造成这种局面的原因是多方面的，既有管理上的原因，也有技术上的原因。关键在于煤矿在开采前和开采过程中，对地下瓦斯富集的情况一无所知。这样就使煤矿在生产和开采过程中，无法根据瓦斯分布情况制定有针对性的措施。
目前，晋城矿区为了抽排瓦斯，只能以一定的密度均匀布置钻孔，希望通过这种方式将瓦斯在开采前抽放掉。但是这样做又会面临两难的选择，如果要将瓦斯尽可能地排放干净，就必须将钻孔布置得相当密集，成本就会增加；如果要控制成本，就要降低钻孔密度，可能无法保证瓦斯浓度在安全指标以下，即可能会导致瓦斯事故的发生。因此，只有依靠科技进步，采用新技术、新方法才能为煤矿查明煤层瓦斯富集区域，是当前煤矿生产中亟待解决的重要课题。
最后，利用煤层气可以有效保护生态环境。甲烷对红外线的吸收能力是二氧化碳的25～30倍，是造成温室效应的元凶之一。煤矿开采过程中的甲烷排放量占全球总排放量的一半，可见煤层气的开发利用可以有效降低温室效应。
总之，煤层气的勘探、开发与利用可以改善我国能源结构、促进煤矿安全生产、有效保护生态环境，是一举多得、利国利民的大事。
2 煤层气勘探开发的关键技术
今天，三维地震勘探技术已经成为煤矿生产中必不可少的手段，在很大程度上替代了传统的地质勘探方法。
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。在影响煤层气成藏的5个主要因素中，利用地震资料和其他地质资料可以查明煤层厚度、断层及其他构造分布、煤层埋藏深度、煤层的倾角与露头位置。但是，不能对煤层和围岩的透气性做出评价，即无法确定含裂隙裂缝介质（构造煤的分布与厚度）的性质。
瓦斯作为气体，如果要在煤层中储存和运移，那么煤层及其顶底板中就必须要有相互联通的裂隙裂缝。总之，裂隙裂缝的存在是瓦斯存在的必要条件，也是搞清煤层瓦斯富集带的关键。因此，对于煤矿开采而言，研究煤层及其顶底板裂隙裂缝的分布和连通情况极其重要。瓦斯突出及爆炸的罪魁祸首就是煤层及其顶底板中的裂隙裂缝。由于裂隙裂缝是瓦斯富集、存储、运移的场所，因此查明采区内断层、裂隙裂缝的分布便能够对煤层及其顶底板（围岩）的透气性做出正确评价。于是，煤层气（瓦斯）地震勘探的核心是查明煤层及顶板中裂隙裂缝发育的方向和密度。
早在20世纪90年代，利用地震资料研究裂隙裂缝发育的方向和密度便受到地球物理学家的高度重视。主要原因是碳酸盐岩是一个有利的高产油气层，世界上约有60%左右的油气来自碳酸盐岩储层，而碳酸盐岩储层与裂隙裂缝的关系极为密切。大量的研究工作和观测数据表明，含裂隙裂缝介质的性质可以用双相介质理论和各向异性介质理论进行解释。因此，国内外学者把重点放在利用地震资料研究双相介质的各向异性和检测裂隙裂缝方面，其主要方法有三类：①多波多分量裂隙裂缝检测技术；②S波裂隙裂缝检测技术；③P波裂隙裂缝检测技术。由于P波地震勘探成本低，从20世纪90年代起，地球物理学家把目光转向P波勘探，用P波代替S波/转换波检测裂隙裂缝已成为一个重要研究课题。
煤田地震勘探的情况也是如此，1993年P 波三维地震勘探技术开始得到应用，1998年三维三分量地震勘探技术引入煤田，并陆续在10余个煤矿进行试验工作，希望综合利用P波和转换波解决煤矿生产中的开采技术条件问题。但是，事与愿违，时至今日没有取得突破性成果。今天，回过头来分析煤田转换波地震勘探的得失时，不能忽略煤层埋藏浅、P波的信噪比高和分辨率高这一鲜明特点，而转换波的信噪比较P 波相差1～2个数量级。因此，煤层气勘探开发应该以三维P波地震技术为主，同时配合其他地质手段。
3 煤层气地震勘探技术的特点
利用P波进行煤层气地震勘探，目的是利用地震波运动学和动力学特征来研究小型压性与压扭性构造、煤岩层岩性，特别是查明煤层及顶板中裂隙裂缝发育的方向和密度（煤体结构破坏程度）、构造煤的厚度。
利用国内外油气勘探的成功经验并结合煤层气勘探的特点，提出利用“两个理论、六项技术”来指导煤层气地震勘探。
两个理论是双相介质理论和各向异性介质理论，六项技术是地震属性技术、地震反演技术、方位AVO技术、方位各向异性技术、煤层厚度非线性反演技术和基于MAPGIS的多源信息预测技术。
地震属性技术
地震属性指的是由叠前或叠后的地震数据，经过数学变换而导出的有关地震波的几何形态、运动学特征、动力学特征和统计学特征。地震属性技术是指提取、显示、分析和评价地震属性的技术，在煤层气地震勘探中包括地震属性的提取、地震属性的分析、利用地震属性区分构造、岩性并进行目的层预测。
煤层气储层是典型的双相介质，与单相介质相比，地震波在双相介质中传播后，各个频率成分的能量分布发生了变化，主要表现为地震波能量向低频方向移动。这种地震波场动力学特征的变化为预测瓦斯富集带提供了理论基础。杨双安博士利用数值模拟方法对该理论进行了验证。图1为六层介质模型，其中第四层中部为双相介质，代表瓦斯富集区。合成记录见图2。
图1 模型示意图
图2 合成地震记录
从图2 中看到有两组反射波，在100ms 附近的反射波是界面1 形成的反射波，在200ms附近的反射波是界面2、界面3、界面4和界面5形成的复合波。对200ms附近的复合反射波进行分频处理，得到不同频率成分的能量。在图3中，中间的双相介质区域表现出：①时间发生延迟、反射波连续性较好的运动学特征；②低频能量增强、高频能量衰减的频率特性；③与正常反射波相位相反的相位特征。总之，具有双相介质特征的瓦斯富集区与单相介质区域有明显的差异。
图3（a）标准低频成分（1～10Hz）的能量；（b）高频成分（35～45Hz）的能量（据杨双安）
图4 淮南张集煤矿西三采区13-1煤层的主频带能量百分比
图4是淮南张集煤矿西三采区13-1煤层的主频带能量百分比，可以发现主频带能量的变化规律。
地震反演技术
波阻抗反演技术是岩性地震勘探的重要手段之一，根据钻孔测井数据纵向分辨率很高的有利条件，对井旁地震资料进行约束反演，并在此基础上对孔间地震资料进行反演，推断煤系地层岩性在平面上的变化情况，这样就把具有高纵向分辨率的已知测井资料与连续观测的地震资料联系起来，实行优势互补，大大提高三维地震资料的纵、横向分辨率和对地下地质情况的勘探研究程度。
通过波阻抗反演，可以预测煤层及顶底板的岩性特征。图5显示的是某区13-1煤常规地震剖面与波阻抗反演剖面的对比。通过对比，发现图5（b）不但能清楚地显示煤层，而且对煤层顶底板的岩性也有较清楚的显示。因此，可以对方位地震数据体进行反演，从方位反演数据体中提取有关剖面属性并进行各向异性分析。
图5 某区13-1煤常规地震剖面与波阻抗反演剖面的对比
方位AVO 技术
AVO（Amplitude Versus Offset）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炮检距变化的规律，估求岩石的弹性参数并检测油气的重要技术。而方位AVO分析则是将宏面元按多方位等分，再在不同的方位上做AVO分析的一种技术。
影响反射振幅随炮检距变化的最主要因素是介质的泊松比，其次是速度。因此，AVO响应实际是地层泊松比异常的反映。通常，煤的泊松比值为～，含气砂岩的泊松比值可降到。因此，可以根据CDP道集记录中的振幅随偏移距的变化关系来勘探气层。图6是方位AVO分析示意图，图6（a）是宏面元方位划分方法，图6（b）是宏面元方位AVO曲线。
图6 方位AVO分析示意图
由于AVO曲线可以下式进行近似：
AP（θ）=P+G*sin（θ）
因此，对每个宏面元的每个方位AVO曲线用上式进行拟合，即可以得到每个方位的 P 属性值和G属性值。同样，可将每个宏面元内每个方位的 P 值和G值进行椭圆拟合，计算出方位各向异性（图7）。
图7 P波属性的方位各向异性
方位各向异性技术
含裂隙裂缝介质的性质可以用各向异性介质理论进行解释，而传统的地震理论仅研究各向同性介质。
目前，国内外学者通过大量的正演计算证明了反射P波在裂隙性地层中表现为方向各项异性。主要表现在叠前P波数据的振幅、速度和旅行时差随炮检距或方位角的变化。研究结果表明，反射P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P波属性分布函数均为椭圆，如图7所示。图8中显示的是某区4号宏面元的方位CDP道集。图8中将宏面元按等方位地划分为18个区，每个方位的道集依次排列，红色箭头的位置为目的层。从图8中可以发现宏面元的每个方位道集的振幅强弱是不同的，将它们提取并做椭圆拟合，将椭圆的长轴方向作为裂隙的主方向。这样就可以得到裂隙裂缝分布示意图，如图9所示。在图9中箭头方向表示裂隙裂缝的方向，箭头长度表示裂缝的密度，箭头越长表示裂隙裂缝越发育。另外，也可以通过对宏面元的各方位CDP道集做速度分析，得到层速度随方位的变化关系，同样也可以拟合出裂隙裂缝分布示意图。
图8 某区4号宏面元的方位CDP道集
图9 利用P波属性得到的裂隙裂缝分布示意图
把上述观点进行延伸，研究多个地震属性随入射角变化的规律，利用地震属性参数随方位角变化的特征提取裂隙属性，从而确定岩溶裂隙带的空间分布，这种技术称方位各向异性技术。
煤层厚度非线性反演技术
传统的煤层厚度计算是利用钻孔资料的对比、内插获得的。然而在任何勘探区内，钻孔的数目是有限的，所以其计算的煤厚值可信度很低。因此，国内外许多学者试图从连续观测的地震资料，特别是从数据密度很大的三维地震资料中获取煤层厚度信息。
人们提出了多种煤层厚度的定量解释方法，从理论上讨论了煤层反射波的形成机制，研究了它的地震特征（包括波形、振幅与频率）随煤层厚度的变化规律，为利用煤层反射波的地震属性参数进行煤层厚度预测提供了理论依据。但是，这些方法基本上只利用了一类地震属性参数，具有一定的局限性，它们都要求煤层厚度在一定范围内与煤层反射波属性参数呈线性变化关系，即它们都属于煤层厚度线性反演方法。然而，煤层反射波属性参数与煤层厚度是一种非线性关系。因此，迫切需要建立煤层厚度的非线性反演方法。
煤层厚度非线性反演技术属于统计分析方法，即利用某些地震属性参数与薄层厚度的统计关系来预测构造煤层的厚度变化。首先利用谱分解技术对地震剖面进行分解得到窄带频率剖面，然后从低频剖面中提取有关地震属性参数，最后利用人工神经网络对地震属性参数进行煤层厚度反演。
基于MAPGIS的多源信息预测技术
由于瓦斯富集与裂隙发育程度、煤层厚度、断层及其他构造分布、煤层埋藏深度、煤层的倾角与露头位置、煤化程度等因素有关。因此，要对煤层瓦斯富集带进行准确预测就必须将上述因素都要充分考虑。可以发现，提取了上述几种因素的有关属性后，上述因素的属性数据量将相当大，相互关系将相当复杂。为了有效、合理地利用上述因素的各种属性，选择了GI S作为平台，将各种属性和空间数据相融合，生成各种专题图件，最终确立合理的多源信息融合方法。在此基础上，建立服务于煤矿生产的瓦斯富集带预测模型。图10显示的是多源信息融合方法和综合分析过程。
图10 多源信息融合方法和综合分析
4 结论
煤层气地震勘探的总体目标是：将地球物理技术、基础地质勘探手段、数学地质分析手段与地理信息系统技术进行有机结合，应用于煤层气（瓦斯）富集带的预测与评价。
煤层气地震勘探的技术特点是：
（1）将双相介质理论和各向异性介质中弹性波传播理论与煤田地震资料的特点相结合；
（2）利用地震属性技术、地震反演技术、方位AVO技术、方位各向异性技术，提取地震P波对裂缝性地层所表现出的方位各向异性特征，并从地震属性参数随方位角变化的特征中提取煤层和围岩的裂隙属性；
（3）利用煤层厚度非线性反演技术获取构造煤的厚度信息；
（4）利用GIS作为平台，把煤层和围岩的裂隙属性、煤层厚度、断层及其他构造分布、煤层埋藏深度、煤层的倾角与露头位置等多源信息进行融合和综合分析后，建立煤层气（瓦斯）富集带预测模型，为煤层气的开发提供科学的地质依据。
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