煤田地质与勘探

作者：于航, 陈同俊,

关键词：顶板含水砂岩, 岩石物理建模, 弹性参数, 振幅随入射角及方位角变化(AVAz), 矿井水害防治,

目的煤层顶板砂岩含水层识别与评价关乎矿井生产安全，研究砂岩含水层的岩石物理与AVAz响应特征对矿井水害防治至关重要。方法综合VRH、DEM、Hudson、Wood岩石物理模型和各向异性Gassmann流体替代理论，提出了一种适宜裂缝HTI型砂岩的岩石物理建模方法，探究了裂缝参数和含水饱和度对地震岩石物理响应的影响。在此基础上建立双层正演理论模型，计算了HTI型砂岩层的反射系数，分析反射系数与裂缝密度、含水饱和度的关系。结果与结论岩石物理建模结果表明：裂缝密度越大，砂岩纵横波速度和各向异性越强；随着含水饱和度的增大，纵波速度先减小后增大，横波速度略有减小，各向异性系数 \varepsilon ^(\textv) 、 \delta ^(\textv) 增大， \gamma ^(\textv) 不变。AVAz正演结果表明：裂缝密度越大，砂岩反射系数的方位各向异性越强，饱水和干燥砂岩的纵波反射系数差异越大；入射角为40°、方位角为0°时，砂岩饱水状态的可分辨性最强；AVAz曲线的拟合斜率、截距和AVO各向同性梯度项、各向异性梯度项是砂岩含水层裂缝密度及含水饱和度的敏感指示因子。研究成果可为砂岩含水层的识别与评价提供理论依据。

来源：2025年第7期

《煤田地质与勘探》期刊编辑部

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