新近系上新统N2红土层是中国西部侏罗系煤田开采的关键隔水层,其岩性分布状况及稳定性对于煤炭资源的安全绿色开采、区域经济的可持续发展具有重要的意义。为此,本论文将利用地震数值模拟技术了解N2红土层反射波的传播特征,通过多参数岩性反演与概率神经网络反演综合预测N2红土层、白垩系砾石含水层和煤层顶板岩层的空间分布与岩性信息分布。在实际三维地震勘探中,由于对浅部表层地震波信息不甚关注,浅部的地震反射波常不做研究,为了能够了解N2红土层的地震反射波特征,根据实际地质资料,建立了地震数值模型,并确定了岩石物性参数,采用波动方程有限差分的数值解法进行地震数值模拟,根据最终的地震数值模拟结果,N2红土层的顶底界面的反射波同相轴均能得到较好的识别,其同相轴能量的强弱与上覆第四系黄土层的厚度相关,也与自身厚度相关。传统地质手段主要依靠钻孔资料来确定N2红土层的空间分布特征,虽然钻孔资料的纵向分辨率很高,但由于数目太少,成本较高,必然影响了N2红土层空间分布信息的确定。三维地震资料具有大面积密集采集信息的优势,利用地震信息可以从平面和立体角度研究地层的构造、岩性的变化,利用三维地震反演技术能够确定N2红土层的空间信息。岩石的孔隙度、视电阻率的改变能够反映岩石含水性的变化,依据单一波阻抗信息评价岩石的含水性容易造成解释结果的多解性,利用概率神经网络反演技术,基于地震属性融合的思想,对岩石的孔隙度、视电阻率进行预测反演,得到了岩层的孔隙度、视电阻率信息,结合岩层的波阻抗信息,对岩层的含隔水性进行评价。鹰骏二号井田属于隐伏式煤田,含煤地层皆被新生界地层覆盖,第四系和白垩系砾石层为主要含水层。利用测井曲线融合法融合密度和自然伽马曲线,得到能够识别N2红土层顶底界面的拟密度曲线,进行多参数岩性反演,得到拟波阻抗数据体,确定了N2红土层的空间位置。利用孔隙度曲线、视电阻率曲线,进行了概率神经网络反演,得到了孔隙度数据体、视电阻率数据体。根据上述三种岩性数据体,提取了N2红土层、白垩系砾石含水层和煤层顶板岩层的岩性信息,分析发现,三个岩层在西南部岩性最为稳定,N2红土层在西北部与东北部岩性最为不稳定,白垩系砾石含水层与煤层顶板岩层在西北部岩性最为不稳定,突水可能性较高,应在煤层回采过程中加以关注。本论文尝试将地震反演技术应用在浅部N2红土层的岩性解释中,并同时对二煤上覆岩层的含水稳定性进行了评价,为煤层回采过程的防突水提供了基础的地质资料。