油气地球物理解释技术研究进展（三）-石油圈

地球物理解释技术新进展主要集中在裂缝检测分析、三维地震属性优化、全波形反演、AVO、海洋电磁勘探等方面。

6非常规储层地震预测

地震技术在预测有利压裂区域方面具有明显优势，有文献能够反映的储层特征范围较广，而且在测井等验证性信息作为约束的条件下，能够预测得到相对可靠的有利储集层分布，从而划定比较有利的压裂区域。评价一个非常规富集区区域是否有利于压裂，主要考虑页岩的脆性、原始微裂缝的发育和地层的应力场分布三个方面的因素。勘探开发实践表明：高脆性、原始裂缝较发育以及水平闭合压力较小的区域是比较理想的压裂区。非常规油气藏描述包括岩石脆性预测、甜点预测、裂缝刻画、各向异性描述等方面内容。

6.1岩石脆性预测

岩石脆性预测对于页岩气的压裂及开发的设计具有重要意义。利用和交汇相对于利用杨氏模量和泊松比进行表征岩石脆性，更具有针对性。在交汇图上，可依据岩石脆性、含气性来定义四类不同的岩石。结合叠前参数反演，可以对地下岩石的脆性做出可靠的预测。该方法的准确性可通过微地震事件的定位来进行说明。

6.2甜点预测

甜点预测是页岩气勘探的关键，了解含气页岩的地球物理响应是甜点预测的基础。近几年在甜点预测的方法上并无太多的创新，在技术发展方面更侧重于实际应用。在总的思路上，多是在3D地震资料叠前反演的基础上，利用测井和岩石物理资料进行约束，从而对地下的甜点区域进行预测。科威特石油公司利用和岩石物理关系从密度测井中计算有机碳总量（TOC），并与叠前AVA反演结合来预测甜点区域的技术。通过对比测井资料中的P波阻抗（AI）和计算的TOC含量，可以发现二者之间的关系。结合AVA反演可以对P波阻抗进行预测，从而圈定甜点区域的范围。科罗拉多矿业大学、Paradigm、BP和Chevron等公司应用相应的技术成功地预测了非常规储层“甜点”的空间展布。

6.3各向异性描述

岩石和地层的各向异性无论是对于页岩气勘探的处理成像还是对于储层的预测都是不可忽视的内容。通常而言，人们对于各向异性的了解仅仅在于速度的各向异性。但实际上，各向异性不仅表达为速度在传播方向上的不同，同样也表达为衰减在方向上的不同和岩石渗透率在方向上的不同。岩石裂缝引起的各向异性，特别是Q值的各向异性是近年来关注的焦点，它是识别大尺度裂缝的关键技术。研究发现无论是AVAZ还是VVAZ（速度各向异性）都对裂缝的尺度不敏感，而Q各向异性对裂缝的尺度非常敏感。除此之外，休斯敦大学通过大量的实验研究证明了对于页岩岩石其渗透率同样存在各向异性。对于含气页岩，渗透率都随着有效压力的增加而减小（最大可达3个数量级），而弹性属性对于有效压力的变化则不太敏感，只是呈现出轻微的上升趋势。通过实验，总结出对于石英而言渗透率和弹性各向异性有相同的变化趋势，而对于泥质，渗透率和弹性各向异性变换趋势则相反。

ArcisSeismicSolutions公司介绍了描述页岩气储层描述的基本技术流程：基于页岩中总有机碳含量（TOC）能够影响地层中的纵横波速度、密度和各向异性的大小考虑，从测井和地震数据两方面进行描述。利用声波时差和电阻率测井曲线，采用ΔlogR方法定量评价页岩中TOC的多少和成熟度的大小。

页岩气地震描述包括5个方面：

1）用AVO技术和波阻抗曲线进行TOC富集层段判别；
2）用高脆性页岩具有高杨氏模量和低泊松比的特征，用同时叠前反演得到岩石物理参数，进而页岩脆性的预测；
3）由薄层反射系数反演得到的相对波阻抗体，联合曲率属性进行平面精细预测；
4）通过叠后的非连续性属性（相干和曲率）或叠前的AVO/AVAz/VVAz等方法预测裂缝发育区；
5）用地震波形分类可快速、简单的进行页岩气储层的定性识别与描述。

6.4实时微地震监测

微地震监测主要包括数据采集、震源成像和精细反演等几个关键步骤，是页岩气高效勘探开发的关键技术。在北美地区，微地震监测技术已广泛应用于水裂压裂裂缝监测、油藏动态监测、注水监测等业务领域，获得了石油工业界的高度认可，发展日新月异，而水力压裂裂缝监测是微地震监测中最常见的一种业务应用，成为储层压裂过程中最精确、最及时、信息最丰富的监测手段，尤其是在页岩气开发过程中，微地震水力压裂裂缝监测已成为储层压裂过程中精确、及时、信息丰富的监测手段。ESG公司通过矩张量反演识别不同机制的裂缝，通过矩张量反演分析，确定微地震发生的位置和震级能够确定裂缝带的几何形状和裂缝生长的动态范围，生成拉伸裂缝网络的3D图像，确定油藏的渗透性。斯伦贝谢公司在CottonValley砂岩储层利用StimMAPLIVE技术进行裂缝诊断，确定裂缝方位，利用其成像技术保证压后缝长和设计缝长相匹配，分析压后缝高扩展，产气量增加35%。

国外多家技术公司通过自主研发、合作开发和收并购等方式，研发和发展了微地震监测技术，并已经实现了商业化技术服务应用。这些公司包括斯伦贝谢、哈里伯顿等综合技术服务公司，也涉及了CGGV，ION等物探技术公司，还有一些专做微地震技术监测的公司，如ESG，MSI等，但仅有MSI、CGGV等少数公司能够提供地面、近地表微地震监测技术与服务。由于存在着巨大的商业应用价值，微地震已经成为地球物理新技术发展的新方向。随着微地震观测系统和技术方法的进步，以及对微地震震源机制、反演及可视化的深入研究，微地震记录质量越来越高，应用范围将不断扩，发展前景将更加广阔。其技术发展面临的难题主要是四个方面：震源机制研究，微地震数据反演与解释，永久微地震监测，水平井微地震监测。

6.5国内外页岩气地震勘探技术对比

目前，我国在页岩气勘探开发过程中初步形成了页岩气“甜点”评价的地震数据反演工作流程。这套工作流程主要是通过波阻抗反演、GR参数反演、弹性参数反演、层位标定与对比、曲率分析等方法，进行岩石力学性质预测、裂缝综合预测及页岩厚度预测，从而实现页岩甜点预测。

东方地球物理公司形成了自己的页岩气地震资料采集、处理、解释技术，这些技术在勘探实践中也取得较好效果，基本能够满足国内页岩气勘探开发的需求。在微地震监测技术方面，国内公司也已经进行了试验，东方地球物理公司已经进行了超过20多口井的微地震压裂监测，川庆物探公司也在进行微地震监测软件系统的研发。

中国石化石油物探技术研究院以彭水地区下志留龙马溪组页岩为主要研究目标，应用二维和三维地震数据来进行页岩气储层预测及含气性检测技术，圈定页岩气储层分布范围，指明页岩气富集区，为下步勘探部署提供依据。

国外的页岩气地球物理技术研究已经发展了很多年，利用地震技术进行页岩气富集区预测技术相对比较成熟，地震技术方案实现了采集-处理-解释一体化，甚至形成勘探-开发全程服务链，基本实现商业化应用。

7结论与建议

通过对近几年的油气地球物理解释技术的持续跟踪研究，笔者认为随着油气勘探向更复杂的领域扩展，地球物理的解释技术也取得了进步。具体表现在以下几个方面：

（1）在裂缝检测分析技术中，断层自动提取技术可以在三维地震不连续数据体（相干体）上自动提取断层线，从而提高层位自动追踪的效率和准确性。使用连续相位谱中的体曲率识别断层走向，区分上升盘和下降盘，表示断层倾角的大小；利用窗口3D拉东变换滤波器可以改善大断裂的信号强度。通过叠后数据和井资料可以研究控制裂缝发育的地质因素，多方位的叠前各向异性分析可以得到裂缝的走向和密度信息。

（2）近年反映的属性方法仍以传统的频率、振幅、波形类属性为主，应用领域包括构造分析、圈闭评价、气烟囱探测、储层识别等方面。其中，三维地震属性优化技术，一般通过属性预处理，采样训练，多变量步步识别，非线性主成分分析，建立判别模型；瞬时频率作为常用地震属性在储层预测中有着广泛的应用。而异常的瞬时频率高值也在复杂地震响应分析中有所应用。另外，由于相干属性和倾角属性的提取往往密切相连，因此曲波函数和地震几何属性的结合方面仍有更多的方法等待研究。

（3）全波形反演技术主要采用的是叠前算法，按应用的方向来分成了三类：叠前反演在岩性预测中的应用，叠前反演在储层物性参数中的应用，叠前反演在储层流体检测中的应用。

（4）AVO技术发展了与AVO反演相关的前期数据处理、AVA/AVF正问题描述及反演、AVO近似公式的精度评价以及适用性评价、基于AVO的流体识别含气砂岩识别以及裂缝描述及AVO新方法。

（5）近年磁法技术在3D正反演、CSEM与地震联合反演、CSEM与MT联合反演、油藏参数反演、井地电磁等方面取得了一定进步，主要应用于3D建模与反演、海洋电磁勘探技术和储层描述技术等三个方面。

（6）针对非常规油气的地震表征技术是近年来地震综合解释技术的研究热点。地球物理技术不仅用于页岩气勘探阶段的资源评价、“甜点”识别，而且在开发阶段可直接为储层改造与开发提供储层物性、页岩层裂缝和应力场数据，降低勘探风险，提高勘探成功率，微地震监测技术对提高页岩气井产能和采收率也有重要作用。

（7）在综合解释方面，更加注重处理-解释一体化，以及多方法结合、多信息融合与多学科综合。在解释过程中，首先通过各种特殊处理方法充分挖掘与应用地震数据中的各种信息，然后通过属性的标定、约束和模拟等手段，更准确地刻画构造、更精确地预测储层和更逼真的描述油气藏。在技术上，岩石物理、地震属性、地质统计学、三维可视化以及各种反演方法仍是主要研究领域。智能化解释（自动化解释）和模型驱动解释是未来面向地质-地球物理综合解释技术的发展方向。

未经允许，不得转载本站任何文章：

油气地球物理解释技术研究进展（三）

延伸阅读：

相关推荐