地震勘探在頁巖氣勘探中的應(yīng)用

■姜飛

（山東省煤田地質(zhì)局物探測量隊(duì)　山東　泰安　271021）

地震勘探在頁巖氣勘探中的應(yīng)用

■姜飛

（山東省煤田地質(zhì)局物探測量隊(duì)山東泰安271021）

頁巖氣是一種新興的、清潔高效的非常規(guī)油氣資源，已成為全球油氣勘查開發(fā)的新亮點(diǎn)，其中，高品質(zhì)的地震資料是頁巖氣儲層預(yù)測的基礎(chǔ)。與北美地區(qū)平坦、遼闊的地形不同，我國目前重點(diǎn)開展的海相頁巖氣勘探區(qū)域主要位于揚(yáng)子地臺及塔里木盆地等地區(qū)。這些地區(qū)大多以山地地形為主，受多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，地震地質(zhì)條件相對復(fù)雜，地面出露的巖層年代一般較老，大多以灰?guī)r為主，激發(fā)條件較差；目的層埋深變化大，波阻抗差異一般較小，反射波能量弱。本文分析了地震勘探在頁巖氣勘探中的應(yīng)用及展望.

地震勘探頁巖氣勘探應(yīng)用

我國頁巖氣重點(diǎn)開展區(qū)域?yàn)槟戏胶Ｏ喑练e地層，地震地質(zhì)條件相對復(fù)雜，數(shù)據(jù)采集難度較大。大量研究資料表明，頁巖氣等非常規(guī)天然氣蘊(yùn)含著巨大資源潛力，頁巖氣勘探與開發(fā)已成為全球油氣資源研究的熱點(diǎn)，正在改變世界能源格局。

1　地震勘探在頁巖氣勘探中的應(yīng)用

目前，國內(nèi)已陸續(xù)開展了部分地區(qū)的頁巖氣地震勘探試驗(yàn)，獲得一些原始地震數(shù)據(jù)，取得了一些有益的結(jié)論，為解決好頁巖氣地震勘探從以下幾個(gè)方面入手：

1.1尋找頁巖區(qū)構(gòu)造情況

對于頁巖，其本身即是生氣場所也是重要的蓋層，在構(gòu)造轉(zhuǎn)折帶、地應(yīng)力相對集中帶以及褶皺-斷裂發(fā)育帶，通常是頁巖氣富集的重要場所。在這些地區(qū)，裂縫發(fā)育程度較高，能夠?yàn)轫搸r氣提供大量的儲集空間。成藏之后發(fā)生的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)也能誘發(fā)頁巖裂縫的發(fā)育，也有利于頁巖氣的富集，但這可能會破壞頁巖本身作為蓋層的部分，若是通過運(yùn)移機(jī)制進(jìn)入頁巖外部的儲集層，則外部儲集層構(gòu)造特征的研究也十分重要。地震勘探技術(shù)以物性差異（波阻抗差異）為基礎(chǔ)，是一種探測構(gòu)造最有效、經(jīng)濟(jì)的地球物理方法。因此，通過地震勘探技術(shù)探明勘探區(qū)內(nèi)的構(gòu)造情況，再根據(jù)頁巖氣的沉積儲層預(yù)測，可有效獲得區(qū)內(nèi)頁巖氣有利區(qū)。

1.2頁巖氣儲層標(biāo)定

前已敘述，由于頁巖層段通常為較為均一的泥巖、炭質(zhì)頁巖，因此在地震剖面上常表現(xiàn)為弱反射特征，通過鉆孔合成地震記錄對儲層上、下的圍巖及主要地質(zhì)層位進(jìn)行標(biāo)定，對于確定儲層的厚度、埋深具有十分重要的意義。

1.3預(yù)測頁巖的厚度

預(yù)測頁巖尤其是優(yōu)質(zhì)頁巖的厚度，對頁巖氣勘探孔位選定及頁差別主要表現(xiàn)在自然伽馬曲線上，雖然優(yōu)質(zhì)頁巖速度并不一定比普通頁巖層低，但是它的自然伽馬數(shù)值要比普通泥頁巖高，利用此特征，通過擬聲波曲線重構(gòu)，重構(gòu)的曲線具有低頻聲波及高頻自然伽馬信息，它能夠?qū)?yōu)質(zhì)頁巖層進(jìn)行很好的預(yù)測。

1.4確定頁巖的埋深情況

根據(jù)合成記錄結(jié)果確定的目標(biāo)層位，對地震數(shù)據(jù)進(jìn)行連續(xù)追蹤，獲得頁巖氣儲層的全區(qū)時(shí)間場，利用鉆孔反算的速度及疊加速度值，可獲得區(qū)內(nèi)近似的平均速度場，通過網(wǎng)格化數(shù)據(jù)，利用時(shí)深轉(zhuǎn)換公式：儲層埋深=時(shí)深轉(zhuǎn)換深度-（基準(zhǔn)面-地震測量高程），可獲得區(qū)內(nèi)儲層埋深等值線。

1.5開展地震多屬性提取技術(shù)研究

地震數(shù)據(jù)體中含有大量的地震屬性信息，如何成功的提取并優(yōu)選與地質(zhì)特性有關(guān)的地震屬性是多信息綜合預(yù)測的關(guān)鍵，尤其是對頁巖氣敏感的相關(guān)屬性的提取。自20世紀(jì)70年代，人們對“亮點(diǎn)”技術(shù)進(jìn)行研究，并在墨西哥灣等地方廣泛應(yīng)用，得到較好的結(jié)果。從此，人們開始重視地震反射波的振幅和極性等在油氣藏識別中的應(yīng)用。經(jīng)過30多年的不斷研究和深化，地震屬性研究已由振幅、頻率、相位、能量、波形和比率等點(diǎn)面信息擴(kuò)展到速度、波阻抗、AVO、相干性等三維信息，從分類、提取到優(yōu)化發(fā)展為一項(xiàng)系統(tǒng)的應(yīng)用技術(shù)，它對于地震構(gòu)造解釋、地層分析、巖性特征描述、儲層預(yù)側(cè)以及油藏監(jiān)測等具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。地震屬性技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了深層勘探尤其是石油儲層預(yù)測技術(shù)的發(fā)展，近10年來國內(nèi)儲層預(yù)測方法研究空前活躍，有關(guān)函數(shù)逼近、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、統(tǒng)計(jì)模式識別、模糊模式識別和地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，以及它們之間的不同組合產(chǎn)生的綜合方法等。例如，地震屬性的相干性在德克薩市州的沃斯堡盆地有很突出的表現(xiàn)。更突出的標(biāo)志，速度各向異性能給一個(gè)直接關(guān)于干酪根和裂縫影響的度量。相干性特征可用在方位體地震數(shù)據(jù)的裂縫描述，通過方位體數(shù)據(jù)提取各個(gè)方位的斷層裂縫信息產(chǎn)生方位裂縫玫瑰圖，可檢測裂縫發(fā)育程度及方向。

1.6“甜點(diǎn)”預(yù)測

頁巖氣地震勘探的主要目的就是尋找頁巖氣勘探開發(fā)的有利區(qū)域-“甜點(diǎn)”，為井位部署和開發(fā)方案的制訂提供科學(xué)依據(jù)，通過區(qū)域內(nèi)構(gòu)造的分布情況、頁巖氣儲層的厚度及埋深、多屬性優(yōu)選、分析和提取技術(shù)，按照埋深介于1000～3000m范圍、構(gòu)造相對簡單、優(yōu)質(zhì)頁巖厚度大于30m的原則，可預(yù)測“甜點(diǎn)”的分布規(guī)律，從而有效實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)區(qū)塊井位的部署以及開展其它相關(guān)工作。

2　展望

我國頁巖氣資源豐富，具有良好的資源前景。我國的頁巖氣勘探技術(shù)還處于實(shí)驗(yàn)研究及總結(jié)摸索階段。特別是復(fù)雜地形和地質(zhì)條件下，利用地震采集和處理解釋、頁巖氣測井識別和儲層精細(xì)描述等地球物理關(guān)鍵技術(shù)。探討非震方法在頁巖氣中的勘探能力，建立頁巖氣地球物理勘探方法體系，為確定頁巖氣“甜點(diǎn)區(qū)”提供強(qiáng)有力的技術(shù)手段。我國賦存頁巖氣的地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，特別是南方海相頁巖發(fā)育地區(qū)，地形起伏較為劇烈，植被覆蓋嚴(yán)重，應(yīng)用地球物理方法進(jìn)行勘探面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。因此，需要提高復(fù)雜地形條件下地震勘探結(jié)果的質(zhì)量，并加強(qiáng)更適合山區(qū)工作的電磁法、重磁法等非震方法對頁巖氣勘探有效性研究。深化地質(zhì)認(rèn)識，優(yōu)選一批具有勘探前景的靶區(qū)，開展綜合地球物理方法試驗(yàn)，優(yōu)化技術(shù)方法組合。隨著國家和社會資金的不斷投入，未來5-10年我國的頁巖氣勘探技術(shù)可能會取得一定突破。

利用地震勘探技術(shù)，對頁巖區(qū)域內(nèi)構(gòu)造的分布情況、頁巖氣儲層的厚度及埋深、地震多屬性優(yōu)選、分析和提取技術(shù)，可圈定出最佳有利含氣區(qū)，為頁巖氣的進(jìn)一步勘探、開發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。

[1]劉振武，等.頁巖氣勘探開發(fā)對地球物理技術(shù)的需求 [J].石油地球物理勘探,2014,46 (5):810-818.

[2]李慶忠.走向精確勘探的道路 [M].北京:石油工業(yè)出版社,2015.

[3]馬霞.隱蔽油氣藏地震預(yù)測技術(shù)新進(jìn)展 [J].地球物理學(xué)進(jìn)展，2014，22（1）：294-300.

P62[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-9-321-1