■姜飛
(山東省煤田地質(zhì)局物探測量隊 山東 泰安 271021)
地震勘探在頁巖氣勘探中的應用
■姜飛
(山東省煤田地質(zhì)局物探測量隊山東泰安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,其中,高品質(zhì)的地震資料是頁巖氣儲層預測的基礎(chǔ)。與北美地區(qū)平坦、遼闊的地形不同,我國目前重點開展的海相頁巖氣勘探區(qū)域主要位于揚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)造運動影響,地震地質(zhì)條件相對復雜,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用及展望.
地震勘探頁巖氣勘探應用
我國頁巖氣重點開展區(qū)域為南方海相沉積地層,地震地質(zhì)條件相對復雜,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,正在改變世界能源格局。
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,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,能夠為頁巖氣提供大量的儲集空間。成藏之后發(fā)生的構(gòu)造運動也能誘發(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,若是通過運移機制進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)層位進行標定,對于確定儲層的厚度、埋深具有十分重要的意義。
1.3預測頁巖的厚度
預測頁巖尤其是優(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)頁巖層進行很好的預測。
1.4確定頁巖的埋深情況
根據(jù)合成記錄結(jié)果確定的目標層位,對地震數(shù)據(jù)進行連續(xù)追蹤,獲得頁巖氣儲層的全區(qū)時間場,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),利用時深轉(zhuǎn)換公式:儲層埋深=時深轉(zhuǎn)換深度-(基準面-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70年代,人們對“亮點”技術(shù)進行研究,并在墨西哥灣等地方廣泛應用,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、波形和比率等點面信息擴展到速度、波阻抗、AVO、相干性等三維信息,從分類、提取到優(yōu)化發(fā)展為一項系統(tǒng)的應用技術(shù),它對于地震構(gòu)造解釋、地層分析、巖性特征描述、儲層預側(cè)以及油藏監(jiān)測等具有十分重要的現(xiàn)實意義。地震屬性技術(shù)的發(fā)展促進了深層勘探尤其是石油儲層預測技術(shù)的發(fā)展,近10年來國內(nèi)儲層預測方法研究空前活躍,有關(guān)函數(shù)逼近、神經(jīng)網(wǎng)絡、統(tǒng)計模式識別、模糊模式識別和地質(zhì)統(tǒng)計學方法,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)。更突出的標志,速度各向異性能給一個直接關(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”預測
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”,為井位部署和開發(fā)方案的制訂提供科學依據(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,可預測“甜點”的分布規(guī)律,從而有效實現(xiàn)對目標區(qū)塊井位的部署以及開展其它相關(guān)工作。
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)還處于實驗研究及總結(jié)摸索階段。特別是復雜地形和地質(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“甜點區(qū)”提供強有力的技術(shù)手段。我國賦存頁巖氣的地質(zhì)環(huán)境復雜,特別是南方海相頁巖發(fā)育地區(qū),地形起伏較為劇烈,植被覆蓋嚴重,應用地球物理方法進行勘探面臨嚴峻挑戰(zhàn)。因此,需要提高復雜地形條件下地震勘探結(jié)果的質(zhì)量,并加強更適合山區(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,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),為頁巖氣的進一步勘探、開發(fā)提供科學依據(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.隱蔽油氣藏地震預測技術(shù)新進展 [J].地球物理學進展,2014,22(1):294-300.
P62[文獻碼]B
1000-405X(2016)-9-321-1