地震三维三分量技术在致密砂岩裂缝预测中的应用—以川西新场气田为例

川西坳陷陆相沉积领域深层须家河组气藏具有"四超二复杂",即超深、超致密和低孔渗、超晚期构造、超高压及复杂的气水关系、复杂的储层非均质性的特点,常规地震勘探技术预测和识别如此复杂的储层和裂缝系统面临重大挑战,特别是裂缝预测成为川西须家河组地震勘探面临的最大难题。转换波三维三分量地震勘探技术在获得能够反映岩石骨架及流体特性的常规 P 波资料的基础上,同时获得了反映骨架和各向异性特性的C波资料,在纵、横波联合区分岩性、流体性质以及利用转换波各向异性和横波分裂预测裂缝方面均比单纯的纵波勘探具有明显的优势。在川西新场气田须家河组气藏,通过转换波三维三分量地震资料的综合解释,充分利用三维三分量的纵波信息和转换波信息,开展 P 波地震属性裂缝预测、方位各向异性裂缝检测、横波分裂裂缝检测等多方面研究工作。在单纯利用P波地震属性预测大尺度断裂和裂缝发育带的基础上,利用速度方位各向异性和横波分裂预测了小尺度裂缝网络系统,提高了裂缝预测的精度,较好解决了新场气田须家河组超致密储层裂缝预测问题。     

3D3C技术在川西裂缝性储层预测中的应用

川西深层须家河组油气成藏地质条件十分复杂，气藏具有超深、超低孔渗、超高压、超致密等特征，为典型的裂缝性气藏，裂缝预测是该气藏地震勘探面临的最大难题。近年来，以宽方位、大偏移、三维三分量（3D3C）地震资料为主，多学科协同，充分利用三维三分量的纵波信息和转换波信息，从地史成因裂缝预测、P波地震属性裂缝预测、P波方位各向异性检测、横波分裂裂缝检测等多方面开展研究工作，较好解决了须家河组超致密储层裂缝预测问题。     

新场地区三维三分量地震勘探实践

新场地区须家河组气藏深层致密储层孔隙度和渗透率低,含气层与围岩之间的地震响应差异小,如何利用有效的地球物理信息进行储层含气性检测及流体判别是该区深层勘探的关键。进行了须家河组地层的转换波各向异性测试,结果表明该地层具有明显的各向异性特征,适宜进行三维三分量地震勘探。建立了多波微测井方法,制作了重锤横波震源,进行近地表探测试验,纵波和横波的近地表结构厚度不同,速度亦有明显差异。发展了多波地震资料处理的关键技术,确立了多波地震资料的处理流程。进行了储层识别和裂缝特征预测,建立了高渗区地震响应模式。分析纵波与横波单一属性参数及组合参数裂缝检测效果,形成了有效的综合含气检测指数,其高值区与多口高产井区吻合。     

多波速度比参数含气性识别研究与应用

基于三维三分量地震资料,采用纵横波联合反演、递推计算等方法,可以提取多波速度比参数,包括横波与纵波速度比、横波与转换波速度比、转换波与纵波速度比,以及据此衍生出来的相关参数（如速度比导数）。以泊松比与纵横波速度比之间的数学关系为基础,利用纵波与转换波的传播特征,推导出采用泊松比或纵横波速度比表述的横波与转换波速度比、转换波与纵波速度比、转换波与纵波速度比对纵波速度的一阶导数、转换波与纵波速度比对泊松比的一阶导数。这些参数对岩性、含气性比较敏感,是油气预测中一类新的实用参数。将上述参数用于四川盆地西部深层须家河组低渗透-致密裂缝性气藏的含气性检测,发现多波速度比参数异常强、裂缝发育好的区域,是天然气富集的优质储层带。     

PP波与P-SV波叠前联合反演研究与应用

基于各向异性介质理论和Zoeppritz方程，利用PP波与P SV波叠前地震资料能够反演纵波速度、横波速度、密度及各向异性系数，能够进一步计算得到弹性阻抗、泊松比、体积模量、剪切模量和拉梅常数等多种弹性参数。结合地质、测井、岩石物理等资料，对反演获得的各种参数进行优化，归纳总结其变化规律，提炼岩性判断和流体识别的各种敏感参数，实现含油气异常区域的准确圈定。综合分析多种参数异常的交叉分布区域，能够更准确地实现有利储层及油气分布的预测与评价。基于新场3D3C地震资料，将这套方法和技术思路应用到川西坳陷深层须家河组超致密非常规天然气藏储层预测与含气性检测中，获得了良好的实际应用效果。     

裂缝性气藏转换波3D3C地震采集观测系统优选

川西坳陷深层须家河组气藏具有埋藏深、岩性致密、非均质性强、储层类型多样、气水关系复杂等特点，采用常规油气藏地震勘探技术难以取得很好的效果。转换波三维三分量（3D3C）勘探综合了纵波勘探和转换波勘探的优势，对于解决川西深层致密裂缝性储层的裂缝检测及含气性预测问题具有良好的应用前景。为此，针对深层气藏特点及裂缝检测的需要，对接收线距、束间滚动距、宽窄方位角、观测系统类型及覆盖次数等观测系统参数进行了分析论证，认为斜交方式、小接收线距、小滚动距、全方位、高覆盖次数等是决定采集数据随方位角和偏移距分布均匀的主要因素，可以更好地满足纵横波方位各向异性分析及横波分裂裂缝检测要求。设计了3个斜交砖墙式观测系统方案，并结合XC地区3D3C转换波勘探观测系统分析进行了优选。     

三维多分量地震技术在川西新场地区深层致密砂岩裂缝检测中的应用

针对以往利用三维纵波地震资料无法准确预测川西地区深层致密砂岩裂缝,特别是网状发育的规模裂缝系统的难题,在川西地区实施了三维多分量地震勘探。充分利用三维多分量地震纵横波地震属性、方位各向异性以及横波分裂现象估算裂缝发育的方位和密度,较好地解决了川西新场气田须家河组超致密砂岩裂缝网络系统的预测问题,为勘探和开发井位设计提供了可靠依据;同时,形成了针对不同尺度裂缝的预测方法和技术流程。钻探证实,三维多分量地震技术在川西新场地区深层致密砂岩裂缝预测中效果显著,钻井成功率由过去的50%提高到了89%。     

三维三分量地震资料在川西深层致密砂岩气藏预测中的应用

川西上三叠统须家河组气藏为致密裂缝性气藏,储层为低孔低渗致密砂岩,裂缝尤其是高角度裂缝预测是获得高产的关键因素.由于储层与围岩波阻抗叠置,而且裂缝预测复杂,常规地震勘探技术难以适应气藏勘探开发的需要.为此,利用三维三分量地震勘探技术进行储层预测、裂缝检测和含气性预测.以储层岩石物理参数敏感性分析为基础,利用多波联合反演、多波属性分析和多属性交会方法,更好地预测相对优质储层的分布,分析储层含气性;利用纵波及转换波振幅特征,识别规模网状裂缝形成的高效储渗区;利用相干、曲率、循环重褶积、PS波方位各向异性、横波分裂等技术可靠预测裂缝,特别是高角度裂缝的分布及发育程度.形成了一套有效的适用于川西深层致密裂缝性气藏的地震综合识别模式.     

北美Marcellus页岩气藏多波勘探天然微裂缝检测

近年来,应用于复杂油气藏勘探的3C-3D、9C-3D等多分量地震勘探技术在裂缝性储层预测中的优势日益受到业界关注。相比于传统的纵波(PP)勘探技术,多波多分量地震勘探技术可以直接引入对岩性、裂缝等敏感的横波(PSV)信息。基于美国Marcellus页岩区3C-3D纵波-转换横波勘探地震资料,在简述快/慢转换横波(PSV-1/PSV-2)法微裂缝探测的基础上,重点论述了纵波-转换横波(PP-PSV)联合反演天然张性微裂缝识别及含气性检测过程,指出基于纵波-转换横波联合反演出的密度、纵横波速度比等组合属性参数能有效地识别天然微裂缝的开闭性,预测有利含气区带。     

川西深层致密气藏多波地震预测技术及应用

四川盆地西部深层致密气藏普遍具有低孔、低渗透、非均质性的特征,气水关系复杂,油气高产对储层裂缝发育的依赖性强,常规地震技术手段难以解决其储层预测、裂缝检测及含气性识别难题。为此,对川西地区实施三维三分量地震勘探,针对川西地区深层致密气藏预测难题,利用P波叠前同时反演及纵横波叠后联合反演技术进行储层预测,利用纵波各向异性及转换波横波分裂技术进行裂缝预测,利用多波频率衰减属性及流体密度反演技术进行含气性预测。通过对多波信息的挖掘利用,提高了储层预测反演的精度,增强了小-微尺度裂缝检测的能力,拓展了含气性检测的手段,实现川西深层致密气藏较全面的多波预测及应用,为川西深层致密气藏的勘探和开发提供了重要的支撑,也为其他地区的多波地震研究提供了经验。     

川西坳陷深层须家河组裂缝模型含气响应研究

川西坳陷深层须家河组具有储层预测难、裂缝分布描述难、含气性检测难等问题。为了进一步揭示该区裂缝介质的含气响应特征，探索裂缝储层预测与描述的有效方法与技术手段，建立了近似地层原位条件的裂缝储层模型并进行数值模拟，从而分析地震波的传播特性，以指导该区地震资料的处理和解释。其主要研究思路是：首先，基于Hudson裂缝介质理论，采用复杂裂缝性气藏地质模型建立方法，充分利用该区的实际地震资料、测井资料与岩石物理测试参数等信息，建立与地层原位条件近似的各种含气裂缝介质模型；其次，运用各向异性介质地震波全波场正演数值模拟技术对裂缝模型进行数值模拟，获得地震波场数据；最后，从地震波的能量、相位、瞬时信息、频谱特征及吸收衰减属性等角度对获得的地震波场记录进行含气性分析，归纳总结裂缝模型的含气响应特征。研究结果显示，当地震波经过含气裂缝介质时，其振幅、相位、频率均具有明显的异常特征，如“亮点”现象、高频衰减等。利用这些异常特征更有利于川西坳陷深层须家河组的储层解释、裂缝分布描述及含气性检测。     

川西深层致密碎屑岩气藏储层预测方法

川西深层须家河组致密碎屑岩气藏属近源气藏,具有超深、超压、超致密、低孔隙度、低渗透率和强非均质性的特点,其有利储层分布、储层裂缝发育带预测和含气性识别是制约气藏勘探开发的难点。为此,针对须家河组气藏的特点,基于储层特征分析及储层分类,建立了波阻抗反演与拟声波测井约束波阻抗反演、地震相划分、地震属性分析、地震分频预测等多技术相结合的有利储层横向展布预测方法;采用地质、地震、测井等多学科联合研究的方法,系统地建立了多尺度裂缝发育带预测和裂缝综合评价技术系列;以叠前反演和叠前地震属性提取方法为主,建立了AVO岩石物性参数反演、AVD叠前反演油气预测、Proni吸收滤波、吸收梯度预测、双相介质理论含气性识别、多尺度频率和吸收分析等含气性预测和识别的技术系列。综合利用上述方法,对须家河组致密非均质裂缝性储层进行了有利储层识别、裂缝检测和含气性预测,取得了较好的效果,预测结果与钻井结果吻合。     

三分量地震技术在四川广安地区的应用

四川广安地区上三叠统须家河组储集层非均质性强,常规勘探难以可靠预测含气层。三分量地震具有较大的信息量,可更准确地确定地下储集层和流体特性。在得到高品质的三分量地震勘探数据的基础上,利用转换波静校正、转换点计算、转换波速度分析与动校正等一系列处理技术,获得了波场信息丰富、波组特征明显的转换波剖面。通过纵波波阻抗反演与转换波弹性阻抗反演联合解释,有效地预测出该区有利储集层的分布。     

基于多方位非零偏三分量VSP的储层裂缝检测

非零偏三分量VSP记录中普遍存在着由下行纵波转换而来的下行横波,它们携带着所经过地层的裂缝信息,可以用来检测储层裂缝.针对多个裂缝系统同时存在的情况,在横波分裂理论和前人研究的基础上提出了基于多方位非零偏三分量VSP资料研究储层裂缝的方法.该方法分为3个步骤:一是通过水平旋转、垂直旋转和上、下行波波场分离等预处理,获得研究裂缝所需的高质量下行横波;二是进行横波分裂处理,获得独立的快、慢横波记录和初步的裂缝发育方位;三是对快、慢横波记录进行可靠性分析,剔除不合理数据,最终获得裂缝发育方位和快、慢横波时差,评估裂缝密度.辽河油田HW潜山构造带HG-2井多方位三分量VSP资料储层裂缝检测结果与成像测井结果总体上一致,且与井旁构造有着合理的对应关系,验证了该方法的可靠性.     

横波源三维地震资料矢量横波四分量旋转和快慢波分离技术

横波勘探在解决气云区构造成像、岩性油气藏储层精细描述等问题上具有明显优势。为解决柴达木盆地三湖地区纵波资料品质差的难题,首次开展了可控震源纵、横波联合激发的三维多波勘探探索试验,获得了九个分量三维地震资料。文中对横波源激发、检波器水平分量接收到的四个分量地震数据开展研究。横波不同于纵波,有着明显的矢量特性,而以往横波处理技术的研究,局限于二维横波处理或者建立在三维转换波地震资料处理基础上,对横波三维空间上复杂波场的矢量关系考虑不足,无法应用于三维横波地震资料。通过不断地研究与探索,初步形成了以四分量旋转和快、慢波分离技术为核心的矢量横波四分量配套处理技术,包括：横波四分量的矢量旋转、静校正、叠前道集处理、裂缝方位角求取、快慢波分离、速度分析及叠前偏移成像技术。应用该配套技术有效解决了横波勘探的矢量处理难题,获得了与纵波信噪比相当的高品质横波成像结果,在气云区构造成像、微小断裂识别等方面具有明显优势,对三湖地区岩性储层预测至关重要。     

振幅随方位角变化裂缝检测技术及其应用

川西坳陷深层须家河组埋藏深，岩石超致密，具有很强的非均质性和各向异性。近年的勘探实践表明，裂缝是否发育对该地区深层超致密储层的孔隙度和渗透性的改善具有重大作用，是天然气能否富集、产出和高产的主控因素。目前，国外在利用P波振幅检测定向垂直裂缝方面取得了成功的经验，其本质是利用P波振幅随方位角变化(AVA)估算裂缝的方位和密度。为此，针对川西深层须家河组裂缝型气藏，利用宽方位采集的三维地震资料，研制并建立了一套预测裂缝方向和裂缝发育强度的P波方位各向异性裂缝检测技术，并且在JM地区三维地震勘探中进行了初步的应用研究，取得了较好的效果。     

多分量地震勘探技术在准噶尔盆地西北缘的应用

利用准噶尔盆地西北缘车排子地区纵、横波资料、测井资料,根据纵波、转换波传播的性质和特点,进行有针对性的转换波勘探观测系统设计,得到较高质量的多分量地震勘探数据;通过对转换波资料进行水平分量负炮检距反转,转换波去噪、静校正、共转换点道集抽取、速度分析、时间偏移等处理,得到信噪比较高、反射信息丰富、波组特征明显的多分量处理数据;通过纵横波标定、合成地震记录制作、转换波波型识别与层位对比、转换波剖面压缩与速度比求取、属性剖面计算、地震岩石物理分析、纵横波联合反演的解释思路,获得了与钻探结果相吻合的解释成果。     

利用叠前克希霍夫积分偏移提取纵横波进行油气检测

纵波（ｖｐ）通过岩石基质和孔隙流体传播，而横波（ｖｓ）只通过岩石基质传播。当地层含气或油时，ｖｐ发生变化，ｖｓ变化不大。利用ｖｐ、ｖｓ资料联合解释，可提高可靠性。当前野外地震勘探主要是纵波勘探，如何从常规剖面中提取横波，是当今研究的热点。本文介绍了利用Ｋｉｒｃｈｈｏｆｆ积分偏移直接从常规地震剖面中提取转换横波，用于烃类检测，并在准噶尔盆地腹部石西沙漠地区获得了成功，为今后的岩性勘探、储层预测、直接