叠前地震反演方法对比分析——焦石坝页岩气藏勘探实例

日益趋热的页岩气勘探与常规天然气勘探相比,其储层预测技术有显著差别。本文以四川盆地焦石坝地区为例开展页岩气层段的叠前弹性参数反演技术研究: 1充分考虑页岩气储层特性建立其弹性参数模型并进行AVO正演分析,可知页岩气表现出“弱AVO响应”特征; 2对比分析基于道集的反演与基于部分叠加的反演,认为前者更适合刻画五峰组-龙马溪组一段内高含气泥页岩层段储层特征,所得反演结果分辨率较高且与钻井资料吻合; 3应用基于道集叠前方法反演的弹性参数预测泥页岩层段的总有机碳含量(TOC),圈定优质泥页岩层段分布范围,并为页岩气开发井位设计提供可靠依据。     

四川盆地焦石坝地区页岩气储层地震定量预测方法

针对四川盆地东南部焦石坝地区五峰组-龙马溪组页岩气储层,提出了一种地震定量预测方法。首先在分析页岩储层地震响应特征的基础上,以波阻抗反演技术实现页岩层段的精细预测;接着进行页岩的总有机碳(total organic carbon,TOC)敏感参数分析,发现研究区页岩储层的密度参数与测井解释的TOC含量(CTOC)具有很好的相关性,由两者的拟合关系得到基于密度的TOC计算模型;然后在波阻抗反演页岩层段的空间约束下,采用叠前同时反演方法获得叠前密度反演数据体;最后将密度反演数据体转换为TOC数据体,精确预测出研究区页岩气储层(CTOC≥1%)的空间展布。与测井解释结果的对比表明,地震定量预测的精度较高,研究区内多个井点处页岩气储层厚度预测结果的相对误差小于2%。     

焦石坝页岩脆性评价与预测

在寻找页岩气有利区域时,页岩的脆性预测是非常重要的一个环节。传统的脆性指数预测方法是叠前三参数反演,即通过反演纵波速度、横波速度和密度等参数计算页岩脆性指数。但受入射角度或偏移距的限制,叠前反演得到的密度误差较大,根据以上参数计算的页岩脆性指数累积误差更大。以四川盆地焦石坝页岩气区块为例,探讨了应用叠后地震波形指示反演预测页岩地层脆性的方法。在页岩脆性矿物定量评价的基础上,依据测井资料计算出单井脆性矿物含量曲线,综合利用测井、地震、地质等资料,通过叠后地震波形指示反演得到脆性矿物含量数据体,进而求取页岩地层脆性的空间分布,提高页岩脆性预测精度。焦石坝工区页岩脆性波形指示反演结果显示,目的层五峰组和龙马溪组的①、③小层脆性指数较高,与岩心测试数据和实钻压裂结果吻合,为该区页岩气田的开发和井位部署提供了依据。     

海相富有机质页岩储层压力预测方法——以涪陵页岩气田上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组页岩为例

页岩储层压力预测是评价页岩储层质量、认识页岩气富集机理、识别页岩含气性及寻找页岩气勘探有利区的基础。高-过成熟的海相富有机质页岩中发育大量纳米级有机质孔隙,且页岩储层普遍存在由生气造成的异常高压。目前页岩储层压力预测多建立在无机孔隙发育演化规律基础之上,没有考虑纳米级有机孔隙发育演化,从而导致“压力异常”的假象或者储层压力预测结果不准确。本文提出了一种适用于海相富有机质页岩的储层压力预测方法：假设页岩储层有机孔隙和异常压力共存,计算有机孔隙的声波测井响应,并校正声波测井曲线,建立新的压力预测模型。以涪陵页岩气田五峰组-龙马溪组页岩为例探讨了该方法的可靠性和实用性。结果表明,相校于原始Eaton法,该方法计算结果与实测压力数据吻合程度更高（R²=0.81）,预测误差相对较小且符合正态分布。因此该压力预测方法能够有效、可靠地预测研究区海相页岩储层压力。据预测,焦石坝一期产建区地层压力总体具有背斜中间高、周缘低、东南侧局部具有高值的特征,该结果与无阻流量具有良好的相关性,进一步说明该方法的可靠性。该方法对于完善非常规页岩储层压力预测方法、推动超压页岩气勘探具有重要的现实意义。     

——以渤海海域QHD29-2区块为例

常规叠后波阻抗反演和叠前弹性波阻抗反演技术难以有效预测和描述QHD29-2区块储层和流体的展布范围,为此,采用了基于Russell近似的 叠前弹性波阻抗反演技术。该反演技术直接从流体弹性波阻抗反演数据体中提取对流体类型较敏感的流体因子f和剪切模量μ,使弹性阻抗与流 体因子相关联,最终反演结果兼顾常规弹性阻抗反演的高抗噪性以及利用流体因子进行流体识别的直观性,有效地减少了常规流体因子间接计算 的误差累积。利用叠前弹性阻抗反演方法进行QHD29-2区块东营组三段流体检测,进一步提高了该区块含油气储层物性横向变化的认识。     

叠前弹性波阻抗反演在流体检测中的应用——以渤海海域QHD29-2区块为例

常规叠后波阻抗反演和叠前弹性波阻抗反演技术难以有效预测和描述QHD29-2区块储层和流体的展布范围,为此,采用了基于Russell近似的叠前弹性波阻抗反演技术.该反演技术直接从流体弹性波阻抗反演数据体中提取对流体类型较敏感的流体因子f和剪切模量μ,使弹性阻抗与流体因子相关联,最终反演结果兼顾常规弹性阻抗反演的高抗噪性以及利用流体因子进行流体识别的直观性,有效地减少了常规流体因子间接计算的误差累积.利用叠前弹性阻抗反演方法进行QHD29-2区块东营组三段流体检测,进一步提高了该区块含油气储层物性横向变化的认识.     

拟声波反演技术在优质泥页岩储层预测中的应用——以焦石坝页岩气田为例

四川盆地焦石坝地区下志留统龙马溪组下部沉积了一套较厚的海相暗色泥页岩,由于其含气的优质泥页岩储层速度、密度变化小,波阻抗响应特征不明显,利用常规波阻抗反演技术进行优质泥页岩的定量预测存在困难。为此,提出了利用拟声波反演进行优质泥页岩定量预测的技术,即基于优质泥页岩具有高TOC值的这一特征,首先利用小波多尺度分解技术提取声波测井曲线中的低频信息,再利用信息融合技术将TOC曲线与原始声波曲线重构成拟声波曲线,结合该区地震数据和稀疏脉冲波阻抗反演技术实现了优质泥页岩的定量预测。预测结果表明:该区龙马溪组下部的优质泥页岩整体发育,主体部位优质泥页岩厚度大于35m,由东北向西南优质泥页岩厚度增加。拟声波反演预测结果与后续实钻结果基本一致,预测误差小于1m,同时龙马溪组优质泥页岩的纵横向展布特征也得到了有效刻画。     

非高斯反演在页岩气储层预测中的应用

利用地球物理资料进行页岩气储层预测十分重要。叠前反演是提取隐藏在地震中的弹性参数的重要途径,通常假设地震反演中噪声服从高斯分布,但基于高斯模型的叠前反演方法难以满足页岩气储层预测的需要。为此,对数据实际噪声情况进行分析,选择适合工区的非高斯反演方法进行叠前反演,得到工区弹性参数,提高了反演的准确度。通过不同反演方法的对比,表明非高斯反演方法比高斯反演更能反映优质页岩储层。     

弹性波阻抗反演技术的应用

随着叠前时间偏移处理技术的推广,叠前弹性波阻抗反演技术应运而生。作为一种储层预测的技术,叠前弹性波阻抗反演与常规叠后声阻抗反演有其自身的优越性。以中国西部某油田三维及多波二维测线为依托进行了研究,在关键技术研究方面取得一系列进展,总结并完善了叠前弹性波阻抗反演的流程。研究结果表明,利用叠前弹性波阻抗反演进行储层预测及烃类检测效果明显。     

页岩气储层地层压力预测方法及其在四川盆地的应用

在构造稳定区,页岩气储层超压的成因以生烃增压为主,常规基于欠压实成因的地层压力预测方法并不适合直接应用于页岩气储层的地层压力预测。为此,以Clay-Plus-Silt(CPS)模型为基础,考虑干酪根生烃的影响,基于岩石物理建模的思路,提出了一种新的正常压实速度趋势线构建方法,并结合Eaton方程形成新的页岩气储层地层压力预测模型。该模型能够更好地反映岩性变化对正常压实速度的影响,并且对实测压力数据的要求更低。基于该模型正演得到的正常压实速度,结合高精度叠后波阻抗反演,建立了页岩气储层地震地层压力预测技术流程。四川盆地某页岩气区块实际应用表明,该方法能有效提高页岩气储层钻前地层压力的预测精度。     

叠前地球物理技术预测页岩气保存条件——以四川盆地焦石坝构造页岩气藏为例

近年来,随着四川盆地涪陵页岩气田页岩气勘探开发取得重大突破,川东地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组巨大的页岩气勘探开发潜力被进一步证实。但是,如何利用地球物理技术更加准确有效地评价页岩气保存条件,目前仍然是该区页岩气勘探开发中亟待解决的问题。为此,基于叠前地震数据,从裂缝发育程度和地层压力的角度出发,首先利用基于叠前方位各向异性的裂缝预测技术进行高角度裂缝的预测,然后利用基于叠前纵波波阻抗反演的压力预测技术描述地层压力的空间分布特征,最终将两者相结合得到评价页岩气保存条件的新参数——保存系数,进而形成了一套可以有效预测页岩气保存条件的新方法 ;将新方法用于涪陵页岩气田焦石坝区块五峰组—龙马溪组页岩气保存条件的评价,并将气井生产资料与保存系数的预测结果进行对比验证。研究结果表明:页岩气保存系数与其无阻流量的对应性较好,并且弥补了低产井与无阻流量之间的不吻合关系。结论认为,保存系数预测结果与钻井生产资料具有较好的吻合度,证明了新的页岩气保存条件评价方法的有效性和可靠性。     

四川盆地涪陵地区页岩储层压力预测及高压形成机制分析

地层压力是反映页岩气保存条件的重要指标之一,是影响页岩气产能的重要因素。涪陵页岩气田构造特征复杂,地层压力变化大,如何准确预测地层压力对页岩气勘探开发尤为重要。在对现有地层压力预测方法系统分析的基础上,将Eaton法作为涪陵页岩气田地层压力预测的首选方法,并结合涪陵地区地质特征,通过"纵向分段、平面分区、多井联合"的方式对正常压实趋势线的建立过程进行质控,以提高单井孔隙压力预测的精度,通过广义线性反演为核心的高精度地震层速度处理技术提高三维孔隙压力预测精度。此外,基于声波速度-密度交会图以及有机质演化特征、构造地质特征,对涪陵地区页岩层段的高压成因机制进行探索性研究,认为涪陵地区志留系页岩层段的压力异常是由欠压实、生烃作用和构造挤压3种机制共同作用的结果。      

页岩气储层孔隙压力测井预测新方法

页岩气储层中常出现明显的异常高压现象,其孔隙压力会在短距离内大幅上升。若不能及时准确预测这些异常高压值,可能导致井涌、井喷等钻井事故,不仅会给钻井施工造成重大损失,还严重影响储层评价工作。然而,现有的方法却很难准确预测页岩气储层中的异常孔隙压力值。结合页岩气岩心实验数据,在充分考虑孔隙度、有机质含量和有效应力对声波速度影响的基础上,提出了一套基于声波速度模型的页岩气储层孔隙压力预测新方法。该方法通过使用不含气层段的纵波、横波速度关系对储层纵波速度进行含气性校正,消除了气体对异常高压现象在声波测井信息表征上的影响。此外,该方法还能预测因不平衡压实和生烃作用等多种机理引发的页岩气储层异常孔隙压力,弥补了现有传统方法只能预测由不平衡压实引起异常高压的不足。以昭通地区页岩地层S井为例进行储层孔隙压力预测,形成了基于声波速度模型的储层孔隙压力预测方法技术流程。     

四川盆地涪陵气田焦石坝区块上部气层地质特征分析及有利区优选

以四川盆地涪陵页岩气田焦石坝区块上部气层为研究对象,在对上部气层岩相、地化、孔隙、含气性等页岩品质特征研究的基础上,分别建立了上部气层含气性、可压性评价标准,指出焦石坝区块上部气层以Ⅱ类气层为主,⑧小层含气性最优.优选页岩烃源品质、含气性、构造变形强度、裂缝、埋深5大类8项指标,建立焦石坝上部气层开发选区评价体系,将焦...     

四川盆地焦石坝地区龙马溪组海相页岩储层非均质性特征

以四川盆地焦石坝地区下志留统龙马溪组海相页岩为研究对象，综合利用全岩X衍射、薄片鉴定、阴极发光、氩离子抛光扫描电镜、高压压汞-气体吸附联测、核磁孔隙度等实验数据，开展不同岩相储层特征差异性研究。研究结果揭示:（1）焦石坝地区龙马溪组海相页岩岩相主要分为硅质类页岩、混合类页岩和黏土类页岩；（2）硅质类页岩有机孔隙非常发育，混合类页岩和黏土类页岩中无机孔隙较为发育，其中黏土类页岩有机孔隙发育程度较弱；（3）不同页岩岩相非均质性特征显著。总有机碳含量、孔隙度、孔隙体积、比表面积和含气量方面，硅质类页岩最为发育，黏土类页岩发育程度最低，混合类页岩介于两者之间；（4）硅质类页岩沉积期古生物繁盛有利于有机质富集和有机质孔隙发育，混合类页岩和黏土类页岩分别受底流和陆源碎屑沉积作用影响，总有机碳含量较低且有机质孔隙相对欠发育。      

中扬子地区五峰组—龙马溪组页岩气成藏关键地质因素

中国南方中扬子地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组具有较好的页岩气勘探前景,但目前对于该区复杂的地质条件及页岩气勘探开发潜力的认识尚不够全面,制约了其勘探成效。为了揭示该区五峰组—龙马溪组页岩气富集的主控因素,以单井储层综合评价为基础,结合钻井、测井、岩心、露头及分析测试数据,对五峰组—龙马溪组黑色页岩的沉积环境、储层发育特征及保存条件等页岩气关键富集条件进行研究,并与四川盆地焦石坝和长宁等页岩气主产区块进行对比。研究结果表明:①该区富有机质页岩段形成于五峰组—龙一3亚段沉积期,为深水陆棚沉积,厚度介于15～39 m,由南至北逐渐增厚;②优质页岩段储层岩石相类型以硅质页岩相为主,孔隙度介于1.60%～7.44%,储集空间以有机孔为主、连通性较好,总有机碳含量高,有机质类型为腐泥型—偏腐泥混合型,热演化程度高,含气性较好,可压裂性好;③当阳复向斜内地层保存较好、产状平缓、断裂发育少、顶底板厚度大且分布稳定,页岩气保存条件较好;④较之于长宁、焦石坝等区块,中扬子地区具有埋藏深、两向应力差较大和地层压力系数较低的特点。结论认为,该区五峰组—龙马溪组具有较好的页岩气富集条件,具备进一步开展勘探工作的潜力;但其高应力差、大埋深和相对较低的压力系数也给后期的页岩气经济开发和规模上产带来了挑战。     

涪陵页岩气勘探开发重大突破与启示

中国海相页岩气分布领域广,资源丰富,但与北美相比,具有页岩时代老、热演化程度高的特点;同时由于经历多期次的构造改造,具有保存条件和埋深差异大的特殊性。针对这些特点和特殊性,提出了生烃条件、储集条件和保存条件为核心的页岩气“三元富集”理论。以此为指导,中国石化集团公司的页岩气勘探向四川盆地及其近缘聚焦,确定川东南地区下志留统是首选的页岩气勘探突破领域。建立了海相页岩气区带和目标评价方法,优选涪陵焦石坝构造为页岩气突破目标,2012年部署钻探焦页1井,一举发现了中国首个大型页岩气田--焦石坝龙马溪组海相页岩气田。同时,借鉴、集成和研发关键技术,形成了中、浅层海相页岩气钻井技术和大井段分段压裂的海相页岩储层改造技术。在勘探开发一体化的工作思路指导下,通过精细高效的组织管理实现焦石坝大型页岩气田的快速高效开发。     

页岩气高精度三维地震勘探技术的应用与探讨——以四川盆地焦石坝大型页岩气田勘探实践为例

中国南方海相页岩气成藏模式与北美地区存在着明显的差异,前者储层厚度普遍较薄且保存条件复杂,常规的二维、 三维地震勘探技术难以精细刻画泥页岩层的构造特征并准确反映优质泥页岩的分布规律,因而影响了页岩气水平井井位部署的成功 率。要想在中国南方海相沉积区获得页岩气商业产能,就必须实施面向岩性勘探的三维高精度地震勘探,准确描述页岩气“甜点” 的分布情况。因此,针对四川盆地东南部涪陵焦石坝地区复杂的地震、地质条件,三维高精度地震采集观测系统的设计应该具备宽 方位、小道距、高覆盖、纵横向覆盖均匀、适中排列的特点,以满足页岩气勘探对构造解释、岩性解释以及裂缝预测的需要。基于 该思路,2013 年在该区实施的首个高精度三维地震勘探项目对焦石坝大型页岩气田的发现起到了重要的促进作用。基于四川盆地海 相优质泥页岩从志留系到寒武系呈多层系发育的特点,可以实施页岩气立体勘探的策略,充分挖掘高精度三维地震资料中所包含的浅、 中、深地层的油气信息,全面扩大勘探成果,以平衡页岩气勘探开发高昂的上游成本,持续推动该区页岩气高效勘探开发进程。