地震技术在煤层气储层研究与物性预测中的应用

随着我国对煤层气勘探开发的重视,煤层气储层的研究也越来越重要,特别是对煤层气储层内部结构特征的精细描述和刻画,以及对煤储层的含气性和渗透性预测,已成为研究的热点问题。由于煤层气藏自身所具有的独特特征,使得常规物理勘探方法难以对煤层气储层进行有效的研究,而地震技术则显示出其巨大优势。如利用地震技术解释煤储层构造;地震属性分析的方法研究薄煤层厚度;叠前AVO反演技术、叠前弹性阻抗(EI)反演技术和叠后波阻抗(AI)反演技术对煤储层含气性的预测;叠前方位AVO反演技术和地震反射层的曲率属性分析技术对煤储层渗透性的预测。经研究及实践表明,地震技术在煤储层研究中的效果明显。     

沁水盆地南部煤层气叠前地震多属性分析

将叠前AVO属性、叠前AVO反演、叠前FVO反演同时应用在沁水盆地南部3#煤层的储层预测中,综合分析叠前地震多属性,确定有利储层分布,预测结果与实际测井解释的含气性结论一致,有效地提高了煤储层预测的准确性,且为沁水盆地南部煤层气及类似储层的预测提供可行的方法。     

煤层气AVO分析预处理关键技术

利用地震勘探AVO技术预测煤层气(CBM)的风险主要来自地震预处理对反射振幅的改造,这种改造对高信噪比、高分辨率和高保真处理虽然是必要的,但是对煤层气AVO分析却存在一定影响。类似砂岩含气储层的AVO预处理,相对振幅保持是煤层气AVO分析预处理秉持的基本原则,煤层气储层第IV类AVO异常使得其预处理又区别于一般砂岩含气储层。径向道滤波线性噪音衰减技术、高低频分离地表一致性振幅补偿技术、保幅Kirchhoff叠前时间偏移技术是解决煤层气AVO分析预处理中线性干扰、近地表异常、空间成像引起的振幅变化问题的关键技术。野外数据试验表明:3项关键技术可以满足相对振幅保持处理要求,最大程度保留煤层气AVO第IV类振幅异常,有利于实现煤层气AVO分析和提高煤层气预测精度。     

基于AVO反演技术的煤层含气量预测

为预测煤层气含气量,结合山西寺河煤矿实际资料,在分析不同含气量AVO异常特征的基础上,通过反演得到AVO属性,建立多地震属性与含气量之间的相关关系,从而获得煤层含气量分布。对于含气量不同的钻井,高含气量的煤层一般能形成较强的AVO异常,低含气量的煤层AVO异常很小。基于截距和梯度属性,可获得纵波阻抗、横波阻抗、极化参数、密度和伪泊松比等地震属性。地震属性与煤层含气量之间具有相关性,其中截距、纵波速度、纵波阻抗、横波阻抗、极化参数、密度、伪泊松比等属性与含气量具有较大相关性。研究表明,井孔处煤层含气量预测结果与实测瓦斯含量预测误差低,吻合性好,表明基于AVO反演技术预测煤层含气量是一种可行的方法。     

叠前弹性反演技术研究及应用

叠前地震反演克服了叠后地震反演储层信息量的不足,具有良好的保真性和多信息性,可提高储层的描述精度.本文针对涠西南凹陷古近系地层多物源湖相沉积,储层纵、横向变化大,开展叠前弹性反演研究,采取叠前保幅处理技术、岩石地球物理分析技术、高分辨率储层预测技术以及AVO属性分析技术,预测了砂层组的横向发育特征,比较可靠地揭示出地下储层的展布情况和油气状况.     

基于PCA-Kmeans++的煤层气多属性融合聚类分析方法研究

将基于PCA-Kmeans++的多属性融合聚类技术应用于沁水盆地南部3#煤层的储层预测中,对融合聚类属性进行分析,确定有利储层分布。首先提取常规的叠后地震属性、叠后波阻抗反演以及叠前AVO属性;然后利用PCA主成分分析方法,得到贡献率最大的几个主成分分量;最后通过Kmeans++无监督机器学习算法对主成分分量进行融合和聚类。实际资料应用结果表明,PCA-Kmeans++方法可以融合各个属性的特征,能够更加清晰地反映地质异常体的分布特征,为沁水盆地南部煤层气及类似储层的预测提供了一种可行的方法。     

煤层气AVO反演对地震资料偏移距的要求研究

为了研究AVO反演在煤层气勘探中对地震资料偏移距的要求,以正演模拟为研究手段,根据钻井、测井数据和地震勘探解释成果,建立了普遍适用的煤层气储层地质模型,应用Zoeppritz方程组弹性模量近似式,计算出其各项系数对入射角的梯度。理论模型的正演模拟表明,将AVO反演应用于煤层气勘探时,地震资料的最大偏移距应当保证最大入射角接近或等于反射系数对入射角梯度极值对应的入射角。通过对实际钻井资料进行AVO模拟,结果表明在煤层气勘探中应用AVO反演,地震资料的最大偏移距只要接近、等于或略大于目的层深度,就可以反映振幅随偏移距变化的特征,足以满足煤层气勘探中AVO反演对地震资料偏移距的要求。     

恩洪向斜煤储层特性及其地质影响因素

根据恩洪向斜大量的煤田地质资料及煤层气勘探井的成果,分析研究了本区煤储层孔裂隙发育特征、含气性、渗透性,得出了以下结论:恩洪向斜具有煤层厚度大、分布面积广、煤级适中、含气量高等有利于煤层气开采的地质条件,但煤中孔隙分布导致渗流通道可能受阻,而且复杂而强烈的构造变动破坏了煤层的原生结构。根据煤层气试井资料,下部煤层渗透性好于上部煤层。重烃浓度极高是区内煤层气产出的一个显著特点。在今后煤层气勘探开发工作应重点加强构造特征的研究,并针对高含气性、低渗透性选用合适的勘探开发工艺。     

东方区中深层道集优化处理关键技术

莺歌海盆地东方区中深层发育超压气藏,AVO属性是区分气水的有效方法。已有叠前道集资料存在近道剩余多次波发育、沿偏移距方向振幅畸变等问题,制约了应用AVO技术预测储层含气性的效果。针对问题采取了两项道集优化处理关键技术。叠前LIFT去噪技术通过AVO正演模拟有效反射,实现近道剩余多次波的衰减。井约束偏移距方向振幅补偿通过建立合理的偏移距方向振幅补偿函数,使优化处理后的CRP道集AVO特征与理论认识吻合。应用优化处理后的地震道集开展了东方区中深层有利目标的含气性预测,AVO属性准确描述了含气砂岩的横向分布范围,预测结果经钻井检验可靠。     

湘东桃水矿区煤储层特征及煤层气资源分析

为研究桃水矿区煤层气地质条件,基于勘探资料与实验数据,分析了桃水矿区煤储层与含气性特征,评价了煤层气资源潜力。研究表明:研究区2、4煤层累计厚度3.28 m,煤层含气量4.58～13.34 m3/t,含气性较好。煤层煤体结构较破碎,孔隙发育,渗透性好,含气饱和度低,储层压力适中(常压储层)。研究区煤层气地质资源量6.98×108m3,资源丰度0.60亿m3/km2,资源前景较好。     

地震属性在延川南煤层气勘探中的应用

从延川南地区地震资料中提取各种地震振幅、频率、相位等地震属性,比较分析地震属性与反射结构、煤层气储层中的煤层、含水层、含气层的关系,结果表明地震属性分析可以精细地描述煤层气储层的构造、地层和岩性特征,可以判别储层中强含水、含气层。结合钻井地质资料与测井资料,三瞬剖面解释可以进行煤层厚度估计与质量评价,为煤层气钻井设计提供依据。     

煤层气封存单元及其地震-地质综合识别方法初探

煤层含气性与渗透性的空间分布具有强烈的非均一性,基于地质选区理论预测的富集有利区控制精度不能完全适应煤层气开发的空间尺度需求。为将稀疏的钻孔测井资料和空间密集采样的地震资料有机结合起来,实现区块尺度下煤层气富集高产区的精细预测,引入煤层气封存单元的概念,并对其构成要素和基本特征进行了讨论;提出基于地震地质综合研究,识别区块尺度下煤层气封存单元的研究思路和方法。初步研究表明:在煤层气地质理论指导下,以煤层气封存单元的封堵层(带)为研究对象,运用以地震属性分析、地震反演为核心的地震综合解释技术,将构造、围岩岩性及其组合、聚煤前后沉积微相等封堵层(带)构成要素作为主要研究内容,可以实现对煤层气封存单元的识别与划分。     

煤层瓦斯富集区时频域低频阴影检测

为了研究地震波在含气地层传播过程中地震波能量衰减、波形变化、横向连续性的变化等特征,实现三维地震资料瞬时谱分解,检测瓦斯富集区的低频阴影特征,在已有煤矿实际地质资料分析基础上,构建了具有代表性的煤层瓦斯富集区地质模型。通过黏弹性地震波动方程正演数值模拟获得了模拟地震记录剖面,并借助于S变换实施了地震剖面时频分析,获得了不同频率成分的处理结果。对比分析结果表明:横向上,煤层瓦斯富集区较原生煤反射振幅更强,且煤层底面反射同相轴整体下拉,瞬时频率降低,具有低Q值的瓦斯富集区地震波高频能量衰减严重,低频成分衰减慢,低频(30 Hz)瞬时剖面中对应瓦斯富集区下方表现为强能量团,当频率增加到60 Hz及以上,瓦斯富集区能量明显低于低频瞬时剖面中对应位置的能量,呈现出明显的"低频阴影"现象。选取核桃峪矿区实测三维地震资料实施时频分析处理,并重点针对8号煤层的地震反射特征和时频谱属性进行对比分析,结果表明煤层瓦斯富集区具有与正演模拟结果完全一致的"低频阴影"特征。利用"低频阴影"不仅能预测煤层瓦斯富集区,而且可以刻画富集区的边界和空间展布,减小三维地震勘探资料预测煤层瓦斯富集区的多解性;经后期实际钻采结果验证,结果吻合较好,证明了利用"低频阴影"检测瓦斯富集区的可行性。     

用神经网络技术进行地震波速反演

研究了采用神经网络技术进行地震波速率反演的方法和实现细节,经过训练之后的神经网络输出结果基本和实际结果拟合。与传统的方法相比、本方法避免了对求解过程的简化和假设,使结果更接近于实际值。     

鄂尔多斯盆地东缘临兴区块煤系叠置含气系统及其兼容性

叠置含气系统及其兼容性是煤系多类型非常规天然气合采可行性判识基础。基于临兴区块地层压力、天然气地球化学及生产数据解译,划分了叠置独立含气系统,探讨了含气系统间兼容性。基于地层压力梯度差异认为目标层段至少存在7套独立含气系统;基于产层的天然气甲烷同位素差异,认为太2段、山2~山1段、盒8~盒6段、盒3段等4套层系互不连通;基于天然气生产曲线差异,识别出山西组与石盒子组为2套独立含气系统。综合将研究区自上而下划分为千1~千4段、千5段、盒1~4段、盒5~8段、山1~太1段、太1~太2、本1段及本2段等独立含气系统。提取了地层压力梯度、气层厚度、渗透率及可动水量等影响合采兼容性关键因素,采用最优分割分类方法,指出研究区含气系统兼容性最佳分类数为5~6类,千5段、盒1~4段、盒5~8段等3套叠置含气系统合采兼容性较好。     

比德—三塘盆地多煤层条件下煤储层吸附解吸特征研究

结合不同次级向斜13个煤样的等温吸附解吸实验以及比德—三塘盆地多煤层区两口煤层气试井资料,分析了不同含气系统内煤储层吸附解吸特征,研究了含气系统类型与多煤层区煤层吸附解吸特征的相关性。研究表明:在多煤层条件下,影响煤吸附解吸特征的主控因素并非不同的含气系统类型,而仍然为储层条件及煤质。     

地震波形分类技术在河道预测中的应用

近年来,地震油气储层预测新技术不断涌现和发展,地震波形分类技术就是其中之一,该技术的基础是当沉积相单元发生变化时其地震反射特征(包括振幅、频率、相位、积分能谱、时频能量等)也必定有所变化,利用神经网络技术把地震信号的总体变化定量地刻画出来即对波形进行分类,形成地震波形异常即地震相图。本文简要地介绍了这一方法的基本原理,一般流程及关键参数等技术环节。在分析某油田河道砂体测井和地震响应特征的基础上,应用这一技术对该油田主要目的层段河道进行了准确预测,确定了主河道的平面展布范围,为钻探部署提供了决策依据。     

地震方法无损探测挡土墙内部结构的试验研究

地震方法无损探测挡土墙内部结构是地震方法应用于岩土工程的新发展。挡土墙的形态决定了常规地震反射方法受到了限制，改进现有的地面地震反射方法技术和处理技术才能使地震方法更好地解决地质问题。本文对在无损探测挡土墙结构中所采用的地震反射法技术和应用实例进行了讨论。     

基于逾渗机理的含瓦斯煤体变形破坏机制及试验研究

针对含瓦斯煤岩在高应力环境下易发生松散破坏的问题,考虑煤体的多孔介质特征,研究了含瓦斯煤岩受应力扰动影响下的变形破坏规律。首先,基于逾渗理论提出了含瓦斯煤体的逾渗破坏概念,它的实质是含瓦斯煤岩发生逾渗行为后导致瓦斯突出使煤体失稳破坏过程中发生的一种动力破坏现象。然后通过理论分析了逾渗破坏分布区域并给出了逾渗破坏概率P_∞的计算公式,推导出了含瓦斯煤体的Biot型本构方程,表明含瓦斯煤体孔隙率与渗透系数和有效应力密切相关。结合含瓦斯煤体本构方程并在逾渗破坏区进行了应用,得到了逾渗破坏区半径R_p的计算公式。最后,对拟制备的含气类岩石试件进行了三轴压缩试验,试验结果表明:随着试件孔隙、裂隙增多,弹性模量和脆-延性破坏临界拐点应力值随之减小;同时,黏聚力和内摩擦角值随试件内部气体孔隙增加均不同程度的降低,导致逾渗破坏区半径增大,并且其影响程度会随内摩擦角和黏聚力的减小而增强。随着应力增加,试件内部孔隙、裂隙逐渐贯通,最终呈松散破坏即逾渗破坏。     

开展盆地中心气研究开辟新的油气勘探领域

在全世界的非常规含气系统中,盆地中心气系统(BCGS)可能是经济价值较大的一种,美国每年的天然气总产量有15%来自盆地中心气系统.盆地中心气藏(BCGA)不同于常规圈闭气藏,其呈区域性分布,具有烃源区域性普遍成藏、储层处于气饱和状态和异常压力、缺失下倾的水接触面及渗透率低等特点.目前盆地中心气藏的勘探主要集中在北美地区.针对江汉探区面临的勘探形势,我们有必要修正勘探思路,在鄂西渝东区开辟新的勘探领域,重视盆地中心气藏(BCGA)的勘探,本文提出了研究建议.