基于匹配追踪分解的流体活动因子预测煤层气甜点区

煤层气勘探与开发是我国非常规油气资源勘探的热点之一,近年来已取得了较多突破性进展,但煤层非均质性强,吸附态为主的煤层气识别困难,勘探开发风险大,因此在钻井资料较少及叠后地震资料未充分利用的情况下,充分利用地震资料的横向变化特征,精确刻画煤层气“甜点”区分布具有重要意义。常规叠后地震反演能够识别煤层,但无法预测煤层的含气性,而基于地震波衰减理论的流体活动因子能够有效表征储层的渗透性,识别含气煤储层。提出将流体活动因子与高精度匹配追踪算法相结合,充分发掘已有叠后地震数据信息,在高精度地震信号时频分解的基础上,建立含气煤层与地震波衰减的联系,求取流体活动性属性,实现高精度煤层气“甜点”识别。该方法忠实于地震数据,不受构造及层序解释的影响,能客观反映煤层的含气性。理论模型试算和在沁水盆地煤层气勘探中的实际应用证明了该方法的可行性及有效性。      

页岩气富集带地质控制因素及地震预测方法

首先对页岩气富集带的地质控制因素及各家的评价指标进行了探讨,认为页岩气的评价指标可以分为两大类：一类是评价页岩气量的多少,即资源因素,它决定了该区页岩气资源潜力及储量的多少,是页岩气资源评价、有利区块优选的关键指标。主要包括页岩厚度、有机质（TOC）丰度、干酪根类型、成熟度(Ro)、天然气含量及状态（游离、吸附）等。另一类决定了页岩气能否经济地开采出来,以及产量的高低,即所谓的“核心区”或“甜点”区。包括埋藏深度、页岩本身的矿物成分、脆度、孔隙度（裂缝）、渗透率以及原始地应力大小、方向及差异等。这两类指标共同控制了页岩气的富集和最终产量。因此,在页岩气勘探开发过程中,应首先利用地质和地球化学方法对第一类指标进行评价,从中优选出有利区块。在有利区块内,可以利用地震相关技术对第二类指标预测和评价,从中优选出适合钻井和开采的页岩气富集带或“甜点”区。根据对页岩气富集带（甜点）地质控制因素的讨论,可以将页岩气划分为“裂隙” 型页岩气藏及“脆性”型页岩气,两种类型均需位于弱应力各向异性区,以便于压裂过程中得到理想的复杂网状裂缝系统。笔者认为,对于“裂隙”型页岩气藏,几何地震属性分析技术（包括相干体、蚂蚁体、曲率体等）可以很好地刻画断层、隐伏断层及裂缝发育带,对这些成果的解释可以以玫瑰图的方式展示,从而可以揭示该区域的裂缝的主要发育方向及次要方向,进而推断该区的局部主应力方向,为水平井位部署提供依据。而对于“脆性”型页岩气藏,叠前反演技术、叠后反演技术可以揭示低泊松比(υ),纵横波速比等来进行有利目标（甜点）识别。曾经在常规油气勘探中发挥重要作用的地震技术,在页岩气等非常规油气资源勘探开发中,仍然是一种不可或缺的关键技术。     

一种适用于欠压实成因的地层孔隙流体压力预测技术

为了提高基于欠压实成因机制的地层孔隙流体压力预测的准确性,这里从提高地震层速度场的计算精度的角度出发,提出了一种高精度地层孔隙流体压力预测技术。①该技术针对浅部地层(无测井曲线的地层段)采用三维约束DIX反演方法和叠加速度体、层位数据计算浅部地层的地震层速度体;②针对中深层地层(有测井曲线的地层段)采用叠后波阻抗反演方法和叠后三维地震数据体、测井数据、层位数据计算中深层地层的地震层速度;③沿着研究区的某一浅部地层分界面将浅部地层与中深层地层的地震层速度体进行拼接处理,得到一个完整的地震层速度体;④采用"Fillippone方法+Eaton方法"的组合方法进行三维地层孔隙流体压力预测。某区页岩气地层的实际计算结果验证了该技术的正确性与可靠性,其预测的地层孔隙流体压力与实钻井一致,且目的层的地层孔隙压力平面分布特征与地质认识一致,有助于指导研究区后续的勘探与开发。     

车西洼陷西北陡坡沙三下亚段地震相控反演砂砾岩储层预测

胜利油田的油气勘探方向逐渐由构造油藏向隐蔽油藏转变,砂砾岩油气藏成为非常重要的勘探目标,随着勘探程度的不断提高和新技术的不断应用,断陷湖盆的陡坡带成为重要的关注目标。地震相控反演充分利用了地震相界面对宏观地质体或岩性体的控制作用,将目标地层分成具有不同沉积特征的沉积单元,根据低频背景约束地震道外推反演中每个采样点的初值范围,同时控制反演时窗的大小,使反演结果具有明确的地质意义。针对车西洼陷陡坡带砂砾岩储层成因多、储层相变快、砂体描述困难等问题,在沉积相精细划分、储层物性分析、测井信息约束下,应用地震相控反演,预测古近系沙河街组三段下(沙三下)亚段陡坡带低孔低渗砂砾岩储层“甜点”分布,在扇辫状水道中、远端最有利的优质储层发育相带划分出4个“甜点区”。预测结果表明：砂砾岩体识别在垂向上达砂组级别,局部可达小层级别;横向上,不同成因类型砂体区分明显,可较好地识别出近岸水下扇、滑塌扇等砂砾岩储层,明显提高了断陷盆地陡坡带砂砾岩储层“甜点区”预测精度。     

老挝万象凹陷钾盐矿床变形改造富集模式

呵叻盆地是特提斯成矿带重要的钾盐成矿盆地,但是其变形构造与钾盐分布规律不清而严重制约了该区域钾盐矿床的勘探与开发.在宏观区域大地构造演化分析基础上,以老挝万象凹陷中一个区块为例,实施了三维地震勘探,在高精度地震资料和钻井自然伽马测井严格约束下,得到了地下准确的构造变化和钾盐矿分布资料.结合盐构造变形特征和地震勘探剖面进...     

“页岩气地质与评价”主题专辑（下）目次

页岩气作为一种非常规天然气资源,以其储量大、初产量较高、开采周期长、开采成本低、清洁环保等优点备受各国关注,是常规油气最现实的替代资源之一,具有重要的战略地位。美国页岩气开发的突破性进展,在全世界掀起了一场“页岩气革命”。一场由页岩气引领的能源革命正以美国为中心波及全球,进而影响到世界能源格局、地缘政治乃至全球经济秩序,页岩气正在成为天然气勘探开发的重要领域。
近年来,北美地区海相页岩气勘探开发获得的巨大成功表明,长期以来被看作烃源岩或盖层的泥页岩层,当其发育有足够的天然裂缝或经压裂改造后能够产生大量裂缝系统时,完全可以作为一种新型油气储集层;泥页岩层中的天然气（甲烷为主）以吸附或游离态为主要赋存方式,是一种典型的自生自储和自盖型的非常规油气资源,这一认识的进步在世界范围内大大拓宽了天然气的勘探领域,引起了国内、外学者对页岩气地质基础理论研究和勘探开发技术的高度关注。
我国作为全球页岩气资源量最大的国家,于2005年开启了页岩气勘探开发进程。2009年8月我国在重庆市綦江县启动了首个页岩气资源勘查项目,这标志着继美国和加拿大之后,我国正式开始对页岩气开展勘探工作。2011年12月国土资源部将页岩气列为第172个独立矿种、2011年6月和2012年11月国土资源部面向社会各类企业先后开展的两轮页岩气探矿权出让招标,将我国页岩气勘探开发引入高潮。特别是近几年,我国在跟踪和借鉴北美地区页岩气地质勘探与开发成功经验的同时,企事业单位和高等院校等先后积极地对我国页岩气资源调查评价与勘探开发示范区建设开展了大量卓有成效的工作,已取得了丰硕成果,并有效地指导了我国页岩气勘探开发的生产实践。结果表明,我国具备海相、陆相和海陆过渡相等多类型页岩气形成的地质条件,丰富的页岩气资源将成为我国未来能源结构中的重要组成部分。
迄今为止,我国不仅在页岩气地质理论认识与评价方法上取得了重要进展,而且在勘探开发实践中也获得了重大突破,目前已成为全球除北美地区以外率先发现页岩气并实现商业性开发的国家。我国不仅在多个地区的下古生界海相、上古生界海陆过渡相、中生界陆相等三大领域的多套页岩层系中发现了页岩气,而且在重庆涪陵焦石坝地区、四川盆地南部长宁-威远地区已完成了数十亿方的产能建设。这些勘探成果充分展现出了我国巨大的页岩气资源开发潜力。
为了系统地反映我国页岩气地质基础理论与评价方法方面的最新研究成果,我们受《地学前缘》编辑部的特约,基于2010年第376次香山科学会议“中国页岩气资源基础及勘探开发基础问题”、2011年和2014年的页岩气国际学术研讨会上的部分专家的优秀报告而进行约稿,经过一年的努力,专家学者们为“页岩气地质与评价”上、下专辑贡献了37篇文章。该专辑内容分4个部分。第一部分“页岩气富集规律与分布”,包括我国潜质页岩的形成和分布、页岩气形成的地质条件、页岩气富集机理与特征及高产的控制因素、页岩气勘探前景分析等方面成果;第二部分“页岩岩石力学性质与裂缝研究”,涵盖页岩储层脆性、岩石力学性质、裂缝发育与分布特征及有效性评价等方面成果;第三部分“页岩岩相表征”,包括页岩岩相特征、岩相的精细划分及预测等方面成果;第四部分“页岩储层特征与评价”,包含页岩储层矿物与岩石学、有机地球化学、储集空间类型与结构、含气性及非均质性等特征与影响因素等方面的成果。
期待以本专辑出版为契机,促进我国复杂地质条件下多类型页岩气地质基础理论的发展与评价方法体系的建立,推动我国页岩气勘探开发取得更大的突破。由于我们工作的不足,还有部分专家的重要研究成果未能征集到专辑中来,实属遗憾。
感谢所有作者（包括文章未能在本专辑中刊登的稿件提交者）、审稿专家和编辑部人员为本专辑出版所付出的辛勤努力！     

叠前弹性参数反演在龙马溪组页岩脆性预测中的应用

页岩气储层的可压裂性对其研究开发影响很大,脆性是评价可压裂性的重要指标,进行页岩气储层脆性预测,可以为水平井设计和压裂工艺提供技术方案。目前页岩气储层脆性评价的主要方法是取心矿物分析法、测井解释脆性评价法、叠前地震资料反演法等方法。前两种方法只能够根据测井解释资料获取纵向上的脆性信息,而横向展布规律难以评价,叠前地震资料反演技术可以获得页岩气储层横向上的脆性展布规律,有利于设计良好的水平井。这里以川南地区龙马溪组页岩气储层为载体,通过分析测井取心脆性矿物含量和岩石物理参数优选,确定了脆性的评价标准及地震评价参数,通过叠前弹性参数反演获得龙马溪组页岩储层的弹性参数体,按照评价标准和评价参数得到龙马溪组页岩脆性的空间分布特征,从而为水平钻井提供技术保障,有助于页岩气储层的"甜点"评价。通过与已知区的对比,说明预测效果较好,所提出的方法和流程具有较强的应用价值和推广价值。     

川西裂缝性致密碎屑岩气藏高渗区成因机理及预测

川西深层上三叠统须家河组二段致密碎屑岩气藏非均质性极强,裂缝网络与相对优质储层叠加形成的高渗区分布预测是钻井获得高产稳产的技术关键。通过地表露头调查、钻井资料统计分析及地震地质综合研究,剖析了高渗区地质成因机理,认为在砂岩及岩性相变带、相对薄层及地层厚度突变带、优质储层发育区、强构造褶皱变形区、断裂附近等易于形成裂缝及高渗区。通过高渗区储层测井及波阻抗特征、地震响应特征对比分析、模型正演等方法,建立了“杂乱弱反射”地震暗点识别模式,利用吸收处理、像素成像、三维可视化等地震技术手段,预测了高渗区分布,解释了各高渗区地质成因,钻井验证了预测结果。     

井震联合层序地层划分——以阳信洼陷沙四上亚段为例

本文对阳信洼陷三维地震资料进行时频分析划分层序,对测井曲线进行小波变换进行层序划分,以合成记录标定为桥梁,运用高精度测井曲线划分的层序去相互约束校正地震资料划分的层序,通过井震联合的多尺度匹配方法建立层序地层格架,从而实现三维地震资料和测井资料在同一级别研究目标上的综合解释,将YX洼陷沙四上段地层划分为3个四级层序和9个五级层序。实际应用效果证明,该方法能够发挥地震资料横向分辨率高与测井资料纵向分辨率高的优势,勘探效果良好。该方法适用于大部分稳定的陆相坳陷湖盆沉积环境的层序划分。     

致密油储层甜点地震预测

致密油储层物性差,非均质性强,甜点储层与围岩波阻抗差异较小,常规储层反演方法预测难度较大。笔者从致密油储层成因的角度出发,以柴西红柳泉地区为例,针对薄层致密泥灰岩储层,形成了一套有效的甜点储层地震预测系列技术。通过岩石物理分析,建立致密储层岩性识别图版;在此基础上,结合实钻井的正演模拟分析,明确致密储层甜点在目的层段呈现中振幅、中频率的地震响应特征;进而采用分频成像、90°相位旋转、分频属性优化等技术,对该区致密油甜点储层分布进行了有效预测,认为红34井区为主要的致密油产油区,红22井区西北部及红38井区南部可以作为下步勘探的有利目标区。预测结果与实钻井吻合度高,证实了该方法的可行性。     

中牟区块太原组-山西组页岩气勘探井位优选

页岩气井位优选在于选准最佳的勘探层段、缩小目标范围,部署最有利页岩气区域,减少钻探风险,减低勘查成本,加速成果突破的目的。本文在中牟区块现有油气地质资料、钻井样品测试地化成果、三维地震勘探成果的基础上,综合研究后确定太原组-山西组泥页岩在2806m—2979m段为页岩气勘探井位最有利层位;依据沉积、构造、TOC、有机质成熟度、含气量、脆性、裂缝、可压性等成果数据要素,通过软件优选多要素叠加成图,圈定各项特征相对好的区域作为页岩气勘探目标区,圈定区块内四个页岩气勘探范围。已在优选范围部署一口探井现已排采试气,得了较好的页岩气显示。     

基于饱水页岩地震频段岩石物理测试的地震响应频散特征分析

页岩储层由于骨架和孔隙结构的微观非均质性,能够在地震频段内引起波诱导的孔隙流体流动相关的弹性频散和衰减,但声波测井和实验室超声实验测量频率段远超地震频段,不可避免产生测量速度和衰减差异。这里基于澳大利亚惠灵顿地区的页岩岩心在干燥和水饱和条件下地震频段的弹性和衰减测量结果,考虑频变反透射系数和衰减对地震波反射的影响,针对不同层厚的页岩储层开展地震响应计算,并利用Wigner-Ville分布时频分析技术讨论了页岩频散、衰减性质及层厚对其地震响应规律的作用。对于无明显速度频散和衰减的页岩储层,顶、底反射振幅的频变属性受调谐效应控制,主要呈现出低频异常和陷频特征;而对于速度频散和衰减强烈的储层,顶、底反射振幅的频变属性同时受到调谐效应与储层本身频散衰减性质的作用。干燥和含水页岩储层地震响应的频变性质差异有助于加深对含流体页岩地震响应特征的理解,而基于地震频段实测数据正演和时频分析技术,对于提高页岩的地震勘探精度和流体识别具有重要的作用。     

中上扬子地区下志留统沉积演化与页岩气勘探方向*

通过录井、测井、地震、野外剖面与岩心资料的深入剖析, 探讨中上扬子地区下志留统页岩段的沉积相与总有机碳的关系, 预测页岩气有利勘探区。中上扬子地区下志留统龙马溪组为一套20～268 m厚的黑色页岩夹灰绿色泥质粉砂岩沉积, 在等时框架内自下而上可识别出2个三级层序即SQ1与SQ2, 它们分布稳定、可对比性好。下部层序(SQ1) 的海侵体系域(TST)发育一套有利于页岩气形成的富有机质页岩, 此时期呈现出“北面向次深海敞开、东西南三面受古陆围限、陆棚广布”的沉积格局, 深水陆棚相广泛发育, 面积为255000 km², 平均厚度35 m。受海平面下降的影响, 从下部层序至上部层序水体变浅, 岩相从深水陆棚相黑色页岩向中-浅水陆棚相沙纹层理粉砂质页岩转变。岩相的发育受海平面升降、古陆、海底地形、物源供给等因素的影响, 岩相类型有碳质或硅质或钙质页岩、纹层状页岩、生物扰动粉砂质页岩、沙纹层理的粉砂质页岩、块状砂岩或介壳灰岩薄夹层5类。研究表明, 沉积相对富有机质页岩的形成具有内在的控制作用, 高TOC含量页岩发育于深水陆棚相、中陆棚相和潟湖相中。目前, 已有多口井在龙马溪组页岩获得工业气流, 揭示了该区良好的页岩气勘探前景;综合分析认为涪陵-赤水-仁怀、威远-长宁、鄂西-渝东为中上扬子地区下志留统页岩气勘探的主要方向和有利目标区。     

高精度分频相干加强技术在微小断层识别中的应用

随着致密油、页岩气等非常规能源领域勘探程度的加深,特别是水平井位的大规模部署,微小断层的准确识别比以往更加重要。本文利用扩散滤波技术在压制噪声的同时能够增强地震同相轴横向连续性、使断点更加清晰、以及微小断层在窄频带地震数据中断层特征明显的特点,提出了一种基于高精度快速匹配追踪的分频相干加强微小断层识别方法。与常规短时窗傅氏变换谱分解技术相比,基于匹配追踪的谱分解技术更适用于地震信号非平稳性的特点。为了在保证匹配追踪算法计算高效性的同时进一步提高计算精度,对其进行了相应的改进：采用可变尺度参数的Morlet小波构建时频原子库,利用二阶微分复数道分析技术得到高分辨率三瞬参数,最后给出了具体的实现步骤。实际数据应用表明,与常规相干体技术相比,分频相干加强技术对微小断层的反映更为清晰、准确,而且对河道边界和岩性发育区等地质信息也有更好的反映。这不但为非常规勘探（以水平井钻探及大规模压裂为核心技术）提供了更详细的地质信息,而且在高含水老油田的剩余油开发中也将发挥更大的作用。     

Analysis of hydrogeolgical characteristics and water environmental impact pathway of typical shale gas exploration and development zones in Sichuan Basin,China

Studying the influence of shale gas exploration and development on groundwater environment is the basis of guiding water environment protection in the process of shale gas exploration and development.Groundwater environmental pollution is concealed,complex and persistent.Once it is difficult to control the pollution,the current commercial shale gas development zones in Sichuan Basin that are mostly located in karst areas and highly sensitive to groundwater will be vulnerable to the impact of shale gas exploration and development.Based on the hydrogeological conditions of shale gas exploration and development area and combined with engineering analysis of exploration and development,various risk pathways that may affect the groundwater environment during process of shale gas exploration,mining well construction,mining operations and other stages were identified in this paper.Some existing risk pathways were proved by verification of typical areas and should not be ignored.Based on the actual situation of typical areas,the countermeasures of groundwater environmental protection in the process of shale gas exploration and development in karst areas were discussed.It is believed that the groundwater environment can be better protected by strengthening administration,research and application of new technologies,precise design,hydrogeological conditions,and research and feedback of groundwater environmental protection.     

Analysis of hydrogeolgical characteristics and water environmental impact pathway of typical shale gas exploration and development zones in Sichuan Basin,China

Studying the influence of shale gas exploration and development on groundwater environment is the basis of guiding water environment protection in the process of shale gas exploration and development. Groundwater environmental pollution is concealed, complex and persistent. Once it is difficult to control the pollution, the current commercial shale gas development zones in Sichuan Basin that are mostly located in karst areas and highly sensitive to groundwater will be vulnerable to the impact of shale gas exploration and development. Based on the hydrogeological conditions of shale gas exploration and development area and combined with engineering analysis of exploration and development, various risk pathways that may affect the groundwater environment during process of shale gas exploration, mining well construction, mining operations and other stages were identified in this paper. Some existing risk pathways were proved by verification of typical areas and should not be ignored. Based on the actual situation of typical areas, the countermeasures of groundwater environmental protection in the process of shale gas exploration and development in karst areas were discussed. It is believed that the ground-water environment can be better protected by strengthening administration, research and application of new technologies, precise design, hydrogeological conditions, and research and feedback of groundwater environmental protection.     

甘肃省页岩气资源潜力分析及资源评价中地球物理技术应用探讨

页岩气作为一种清洁的非常规能源,是非常理想的常规油气接替资源,世界各国都掀起了页岩气勘探开发的热潮。与常规油气资源相比,页岩气具有自生自储、无气水界面、低孔低渗、大面积连续成藏等特点。甘肃省境内含油气盆地众多,具有页岩气勘探开发的优势,酒泉、民和等盆地都已经发现了一定规模的泥页岩油气藏。在后续的页岩气勘探开发中,必须重视地球物理勘查技术的应用,地震、测井以及非震等勘探技术是页岩气勘探开发必不可少的手段,尤其是时频电磁法、大地电磁测深法、连续电磁剖面法等非震技术已经成功应用在页岩气勘探中。     

松辽盆地北部登娄库组二段烃源岩分布定量研究

勘探开发初期有限的油气资源评价资料限制了暗色泥岩预测方法的可靠性,松辽盆地北部登娄库组烃源岩主要为登二段灰色泥岩,其分布情况是评价松辽盆地北部深层致密砂岩气藏资源量的重要基础。本文以井震信息和基于沉积特征的多元地震属性定量方法,预测研究区泥岩厚度平面分布,综合地层沉积厚度平面信息、地震相平面信息及井点暗色泥岩和泥岩厚度比值信息,预测全区暗色泥岩和泥岩厚度比值的平面分布,预测结果显示松辽盆地北部登二段烃源岩主要有3个较大的发育,同时伴有其它零星小范围暗色泥岩发育,大部分厚度分布在70 m以下,最大暗色泥岩预测厚度约为350 m。该方法以井震信息为基础结合沉积规律定量预测暗色泥岩分布,为松辽盆地北部深层致密砂岩气藏资源量的可靠评价提供了必要的基础。     

Prediction of Shale Gas Pressure based on Multi-channel Seismic Inversion in Fuling

The accurate prediction of formation pressure is important in oil/gas exploration and development. However, the achievement of this goal remains challenging, due to insufficient logging data and the low predictive data accuracy from seismic data. In this work, a case study was carried out in the Baima area of Wulong, in order to develop a workflow for accurately predicting shale gas formation pressure. The multi-channel stack method was first used, as well as the inversion of single-channel seismic data, to construct velocity and density models of the formation. Combined with the existing well-logging data, the velocity and density models of the whole well section were established. The shale gas formation pressure was then estimated using the Eaton method. The results show that the multi-channel seismic stacking method has a higher accuracy than the inversion of the formation velocity obtained by the single-channel seismic method. The discrepancies between our predicted formation pressure and the actual formation pressure measurement are within an acceptable range, indicating that our workflow is effective.