渤南洼陷泥頁巖儲層描述技術探索

1、<p>　　渤南洼陷泥頁巖儲層描述技術探索</p><p>　　摘 要：近年來北美地區(qū)頁巖氣勘探獲得的巨大成功表明，泥頁巖油氣藏勘探規(guī)模、潛力巨大。而中國頁巖氣的勘探還處于起步階段，特別是對于陸相地層的泥頁巖油氣地球物理技術還處于探索階段。本文在調(diào)研國內(nèi)外泥頁巖油氣研究成果的基礎上，通過渤南洼陷泥頁巖的地質(zhì)特征、地震反射特征，特別是各種巖性彈性參數(shù)特征分析研究，充分運用疊前豐富的信息，進行地球物理技術探

2、索，泥頁巖儲層預測研究取得初步進展 </p><p>　　關鍵詞：渤南洼陷 泥頁巖 AVO 概率體 </p><p><b>　　一、地質(zhì)概況 </b></p><p>　　濟陽坳陷古近系湖相泥頁巖十分發(fā)育，頁巖油氣資源豐富，是重要的后備儲量陣地，截止2011年底，濟陽坳陷320余口探井在泥頁巖中見油氣顯示，其中30余口井獲工業(yè)油氣流。各凹陷、

3、多層系均見工業(yè)性油氣流，沾化最多，以油為主。渤南洼陷是勝利探區(qū)泥頁巖勘探效果最好的區(qū)塊之一，沙三下油頁巖厚度大，解釋油層井40口、工業(yè)油流井5口，主要集中于羅家地區(qū)，顯示渤南洼陷泥頁巖油氣勘探巨大。 </p><p>　　二、渤南洼陷泥頁巖儲層預測技術 </p><p>　　1.AVO描述技術 </p><p>　　1.1 AVO技術原理 </p>&

4、lt;p>　　AVO技術是利用反射系數(shù)隨入射角變化的原理，根據(jù)地震波動力學中反射和透射的相關理論，反射系數(shù)（或振幅）隨入射角的變化與分界面兩側介質(zhì)的地質(zhì)參數(shù)有關。這一事實包含兩層意思：一是不同的巖性參數(shù)組合，反射系數(shù)隨入射角變化的特性不同，為AVO正演方法；二是反射系數(shù)隨入射角變化本身隱含了巖性參數(shù)的信息，利用AVO關系可以反演巖石的密度、縱波速度和橫波速度，為AVO反演方法。 </p><p>　　1.2

5、 渤南洼陷巖性組合特征 </p><p>　　AVO技術的運用，必須形成有效的反射界面，有效的反射界面是有效的波阻抗差引起的，從本區(qū)的聲波曲線來看，沙三段泥巖裂縫段聲波曲線基本表現(xiàn)為聲波時差值的高值，沙三段泥巖裂縫的層速度一般在2800-3700m/s之間，圍巖層速度一般在3400-4100m/s之間，巖相不同，速度各異，不同的巖相組合在有不同地震反射特征。 </p><p>　　1.2.

6、1油頁巖油泥巖互層，這種組合類型以L68井位典型，頂部圍巖是灰鈣質(zhì)泥巖，底部圍巖是油頁巖、灰鈣質(zhì)泥巖。儲層段巖性為油泥巖、油頁巖、灰鈣質(zhì)泥巖互層，各種曲線變化幅度較小，但聲波曲線仍呈高值鋸齒狀，其速度仍明顯低于圍巖速度。此類巖性組合裂縫發(fā)育段在地震上表現(xiàn)為中-弱振幅、連續(xù)性差-中等。 </p><p>　　1.2.2灰質(zhì)油泥巖、灰鈣質(zhì)泥巖夾油頁巖，這種類型的巖性組合以L67井XYSh9井為典型，頂部圍巖是油泥巖、

7、灰鈣質(zhì)泥巖，底部圍巖為灰鈣質(zhì)泥巖、膏鹽，圍巖速度3200～5000m/s，圍巖以厚層灰鈣質(zhì)泥巖為主，主要發(fā)育在近洼陷內(nèi)。測井曲線變化幅度較低，由于受灰鈣質(zhì)成分影響，裂縫段的速度與圍巖速度差異較小。裂縫發(fā)育段為弱反射、連續(xù)性差。 </p><p>　　1.2.3灰質(zhì)油泥巖與泥巖互層，這種巖性組合以Y182井為代表，頂?shù)撞繃鷰r速度3600～3800m/s，儲層速度3400m/s左右，地震特征表現(xiàn)為波谷反射，振幅強度中

8、等，連續(xù)性中等。 </p><p>　　1.2.4灰質(zhì)泥巖、泥巖夾薄砂條，這種組合以BSh8井為代表，頂?shù)撞繃鷰r約為4500m/s，裂縫儲層段速度4700m/s左右，儲層速度大于圍巖速度，在地震上表現(xiàn)為中-弱反射，連續(xù)性差-中等。 </p><p>　　1.3 AVO技術及效果分析 </p><p>　　理論上來說，以上4類巖性兩兩組合，方式有十幾種，從有橫波資料的

9、井來看，目前只找到上部油頁巖下部是灰質(zhì)有泥巖，這種組合以L69和L681為代表，Y176沒有明顯的巖性指示界面。重點分析這種巖性組合的avo響應特征。 </p><p>　　通過對L69井和L681井正演，發(fā)現(xiàn)上層油頁巖和下層灰質(zhì)泥巖的這種巖性組合的反射都具有這樣的反射的特征：AVO隨偏移距的增大而減小。通過和實際的地震資料的對比分析，實際道集資料上也有這種avo特征，總體來說，能反映這種特征，但是存在一定的動校

10、正誤差，和信噪比的問題，為了克服這兩點問題，設計了下面的技術路線：1、先對道集數(shù)據(jù)做分偏移距疊加，得到部分疊加數(shù)據(jù)，這個主要是為了適當提高信噪比；2、根據(jù)解釋層位，上下10ms開小時窗，提起均方根振幅，克服動校正誤差；3、對均方根振幅做交匯，可以分為3個區(qū)域：沒有avo現(xiàn)象的、振幅隨偏移距增大而增大的區(qū)域和振幅隨偏移距增大而減小的區(qū)域。振幅隨偏移距增大而減小的區(qū)域是油頁巖和灰質(zhì)泥巖的反射區(qū)域。通過該方法預測油頁巖和灰質(zhì)泥巖巖性組合發(fā)育期

11、，與實鉆井對比，符合率大于70%。 </p><p>　　2.概率體描述技術 </p><p>　　2.1 概率體描述的意義 </p><p>　　對于渤南洼陷的泥頁巖儲層，巖性復雜，各種巖性的的彈性參數(shù)之間差別較小，重疊部分較大，因此彈性參數(shù)難以描述。疊前反演得到的是一系列的彈性參數(shù)，如果不能把這些彈性參數(shù)轉(zhuǎn)化為帶有巖性或者流體的信息，那么我們的反演是無意義的。

12、</p><p>　　但是不同的巖性的彈性參數(shù)不會完全一樣，根據(jù)經(jīng)典的巖石物理模型及彈性參數(shù)方程，例如VRH模型及gassman方程，一種巖性他產(chǎn)生裂縫并含有流體，有裂縫和無裂縫，他們的彈性參數(shù)一定不會完全一樣。彈性參數(shù)交匯分析難以有效區(qū)分巖性，那是因為，同一種巖性，他們的彈性參數(shù)并不是一個固定的值，而是存在一個分布區(qū)間，通過統(tǒng)計證明，每種巖性彈性參數(shù)一般符合正太分布，每一個彈性參數(shù)，都可以通過統(tǒng)計分析的方法，把

13、他的概率密度函數(shù)（pdf）求出來?？梢灶A見他們的pdf肯定不會完全重疊。不同的巖性，他們的某一個彈性參數(shù)在同一個分布范圍內(nèi)，他們的概率肯定不相同。這個概率上的不同，為用彈性參數(shù)來描述巖性提供了依據(jù)。 </p><p><b>　　2.2 技術流程 </b></p><p>　　2.2.1把巖性歸類，渤南洼陷ES3泥頁巖層段，巖性有十幾種，巖性太多，不利于建立pdf函數(shù)

14、，因此必須把這些巖石進行歸類，在歸類中把握兩個原則：一是考慮感興趣的巖性；二是考慮到彈性參數(shù)要有一定的差別。最終把巖性劃分為4類：第一類非儲層，包括泥巖、油頁巖、油泥巖；第二類儲層類，包括有裂縫的巖性、含油砂巖；第三類潛在的儲層，包括灰質(zhì)泥巖、泥質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r、灰質(zhì)砂等這些含有脆性礦物的巖性；第四類泥膏巖。 </p><p>　　2.2.2彈性參數(shù)交匯，創(chuàng)建各種巖性的彈性參數(shù)概率密度函數(shù)，并對函數(shù)做適當?shù)木庉嫛?&

15、lt;/p><p>　　2.2.3疊前疊后聯(lián)合反演，獲得彈性參數(shù)數(shù)據(jù)體 </p><p>　　2.2.4運用貝葉斯推論結合pdf函數(shù)，將彈性參數(shù)數(shù)據(jù)體轉(zhuǎn)化為各種巖性的概率體并結合實鉆井及地質(zhì)分析，進一步解釋巖性概率體。 </p><p><b>　　2.3 效果分析 </b></p><p>　　概率體反應的只是某種巖性可能

16、性的大小，而且這種巖性又是經(jīng)過歸類的，所以概率體的解釋需結合鉆井和地質(zhì)分析。L681井處，在裂縫概率體上，12s有一個概率較高的異常區(qū)，解釋為粉砂巖含油塊；13s解釋為灰質(zhì)油頁巖與灰質(zhì)泥巖互層。 </p><p><b>　　三、結論 </b></p><p>　　通過分析渤南洼陷泥頁巖層段巖性組合及巖石物理特征，探索性運用avo技術和概率體描述技術（FFP）在渤南洼

17、陷泥頁巖儲層描述中的作用，預測結果與大部分井相符。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1]蘇朝光，劉傳虎，高秋菊. 泥巖裂縫儲層特征參數(shù)提取及反演技術的應用[J].石油物探2002，41（3），339～342 </p><p>　　[2]鎮(zhèn)晶晶，劉洋.裂縫介質(zhì)巖石物理模型研究綜述[J]地球物理學報.2011