CN106199727A - 一种应用地震层速度识别页岩气甜点的方法 - Google Patents

Abstract

一种应用地震层速度识别页岩气甜点的方法，依据页岩地层界面具有强反射特征，与上覆和下伏地层存在显著区别，结合探井在地震剖面上优选出页岩层段；依据岩石富含气会导致地震波传播速度较低的特征，可以通过地震层速度的异常来识别页岩的含气性；在地震剖面上，通过页岩地层的层速度分析，可以优选页岩层段中含气性较好的地区。在平面上，通过分析页岩层段层速度的分布特征选出层速度异常较低的地区，即为页岩含气量较高的地区；通过设置蚂蚁体，观察页岩地层地震等时切片可以研究裂缝分布密度，进而与层速度平面图融合识别出页岩气甜点区；利用该方法可以有效地解决页岩气甜点预测局限，分布预测困难等问题，可较准确地识别页岩气甜点区，为页岩气的勘探开发提供重要的地质信息和依据。

Description

一种应用地震层速度识别页岩气甜点的方法

技术领域

本发明属于石油天然气勘探开发技术，特别涉及一种应用地震层速度识别页岩气甜点的方法。

背景技术

近年来，我国页岩气的勘探开发蓬勃发展，四川盆地页岩气已得到商业性开发。页岩气可以有效地减少环境污染，弥补油气能源短缺。页岩气作为非常规油气资源，具有储层致密、油气丰度低和分布面积广等特征，通常需要进行水平钻井、压裂等提高产量。我国页岩气钻井、压裂等开发技术在借鉴国外先进技术实践的基础上，通过自主研发已取得的较大的进步，钻井压裂设备基本可以实现国产化。中美两国页岩气发育地质条件具有较大的区别，我国南方海相古生界页岩地层经历了多期构造活动作用，具有不同规模断裂发育、热演化程度高、地层年代老、储层物性较差等特征，其富集规律也具有独特的特点，页岩气勘探技术也与北美具有较大区别。勘探技术方面，页岩气甜点区的识别是确定勘探目标、实施钻井的重要依据，对页岩气的勘探成功率具有决定性的作用。通常，页岩气甜点区的识别通过测井对比、沉积相分析和实验测试分析等手段来确定。我国南方地区深水陆棚沉积相带通常会发育富有机质页岩，有机质丰度高、热演化适中，通常具有较好的含气性；页岩气发育层段在测井曲线上通常具有高伽马值、低密度、低声波、高电阻率等响应特征。由于探井揭示的页岩含气性为局部特征，页岩气甜点区在平面上的分布预测存在较大的困难，沉积相分析和实验测试手段来识别页岩气甜点区有时会存在一定的误差。

近年来，随着页岩气勘查程度的增加，地震勘探覆盖面积和精度也得到了较大的提高，尤其是三维地震数据体的采集和处理技术日趋成熟。相对于测井曲线、实验测试等手段，地震数据体中的地质信息更丰富，可以更直观地表征页岩气储层特征，尤其是断裂规模、层位分布和含气特征等。由于地震波在地层传递过程中，传播速度主要受到岩石密度及其所含流体的影响，遇到大面积分布的含气带会导致传播速度降低的特征。另外，富有机质页岩富含干酪根，干酪根的密度较低，介于0.95-1.05g/cm³之间，也大大降低了储层体积密度，导致地震波传播过程中速度变慢。因此，我们可以利用地震资料的层速度异常来识别页岩气发育甜点区。

通常来说，随着地层埋藏深度的增加，岩石密度逐渐增大，地震波在岩石中的传播速度也随之增大。泥页岩地层具有较强的反射界面而通常在地震剖面上具有强反射特征。不含气的泥页岩层段通常具有正常的地震层速度，而大量含气的泥页岩层段存在着地震层速度明显变小，偏离正常趋势，呈现出地震层速度异常的特征，参照图1。

发明内容

为了利用地震资料识别页岩气甜点区，克服目前页岩气甜点区识别方法具有局部性和准确性差的特征，提高页岩气勘探开发的成功率，本发明的目的在于提供一种应用地震层速度识别页岩气甜点的方法。利用地震层速度资料识别页岩气甜点区，该方法能够简单、快速和准确地识别页岩气发育甜点区，在纵向上和平面上有效地识别页岩气发育甜点区，为页岩气甜点区优选和钻探提供重要依据。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种应用地震层速度识别页岩气甜点的方法，包括以下步骤：

步骤一、选取研究区三维地震数据体，利用“上覆砂岩、碳酸盐岩等岩层与下伏页岩层地震波传播速度差异大，导致地震波在页岩层段呈强波峰反射界面”的特征，结合钻井合成记录标定，进行页岩层段的识别；

步骤二、通过地震数据处理，在叠加地震剖面上拾取速度谱得到叠加速度,经倾角校正得到均方根速度,再利用Dix公式求取层速度，得到层速度数据体；结合VSP测井得到的层速度，对层速度体进行标定，保证准确度；截取地层的层速度剖面，识别地震层速度高低速异常变化区，确定泥页岩层段中速度异常层的分布位置和深度特征；

步骤三、通过页岩层位识别，从层速度数据体中提取页岩地层层速度平面分布图，用于识别异常层速度在平面展布，为页岩气甜点区的区域识别提供依据；

步骤四、通过对三维地震数据进行蚂蚁追踪，设置蚂蚁追踪的数量、步长和方位，得到蚂蚁追踪数据体的空间展布，提取沿页岩层段蚂蚁体的平面分布，圈定出裂缝发育的地区；

步骤五、进行地震层速度平面分布与裂缝平面分布属性融合,即寻找地震层速度异常和裂缝发育重叠区域，重叠区域即为页岩气甜点区的平面分布。

利用该方法识别页岩气甜点区是因为页岩地层含气对地震波的传播速度影响明显，造成层速度异常偏低。另外，裂缝发育的地区通常是页岩气富集的区域，尤其是构造相对稳定的区域。通过该方法可以有效地解决页岩气甜点区在剖面上和平面上的直观分布，较有效地进行甜点区优选和探井的部署工作，可以提高页岩气的勘探成功率。

附图说明

图1为地震层速度的正常分布与异常特征示意图。

图2为应用地震层速度识别页岩气甜点的流程图。

图3为某区块地震层速度剖面分布图。

图4为某区块地震层速度平面分布图。

图5为某区块地震层速度与裂缝叠合图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明依据某区块页岩气甜点区的优选进行实施方式说明。

参照图2，本发明的方法，包括以下步骤：

步骤一、选取研究区三维地震数据体，利用泥页岩层段地震反射的特征，结合钻井合成记录标定，进行页岩层段的识别；

依据某盆地实际地震资料进行页岩层段的优选，页岩地层的上下界面通常具有波阻抗差异特征(强反射)，由于页岩地层反射地震波能力强，导致泥页岩层段波峰反射轴较弱，通常在地震剖面上呈现暗色或黑色，可以识别多套泥页岩层段，结合钻井情况，合成记录标定，有效识别该区域底部有一层厚度较大的目标页岩层段，参照图3指示的A处；

步骤二、通过地震数据处理，在叠加地震剖面上拾取速度谱得到叠加速度,经倾角校正得到均方根速度,再利用Dix公式求取层速度，得到层速度数据体；结合VSP测井得到的层速度，对层速度体进行标定，保证准确度；截取地层的层速度剖面，识别地震层速度高低速异常变化区，确定泥页岩层段中速度异常层的分布位置和深度特征；

结合VSP测井，依据三维地震速度谱资料，建立研究区层速度地震数据体，通过地震数据体处理，在叠加地震剖面上拾取速度谱得到叠加速度,经倾角校正得到均方根速度,再利用Dix公式求取层速度，得到层速度数据体；结合VSP测井得到的层速度，对层速度体进行标定，保证准确度；截取地层的层速度剖面，识别地震层速度高低速异常变化区，确定泥页岩层段中速度异常层的分布位置和深度特征；

截取研究区范围内某条线地震层速度剖面，观察目标泥页岩层段的层速度异常特征，参照图3，通过观测中部地区(图3中指示的B处标注)相对于剖面边缘存在层速度异常变小的区域，判断为储层含气所致，预测为页岩含气量较高的区域；

步骤三、通过页岩层位识别，从层速度数据体中提取页岩地层层速度平面分布图，用于识别异常层速度在平面展布，为页岩气甜点区的区域识别提供依据；

在层速度地震数据体内，截取页岩层段等时层速度地震切片进行观察。平面观察到多处层速度较低的异常区域，其中中部地区(图4中指示的B处标注)的地层层速度相对于其他区域明显偏低，判断由于含气导致地震波传播速度低引起的，预测该区域页岩含气丰度较大，另外在中上部和中下部地区(图4中指示的A处标注)也有层速度相对较小的地区，这与剖面上层速度异常区域具有一致性；

步骤四、通过对三维地震数据进行蚂蚁追踪，设置蚂蚁追踪的数量、步长和方位，得到蚂蚁追踪数据体的空间展布，提取沿页岩层段蚂蚁体的平面分布，圈定出裂缝发育的地区；

结合露头、岩心裂缝分布观察统计以及地应力大小和期次的分析，在三维地震数据体重设置蚂蚁体的数量、步长和方位，建立蚂蚁追踪数据体的空间展布特征。通过对三维地震数据进行蚂蚁追踪，截取步骤三相同深度蚂蚁体平面分布图，观察沿页岩层段蚂蚁体的数量和分布，进而圈定出裂缝发育的地区。研究区裂缝大面积发育，其中研究区中部地区蚂蚁体分布较多，裂缝密度较大。

步骤五、进行地震层速度平面分布与裂缝平面分布属性融合,即寻找地震层速度异常和裂缝发育重叠区域，重叠区域即为页岩气甜点区的平面分布。

把研究区三维地震中目的层段提取的层速度平面图和裂缝分布图进行属性融合，选出既地震层速度异常低又裂缝相对发育的重叠区域，即为页岩气甜点发育的地区(参照图5中黑色圈出区域)，可用于指导页岩气勘探靶区的优选和探井部署，提高页岩气的勘探开发成功率。

通过在该方法识别的页岩气甜点区处部署探井，钻探成功率达到80％以上，页岩气测试产量较高，显示了较好的准确性和实用性。

Claims (1)

1.一种应用地震层速度识别页岩气甜点的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、选取研究区三维地震数据体，利用“上覆砂岩、碳酸盐岩等岩层与下伏页岩层地震波传播速度差异大，导致地震波在页岩层段呈强波峰反射界面”的特征，结合钻井合成记录标定，进行页岩层段的识别；

步骤二、通过地震数据处理，在叠加地震剖面上拾取速度谱得到叠加速度,经倾角校正得到均方根速度,再利用Dix公式求取层速度，得到层速度数据体；结合VSP测井得到的层速度，对层速度体进行标定，保证准确度；截取地层的层速度剖面，识别地震层速度高低速异常变化区，确定泥页岩层段中速度异常层的分布位置和深度特征；

步骤三、通过页岩层位识别，从层速度数据体中提取页岩地层层速度平面分布图，用于识别异常层速度在平面展布，为页岩气甜点区的区域识别提供依据；

步骤四、通过对三维地震数据进行蚂蚁追踪，设置蚂蚁追踪的数量、步长和方位，得到蚂蚁追踪数据体的空间展布，提取沿页岩层段蚂蚁体的平面分布，圈定出裂缝发育的地区；

步骤五、进行地震层速度平面分布与裂缝平面分布属性融合,即寻找地震层速度异常和裂缝发育重叠区域，重叠区域即为页岩气甜点区的平面分布。