本發(fā)明屬于地球物理勘探領(lǐng)域，具體涉及一種頁(yè)巖油氣藏的地震儲(chǔ)層預(yù)測(cè)方法。

背景技術(shù)：

頁(yè)巖油氣藏作為一種新的油氣資源，在國(guó)內(nèi)是一個(gè)全新的領(lǐng)域，勘探開(kāi)發(fā)起步較晚，理論不成熟，技術(shù)也不到位。為了盡快將資源轉(zhuǎn)化為產(chǎn)量，有效地勘探頁(yè)巖油氣，緩解常規(guī)油氣勘探的壓力，急需進(jìn)行深入細(xì)致的研究與探索，早日實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖油氣的大規(guī)模有效開(kāi)發(fā)。

頁(yè)巖油氣藏不同于常規(guī)油氣藏，它具有孔隙度低，滲透率低的特點(diǎn)，并且儲(chǔ)層具有明顯的各向異性，多種因素使得頁(yè)巖油氣藏儲(chǔ)層預(yù)測(cè)非常困難。常規(guī)的儲(chǔ)層預(yù)測(cè)方法，如屬性分析、疊后波阻抗反演等，大多針對(duì)碎屑巖儲(chǔ)層，直接應(yīng)用于頁(yè)巖油氣勘探的效果并不理想。在井資料比較少的情況下，僅利用屬性分析或波阻抗反演方法，其結(jié)果往往多解性較強(qiáng)，很難對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，難以得到滿意的結(jié)果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種頁(yè)巖油氣藏的地震儲(chǔ)層預(yù)測(cè)方法，從而可以對(duì)頁(yè)巖儲(chǔ)層的甜點(diǎn)區(qū)進(jìn)行目標(biāo)評(píng)價(jià)，提高頁(yè)巖油氣藏的勘探開(kāi)發(fā)率，降低勘探、開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種頁(yè)巖油氣藏的地震儲(chǔ)層預(yù)測(cè)方法，包括以下步驟：

1)利用研究區(qū)內(nèi)頁(yè)巖井的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，計(jì)算得到巖石物理參數(shù)；

2)對(duì)巖石物理參數(shù)進(jìn)行交匯分析，選擇交匯圖上能夠區(qū)分儲(chǔ)層特征的巖石物理參數(shù)為有效參數(shù)；

3)結(jié)合有效參數(shù)進(jìn)行正演模擬分析，明確頁(yè)巖儲(chǔ)集層的地球物理響應(yīng)特征，確定可用于解決研究區(qū)地下頁(yè)巖儲(chǔ)集層的地震敏感屬性；

4)利用地震疊后資料，提取頁(yè)巖儲(chǔ)集層的地震敏感屬性，并進(jìn)行空間展布預(yù)測(cè)；

5)通過(guò)巖石物理參數(shù)預(yù)測(cè)、裂縫發(fā)育區(qū)預(yù)測(cè)、烴類(lèi)預(yù)測(cè)、脆性預(yù)測(cè)，對(duì)頁(yè)巖儲(chǔ)集層內(nèi)甜點(diǎn)區(qū)分布進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

步驟1)中，所述巖石物理參數(shù)包括縱波速度、橫波速度、密度、波阻抗、泊松比、楊氏模量、拉梅系數(shù)及剪切模量。

步驟3)中，通過(guò)在區(qū)內(nèi)建立連井正演模型，并對(duì)正演模型進(jìn)行地震正演模擬以及屬性模擬，可優(yōu)選出儲(chǔ)層的敏感屬性。

步驟5)中，所述巖石物理參數(shù)預(yù)測(cè)是通過(guò)擴(kuò)展彈性阻抗反演(EEI)得到的。所述擴(kuò)展彈性阻抗反演包括以下步驟：

a)利用縱波速度、橫波速度及密度，計(jì)算出-90°～90°范圍內(nèi)的EEI值；

b)通過(guò)彈性參數(shù)與不同角度的EEI值的相關(guān)度，得到各個(gè)巖石物理參數(shù)與EEI值相關(guān)度最高的角度；

c)通過(guò)反演與擴(kuò)展彈性阻抗值相關(guān)度最高的角度的擴(kuò)展彈性阻抗值，預(yù)測(cè)巖石物理參數(shù)。

EEI值的計(jì)算如式(6)～(9)所示：

p＝cosχ+sinχ (7)；

q＝-8Ksinχ (8)；

r＝cosχ-4Ksinχ (9)；

式(6)～(9)中，α、β、ρ分別為縱波速度，橫波速度和密度，α₀、β₀、ρ₀分別為縱波速速，橫波速度和密度的平均值，K＝α/β，χ為角度，變化范圍擴(kuò)展到理論上的任意方向，即-90°到90°。

步驟5)中，所述裂縫發(fā)育區(qū)預(yù)測(cè)是利用地震資料，提取反映裂縫發(fā)育的屬性，綜合預(yù)測(cè)裂縫發(fā)育帶。所述反映裂縫發(fā)育的屬性包括傾角、相干、曲率、裂縫強(qiáng)度和裂縫方向?qū)傩浴?/p>

步驟5)中，所述烴類(lèi)預(yù)測(cè)是進(jìn)行總有機(jī)碳含量預(yù)測(cè)，包括以下步驟：

a)通過(guò)式(1)計(jì)算得到△logR：

△logR＝log(R/R_baseline)+0.0064×(△t-△t_baseline) (1)

式(1)中，△logR為聲波時(shí)差與電阻率測(cè)井曲線間距在對(duì)數(shù)電阻率坐標(biāo)上的讀數(shù)；R為測(cè)井實(shí)測(cè)電阻率值，單位Ω·m；R_baseline為非烴源巖中基線對(duì)應(yīng)與△t_baseline值的電阻率值，單位Ω·m；△t為測(cè)井實(shí)測(cè)聲波時(shí)差，單位us/m；△t_baseline為非烴源巖對(duì)應(yīng)的聲波時(shí)差，單位us/m；

b)通過(guò)式(2)計(jì)算得到總有機(jī)碳含量TOC：

TOC＝△logR×10^{1.5374-0.944×R}₀+△TOC (2)

式(2)中，TOC為總有機(jī)碳含量，R₀為鏡質(zhì)體反射率，％；△TOC為有機(jī)碳含量的背景值，％。

△logR與總有機(jī)碳含量TOC呈線性相關(guān)，通過(guò)預(yù)測(cè)△logR值來(lái)反映TOC的大小分布情況，分別進(jìn)行電阻率和聲波時(shí)差數(shù)據(jù)體反演，最終得到△logR的反演結(jié)果，從而反映總有機(jī)碳含量的大小分布情況。

步驟5)中，通過(guò)預(yù)測(cè)巖石的脆性系數(shù)，分析該區(qū)巖石脆性礦物發(fā)育特征；可通過(guò)式(3)～(5)計(jì)算得到巖石的脆性系數(shù)：

BI＝(E_b+PR_b)/2 (3)；

式(3)～(5)中，E_c為綜合測(cè)定的楊氏模量，單位為GPa，E_min和E_max分別為測(cè)定楊氏模量的最小和最大值，單位為GPa；E_b為均一化后的楊氏模量，無(wú)量綱；PR_c為綜合測(cè)定的泊松比，無(wú)量綱；PR_min和PR_max分別為測(cè)定泊松比的最小和最大值，PR_b均一化后的泊松比，無(wú)量綱；BI為巖石的脆性系數(shù)百分比。

本發(fā)明的頁(yè)巖油氣藏的地震儲(chǔ)層預(yù)測(cè)方法，首先通過(guò)研究區(qū)內(nèi)井的巖石物理參數(shù)分析和正演模擬分析，明確頁(yè)巖儲(chǔ)集層的地球物理響應(yīng)特征，確定可用于解決研究區(qū)地下頁(yè)巖儲(chǔ)集層的地震敏感屬性；再利用地震疊后資料，提取儲(chǔ)層敏感屬性，進(jìn)行頁(yè)巖層空間展布預(yù)測(cè)；綜合采用巖石物理參數(shù)預(yù)測(cè)、裂縫發(fā)育區(qū)預(yù)測(cè)、烴類(lèi)預(yù)測(cè)、脆性預(yù)測(cè)對(duì)頁(yè)巖甜點(diǎn)區(qū)進(jìn)行目標(biāo)評(píng)價(jià)。該方法從頁(yè)巖油氣藏的特點(diǎn)出發(fā)，充分利用各項(xiàng)地震預(yù)測(cè)技術(shù)手段，對(duì)甜點(diǎn)區(qū)進(jìn)行目標(biāo)評(píng)價(jià)，可為頁(yè)巖儲(chǔ)層描述提供一個(gè)強(qiáng)有力的手段，從根本上提高頁(yè)巖油氣藏的勘探成功率，最大限度降低了勘探、開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的巖石物理參數(shù)曲線圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的巖石物理參數(shù)交匯圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例的正演模擬剖面圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例的地震敏感屬性的應(yīng)用分析圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例的巖石物理參數(shù)預(yù)測(cè)圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例的頁(yè)巖層裂縫發(fā)育屬性圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例的頁(yè)巖層TOC等值線圖及預(yù)測(cè)平面圖；

圖8為本發(fā)明實(shí)施例的頁(yè)巖層脆性預(yù)測(cè)剖面及平面圖；

圖9為本發(fā)明實(shí)施例的綜合預(yù)測(cè)頁(yè)巖甜點(diǎn)區(qū)分布圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

實(shí)施例

本發(fā)明的頁(yè)巖油氣藏的地震儲(chǔ)層預(yù)測(cè)方法，針對(duì)某頁(yè)巖儲(chǔ)集區(qū)，采用以下步驟：

1)根據(jù)研究區(qū)內(nèi)頁(yè)巖井的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，計(jì)算得到相應(yīng)的巖石物理參數(shù)；測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)包括測(cè)井曲線、井分層及井斜數(shù)據(jù)，其中測(cè)井曲線包括聲波曲線、橫波曲線、密度曲線、電阻率曲線、自然電位曲線、孔隙度曲線、飽和度曲線、伽馬曲線和泥質(zhì)含量曲線；利用縱波速度、橫波速度及密度進(jìn)行巖石物理參數(shù)的計(jì)算，得到波阻抗、泊松比、楊氏模量、拉梅系數(shù)、剪切模量，相應(yīng)的巖石物理參數(shù)曲線圖如圖1所示。

2)對(duì)巖石物理參數(shù)進(jìn)行交匯分析，確定交匯圖上的儲(chǔ)層段是否具有明顯特征；選擇交匯圖上能夠區(qū)分儲(chǔ)層特征的巖石物理參數(shù)為有效參數(shù)；

圖2為該區(qū)巖石物理參數(shù)的交匯圖；由圖2可確定泊松比、剪切模量、拉梅系數(shù)為有效參數(shù)；

3)結(jié)合有效參數(shù)進(jìn)行正演模擬分析，明確頁(yè)巖儲(chǔ)集層的地球物理響應(yīng)特征，確定可用于解決研究區(qū)地下頁(yè)巖儲(chǔ)集層的地震敏感屬性為振幅和頻率屬性；正演模擬剖面圖如圖3所示；

4)利用地震疊后資料，提取頁(yè)巖儲(chǔ)集層的地震敏感屬性，并進(jìn)行空間展布預(yù)測(cè)(如圖4所示)；

5)綜合應(yīng)用巖石物理參數(shù)預(yù)測(cè)、裂縫發(fā)育區(qū)預(yù)測(cè)、烴類(lèi)預(yù)測(cè)、脆性預(yù)測(cè)，其中，

①巖石物理參數(shù)預(yù)測(cè)：通過(guò)擴(kuò)展彈性阻抗反演(EEI)反演進(jìn)行預(yù)測(cè)；所述擴(kuò)展彈性阻抗反演包括以下步驟：

a)利用縱波速度、橫波速度及密度，計(jì)算出-90°～90°范圍內(nèi)的EEI值；

EEI值的計(jì)算如式(6)～(9)所示：

p＝cosχ+sinχ (7)；

q＝-8Ksinχ (8)；

r＝cosχ-4Ksinχ (9)；

式(6)～(9)中，α、β、ρ分別為縱波速度，橫波速度和密度，α₀、β₀、ρ₀分別為縱波速速，橫波速度和密度的平均值，K＝α/β，χ為角度，變化范圍擴(kuò)展到理論上的任意方向，即-90°到90°；

b)通過(guò)彈性參數(shù)與不同角度的EEI值的相關(guān)度，得到各個(gè)巖石物理參數(shù)與EEI值相關(guān)度最高的角度；

c)通過(guò)反演與擴(kuò)展彈性阻抗值相關(guān)度最高的角度的擴(kuò)展彈性阻抗值，預(yù)測(cè)巖石物理參數(shù)；巖石物理參數(shù)預(yù)測(cè)圖如圖5所示；

②裂縫發(fā)育區(qū)預(yù)測(cè)：利用地震資料，提取反映裂縫發(fā)育的各類(lèi)屬性(傾角、相干、曲率)，得到裂縫發(fā)育強(qiáng)度和裂縫發(fā)育方法，綜合預(yù)測(cè)裂縫發(fā)育帶；頁(yè)巖層裂縫發(fā)育屬性圖圖6所示；

③烴類(lèi)預(yù)測(cè)：通過(guò)總有機(jī)碳含量的預(yù)測(cè)，確定可能烴類(lèi)異常分布范圍；采用以下步驟：

a)通過(guò)式(1)計(jì)算得到△logR：

△logR＝log(R/R_baseline)+0.0064×(△t-△t_baseline) (1)

式(1)中，△logR為聲波時(shí)差與電阻率測(cè)井曲線間距在對(duì)數(shù)電阻率坐標(biāo)上的讀數(shù)；R為測(cè)井實(shí)測(cè)電阻率值，單位Ω·m；R_baseline為非烴源巖中基線對(duì)應(yīng)與△t_baseline值的電阻率值，單位Ω·m；△t為測(cè)井實(shí)測(cè)聲波時(shí)差，單位us/m；△t_baseline為非烴源巖對(duì)應(yīng)的聲波時(shí)差，單位us/m；

b)通過(guò)式(2)計(jì)算得到總有機(jī)碳含量TOC：

TOC＝△logR×10^{1.5374-0.944×R}₀+△TOC (2)

式(2)中，TOC為總有機(jī)碳含量，R₀為鏡質(zhì)體反射率，％；△TOC為有機(jī)碳含量的背景值，％；所得頁(yè)巖層TOC等值線圖及預(yù)測(cè)平面圖如圖7所示；

④脆性預(yù)測(cè)：通過(guò)預(yù)測(cè)巖石的脆性系數(shù)，分析該區(qū)巖石脆性礦物發(fā)育特征，通過(guò)式(3)～(5)計(jì)算得到巖石的脆性系數(shù)：

BI＝(E_b+PR_b)/2 (3)；

式(3)～(5)中，E_c為綜合測(cè)定的楊氏模量，單位為GPa，E_min和E_max分別為測(cè)定楊氏模量的最小和最大值，單位為GPa；E_b為均一化后的楊氏模量，無(wú)量綱；PR_c為綜合測(cè)定的泊松比，無(wú)量綱；PR_min和PR_max分別為測(cè)定泊松比的最小和最大值，PR_b均一化后的泊松比，無(wú)量綱；BI為巖石的脆性系數(shù)百分比；圖8為所得頁(yè)巖層脆性預(yù)測(cè)剖面及平面圖；

結(jié)合①～④的預(yù)測(cè)結(jié)果和井資料進(jìn)行地質(zhì)解釋?zhuān)C合預(yù)測(cè)頁(yè)巖甜點(diǎn)區(qū)分布。

對(duì)研究區(qū)內(nèi)頁(yè)巖層甜點(diǎn)區(qū)的綜合預(yù)測(cè)如圖9所示。通過(guò)圖9的分析結(jié)果，預(yù)測(cè)結(jié)果與地質(zhì)信息吻合度較高，能清楚的展示頁(yè)巖甜點(diǎn)區(qū)的分布，說(shuō)明本發(fā)明的方法可以應(yīng)用于頁(yè)巖油氣藏的儲(chǔ)層描述，提高頁(yè)巖油氣藏的勘探成功率，降低了勘探、開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。