陳　超,屈大鵬,王明飛,蘇建龍

(中國石油化工股份有限公司勘探分公司,四川成都610041)

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川東南焦石壩地區(qū)海相泥頁巖含氣量預(yù)測(cè)方法探討

陳超,屈大鵬,王明飛,蘇建龍

(中國石油化工股份有限公司勘探分公司,四川成都610041)

泥頁巖的含氣量反映了頁巖氣是否高產(chǎn)富集,是頁巖氣勘探選區(qū)及評(píng)價(jià)的關(guān)鍵參數(shù)之一。國內(nèi)外學(xué)者在單井頁巖含氣量的測(cè)定和預(yù)測(cè)方面進(jìn)行了大量的研究,但是綜合利用地球物理技術(shù)進(jìn)行頁巖氣含氣量縱向及平面預(yù)測(cè)及評(píng)價(jià)的研究較少。以四川盆地東南緣志留系海相頁巖氣勘探井為基礎(chǔ),統(tǒng)計(jì)分析認(rèn)為有機(jī)碳含量(CTOC)及壓力系數(shù)是影響頁巖含氣量的關(guān)鍵指標(biāo),建立了頁巖含氣量多元計(jì)算模型。首先基于巖性密度與總有機(jī)碳預(yù)測(cè)模型,采用高精度疊前密度反演技術(shù),實(shí)現(xiàn)CTOC的地震定量預(yù)測(cè);其次通過疊前速度反演技術(shù),利用改進(jìn)的Fillippone地層壓力系數(shù)計(jì)算公式進(jìn)行壓力系數(shù)的預(yù)測(cè);最后綜合CTOC及壓力系數(shù)進(jìn)行頁巖總含氣量的預(yù)測(cè)。該方法較CTOC單參數(shù)模型預(yù)測(cè)精度明顯提高,且在構(gòu)造復(fù)雜、壓力系數(shù)差異明顯的地區(qū)具有很好的推廣應(yīng)用前景。

含氣量;CTOC;疊前反演;Fillippone地層壓力系數(shù)計(jì)算公式;速度反演

近年來,我國對(duì)頁巖氣的成藏、保存條件及富集機(jī)理取得了一定認(rèn)識(shí)。認(rèn)為有機(jī)質(zhì)含量高是頁巖氣儲(chǔ)層的基本特征,構(gòu)造特征及裂縫發(fā)育是頁巖氣富集的關(guān)鍵,頁巖氣含氣量是富集的體現(xiàn),生烴能力與保存條件是影響頁巖氣含氣量的關(guān)鍵因素[1-4]。目前國內(nèi)外提出了多種應(yīng)用地球物理方法進(jìn)行頁巖氣“甜點(diǎn)”預(yù)測(cè)的技術(shù),主要是針對(duì)泥頁巖有機(jī)碳含量(CTOC)、可壓性及巖石力學(xué)性質(zhì)的評(píng)價(jià)[5-7],尤其是針對(duì)焦石壩區(qū)塊提出了應(yīng)用疊前AVO反演、多屬性反演及擬聲波反演技術(shù)進(jìn)行優(yōu)質(zhì)泥頁巖厚度及CTOC預(yù)測(cè)的技術(shù)[8-11]。

國內(nèi)外學(xué)者對(duì)頁巖含氣量的測(cè)定和預(yù)測(cè)方法進(jìn)行了大量的探索,總體而言目前還僅限于對(duì)單井的評(píng)價(jià),主要有測(cè)試法、保壓取心法和間接法等[12-19]。劉洪林等[13]提出的測(cè)試法以解吸法為主,是測(cè)量頁巖含氣量最直接的方法,但是該方法在損失氣含量的恢復(fù)中誤差較大。保壓取心方法是在鉆孔內(nèi)采用保壓巖心罐取心,使得所有頁巖氣都保存在巖樣中,但是費(fèi)用較高。間接法以測(cè)井解釋為主,王燕等[19]提出了較為可行的方法。國內(nèi)少有學(xué)者應(yīng)用地震資料進(jìn)行保存條件評(píng)價(jià)及提出頁巖氣含氣量預(yù)測(cè)方法。丁文龍等[20]提出了通過模擬頁巖儲(chǔ)層構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)與預(yù)測(cè)裂縫分布進(jìn)行含氣量評(píng)價(jià)的方法,但是該方法無法實(shí)現(xiàn)定量預(yù)測(cè);郭旭升等[21]在焦石壩區(qū)塊提出了通過疊前密度反演實(shí)現(xiàn)頁巖含氣量的定量預(yù)測(cè),該技術(shù)預(yù)測(cè)精度有限,尤其是在構(gòu)造復(fù)雜區(qū)難以有效推廣應(yīng)用。因而如何通過地球物理技術(shù)進(jìn)行泥頁巖總含氣量的預(yù)測(cè)以及總含氣量的平面展布及縱向變化特征的評(píng)價(jià)是本文探討的關(guān)鍵。

1　總含氣量預(yù)測(cè)方法及模型建立

志留紀(jì)早期,整個(gè)川東南為黔中隆起、川中古隆起夾持的盆地相深水陸棚沉積環(huán)境,發(fā)育了一套暗色富有機(jī)質(zhì)富硅質(zhì)泥頁巖,主要發(fā)育于五峰組—龍馬溪組下部層位,為含筆石的深水泥質(zhì)陸棚環(huán)境沉積。我們以四川盆地東南緣志留系海相頁巖氣勘探為例,對(duì)多個(gè)區(qū)塊進(jìn)行了頁巖氣專探井勘探,獲得了大量的頁巖氣層基礎(chǔ)數(shù)據(jù),同時(shí)多個(gè)區(qū)塊獲得了頁巖氣勘探的重大突破,包括焦石壩區(qū)塊、丁山區(qū)塊及長寧區(qū)塊等。我們對(duì)大量頁巖氣探井的總含氣量及其關(guān)鍵影響因素進(jìn)行交會(huì)分析,以尋找對(duì)含氣量敏感的影響因素,對(duì)重點(diǎn)探區(qū)典型井實(shí)測(cè)含氣量值建立多元數(shù)學(xué)模型,綜合利用地球物理技術(shù)及手段,進(jìn)行總含氣量的預(yù)測(cè)及評(píng)價(jià),并以焦石壩區(qū)塊為重點(diǎn)目標(biāo),進(jìn)行了總含氣量預(yù)測(cè)效果分析。

頁巖的總含氣量包括吸附氣含量和游離氣含量兩部分,影響吸附氣含量的主要因素有:有機(jī)碳含量、石英含量、總烴量、黃鐵礦含量、含水飽和度、密度、壓力和溫度等,而影響游離氣含量的主要因素為:壓力、溫度、含水飽和度、碳酸鹽巖含量、孔隙度和密度等。根據(jù)頁巖氣聚集機(jī)理和聚集特征,又可將頁巖氣聚集因素分為內(nèi)部因素和外部因素,頁巖有機(jī)地球化學(xué)參數(shù)、礦物組成、物性參數(shù)等屬于頁巖氣聚集的內(nèi)部因素,而深度、溫度和壓力屬于頁巖氣聚集的外部因素。李郭琴等[14]和董謙等[15]對(duì)頁巖含氣量及其主控因素進(jìn)行了大量分析,綜合分析認(rèn)為內(nèi)部因素CTOC及外部因素壓力對(duì)頁巖總含氣量有顯著影響,同時(shí)CTOC與壓力系數(shù)也比較容易通過地球物理評(píng)價(jià)與預(yù)測(cè)技術(shù)手段得到,從而達(dá)到利用地震數(shù)據(jù)通過地球物理技術(shù)進(jìn)行總含氣量預(yù)測(cè)的目的。

有機(jī)碳含量是頁巖氣聚集最重要的控制因素之一,不僅控制著頁巖的物理、化學(xué)性質(zhì),包括顏色、密度、抗風(fēng)化能力、放射性、硫含量,并在一定程度上控制著頁巖的彈性和裂縫的發(fā)育程度,更重要的是控制著頁巖的含氣量。

高CTOC的頁巖提供了足夠的物質(zhì)基礎(chǔ),同時(shí)有機(jī)孔隙更為發(fā)育,更有利于頁巖氣的吸附和儲(chǔ)集。統(tǒng)計(jì)了川東南地區(qū)頁巖氣探井含氣量與CTOC及壓力系數(shù)的關(guān)系(表1)。表1中的探井基本控制了四川盆地川東南地區(qū)的頁巖氣含氣量特征,涉及到頁巖氣的工業(yè)氣流、低產(chǎn)氣流及油氣顯示井,具有較好的代表意義,能較好地反映出川東南地區(qū)

表1　四川盆地及周緣龍馬溪組頁巖氣探井CTOC,

志留系頁巖氣含氣量控制因素及變化特征。首先對(duì)含氣量與CTOC的關(guān)系進(jìn)行了統(tǒng)計(jì),結(jié)果表明,隨著CTOC的增大,頁巖含氣量不斷增大,總含氣量與CTOC為線性正相關(guān)關(guān)系,相關(guān)系數(shù)達(dá)到了0.67(圖1)。

圖1　川東南龍馬溪組頁巖氣探井含氣量與CTOC的關(guān)系

壓力是影響總含氣量的另一重要因素。一般情況下,隨著壓力的增大,無論何種方式賦存的氣體含量都增大。但當(dāng)壓力增大到一定程度以后,吸附曲線趨于平緩。因?yàn)榭紫逗涂紫侗砻媸且欢ǖ?孔隙控制游離氣含量,孔隙表面控制吸附氣含量。壓力對(duì)頁巖孔隙度也有顯著影響,欠壓實(shí)地層孔隙度較大,進(jìn)而增大了游離氣賦存空間;同時(shí)壓力系數(shù)是保存條件的綜合型判別指標(biāo),壓力系數(shù)降低,頁巖氣的散失程度增強(qiáng),頁巖總含氣量降低。統(tǒng)計(jì)了四川盆地及周緣龍馬溪組頁巖氣探井含氣量與壓力系數(shù)的關(guān)系,隨著壓力系數(shù)的增大,頁巖含氣量不斷增大,總含氣量與壓力系數(shù)為線性正相關(guān)關(guān)系,相關(guān)系數(shù)達(dá)到了0.81(圖2)。

圖2　川東南龍馬溪組頁巖氣探井含氣量與壓力系數(shù)的關(guān)系

我們將頁巖CTOC及壓力系數(shù)作為控制泥頁巖含氣量的兩個(gè)關(guān)鍵參數(shù)及主控因素。結(jié)合川東南地區(qū)中石化勘探分公司3口頁巖氣重點(diǎn)探井(焦頁1井、丁頁1井及丁頁2井)龍馬溪組頁巖層段現(xiàn)場(chǎng)含氣量測(cè)試數(shù)據(jù)(采樣率為1m,且測(cè)試設(shè)備及數(shù)據(jù)分析人員相同,保證基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的一致性),采用回歸方法建立總含氣量與主控因素之間的擬合方程,探索建立了含氣量預(yù)測(cè)計(jì)算模型((1)式),從而在CTOC及壓力系數(shù)(Pc)預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)泥頁巖總含氣量的預(yù)測(cè)。采用前期郭旭升等[21]提出的CTOC單參數(shù)方法,建立的預(yù)測(cè)模型相關(guān)系數(shù)僅為0.79(圖3a)。從圖3a可以看出,丁頁1井與焦頁1井CTOC相當(dāng),但其總含氣量明顯偏低,因而采用CTOC單參數(shù)無法實(shí)現(xiàn)壓力系數(shù)差異明顯地區(qū)含氣量的準(zhǔn)確預(yù)測(cè);而利用CTOC及壓力系數(shù)兩個(gè)關(guān)鍵參數(shù)建立的新模型,相關(guān)系數(shù)得到了明顯提高,達(dá)到了0.89(圖3b)。因而我們提出的雙元含氣量預(yù)測(cè)模型是可行的,且在構(gòu)造復(fù)雜區(qū),頁巖氣保存條件發(fā)生變化,壓力系數(shù)差異明顯的地區(qū)具有很好的推廣應(yīng)用價(jià)值。

圖3　川東南龍馬溪組重點(diǎn)頁巖氣探井含氣量預(yù)測(cè)擬合關(guān)系a 采用CTOC單參數(shù)方法建立的模型; b 采用CTOC和壓力系數(shù)建立的模型

含氣量=1.011F-0.284

(1)

其中,F=CTOC·Pc。

2　重要地質(zhì)參數(shù)的地球物理反演

2.1密度反演及CTOC預(yù)測(cè)

目前利用地震信息進(jìn)行泥頁巖CTOC的預(yù)測(cè)及區(qū)塊評(píng)價(jià)已經(jīng)有了大量的研究成果[8-11],取得了較好的預(yù)測(cè)效果?？傮w而言主要有3種技術(shù)手段,即多屬性反演法、擬聲波反演法及疊前參數(shù)反演法。疊前參數(shù)反演主要通過疊前同時(shí)反演技術(shù)實(shí)現(xiàn),其應(yīng)用效果及預(yù)測(cè)精度均較高,本次研究主要以焦石壩區(qū)塊為例,通過疊前參數(shù)反演實(shí)現(xiàn)CTOC的預(yù)測(cè)。

根據(jù)焦石壩區(qū)塊實(shí)鉆井泥頁巖CTOC與密度測(cè)井曲線統(tǒng)計(jì)分析,兩者具有很好的相關(guān)性(圖4),相關(guān)系數(shù)為0.88,因而可以通過疊前密度反演進(jìn)行泥頁巖CTOC的預(yù)測(cè)。CTOC與密度的相關(guān)關(guān)系為:

CTOC=-50.5089+55.9726ρ-13.6943ρ2

(2)

圖4　泥頁巖CTOC與密度曲線交會(huì)關(guān)系

疊前同時(shí)反演技術(shù)是獲得密度反演結(jié)果的關(guān)鍵,Zoeppritz于1919年建立了Zoeppritz方程組,描述了彈性波在彈性界面上的能量分配關(guān)系,但求解該方程組難度較大,在實(shí)際中鮮有應(yīng)用。20世紀(jì)80年代,許多學(xué)者對(duì)Zoeppritz方程進(jìn)行了簡(jiǎn)化和近似,包括Aki-Richards方程((3)式),從而明確表達(dá)了反射系數(shù)與縱、橫波速度和密度的關(guān)系,為實(shí)現(xiàn)疊前反演奠定了基礎(chǔ)。

(3)

式中:θ為入射角;R(θ)為反射系數(shù);a=1/2cos2θ;b=1/2-[2(vS/vP)2sin2θ];c=-4(vS/vP)2sin2θ。

我們根據(jù)焦石壩地區(qū)多口鉆井資料統(tǒng)計(jì)出了五峰組—龍馬溪組頁巖層段彈性參數(shù)。其中龍一段一亞段含氣量較高,其密度、縱波速度及橫波速度均較低,分別為2.53g/cm3,4000m/s,2300m/s,厚度為38m;二亞段為粉砂質(zhì)頁巖,其含氣量相對(duì)較低,其密度、縱波速度及橫波速度均相對(duì)較高,分別為2.63g/cm3,4300m/s,2600m/s,厚度為20m。根據(jù)不同AVO公式正演了該彈性分界面的AVA曲線(圖5)。

從圖5可以看出,采用Zoeppritz方程正演的AVA曲線彈性分界面的臨界角大于60°,在入射角小于40°情況下Aki-Richards近似和Fatti近似公式與精確Zoeppritz方程計(jì)算的頁巖氣儲(chǔ)層的AVA曲線誤差較小,Shuey近似公式誤差較大。鑒于焦石壩區(qū)塊道集目的層入射角為38°的情況,我們選用Aki-Richards近似方程進(jìn)行了疊前反演。

疊前同時(shí)反演以常規(guī)約束稀疏脈沖反演技術(shù)為基礎(chǔ),對(duì)優(yōu)化后的地震道集資料進(jìn)行分角度疊加,然后分別對(duì)各角度疊加數(shù)據(jù)體進(jìn)行井震標(biāo)定并提取不同角度疊加數(shù)據(jù)體的子波,以地震解釋層位為橫向約束建立低頻模型,將分角度疊加數(shù)據(jù)體、子波、低頻模型作為數(shù)據(jù)輸入,然后利用Aki-Richards近似方程求解出彈性參數(shù)。

在獲得準(zhǔn)確的疊前密度反演結(jié)果的基礎(chǔ)上,通過(2)式建立的泥頁巖CTOC與密度的相關(guān)模型,即可以完成泥頁巖CTOC的預(yù)測(cè)及評(píng)價(jià)。圖6為利用疊前密度反演技術(shù)得到的過焦頁1井、焦頁2井、焦頁4井連井CTOC反演剖面。從圖6可以看出,龍馬溪組一段泥頁巖CTOC縱向上表現(xiàn)為三段性,頂部CTOC>2%(紅色區(qū)域),中部夾有一套CTOC<2%的泥頁巖(綠色區(qū)域),底部CTOC>2%且分布最為穩(wěn)定(紅色區(qū)域),與龍馬溪組一段三個(gè)亞段一一對(duì)應(yīng);CTOC>2%優(yōu)質(zhì)泥頁巖主要分布于一亞段及三亞段下部,與實(shí)鉆井的變化規(guī)律一致;由東北(焦頁1井—焦頁2井區(qū))至西南(焦頁4井井區(qū))三亞段泥頁巖CTOC降低,CTOC>2%優(yōu)質(zhì)泥頁巖厚度減薄,一亞段CTOC整體均較高且優(yōu)質(zhì)泥頁巖厚度穩(wěn)定。

2.2速度反演及壓力系數(shù)預(yù)測(cè)

目前利用地震信息進(jìn)行壓力預(yù)測(cè)主要有兩種方法:圖解法和公式計(jì)算法。圖解法包括等效深度圖解法、比值法或差值法、量板法;公式計(jì)算法包括等效深度公式計(jì)算法、Eaton法、Fillippone法、劉震云法、Stone法、Martinez法等[22-25]。其中公式法又可分為依賴正常壓實(shí)趨勢(shì)線的公式法(等效深度法、Eaton法等)和不依賴正常壓實(shí)趨勢(shì)線的公式法(Fillippone法)。等效深度法和Eaton法是目前應(yīng)用最廣且技術(shù)相對(duì)成熟的方法,但是該方法建立在正常壓實(shí)趨勢(shì)線基礎(chǔ)上,其缺陷是在實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常難以準(zhǔn)確建立正常壓實(shí)趨勢(shì)線,尤其是川東南地區(qū),地層存在速度倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象,上覆二疊系速度高于下伏志留系層速度,同時(shí)志留系以泥巖沉積為主,速度自上而下降低,而且龍馬溪組地層速度表現(xiàn)為多段性,因而難以獲得較為準(zhǔn)確的正常壓實(shí)曲線。

圖5　龍馬溪組一段二亞段頁巖層面彈性分界面AVA曲線

圖6　焦頁1井-焦頁2井-焦頁4井連井CTOC反演剖面

泥頁巖地層不均衡壓實(shí)及有機(jī)質(zhì)生烴會(huì)產(chǎn)生高孔隙壓力,形成地層欠壓實(shí),地震波波速比正常壓實(shí)的波速要小,即可通過Fillippone法利用地震速度信息預(yù)測(cè)壓力系數(shù)。Fillippone法是由美國加利福尼亞聯(lián)合石油公司的FILLIPPONE提出的[22],他于1978年和1982年通過對(duì)墨西哥灣等地區(qū)的鉆井、測(cè)井、地震等多方面資料進(jìn)行綜合分析研究得出不依賴于正常壓實(shí)趨勢(shì)線的計(jì)算公式,并在實(shí)際應(yīng)用中取得了較好的效果,計(jì)算公式如下:

(4)

川東南海相龍馬溪組地層沉積相帶穩(wěn)定,尤其是整個(gè)焦石壩區(qū)塊巖性基本一致,因而公式(4)中的vmax和vmin為均一常量,可優(yōu)化為單一經(jīng)驗(yàn)系數(shù)a,b,簡(jiǎn)化后的壓力系數(shù)預(yù)測(cè)公式為:

(5)

公式(5)中的vi為目的層速度,是壓力系數(shù)預(yù)測(cè)的關(guān)鍵參數(shù),可以通過疊前同時(shí)反演計(jì)算獲得較為準(zhǔn)確且精度較高的vi[25],本次研究主要以焦石壩區(qū)塊為例,首先通過疊前同時(shí)反演獲得焦石壩區(qū)塊的層速度反演結(jié)果。圖8為過焦頁1-2-4井的速度反演剖面,目的層志留系龍馬溪組為明顯的低速帶,其速度為3500～4200m/s。

圖7　壓力系數(shù)預(yù)測(cè)公式經(jīng)驗(yàn)系數(shù)擬合關(guān)系

在獲得精確的目的層層速度基礎(chǔ)上,依據(jù)公式(5) 即可計(jì)算壓力系數(shù)。圖9為過焦頁1井、焦頁2井、焦頁4井志留系連井壓力系數(shù)反演剖面。從圖9可以看出,焦石壩地區(qū)壓力系數(shù)自上而下不斷增大,其中奧陶系五峰組—志留系龍馬溪組一段壓力系數(shù)最高,達(dá)到了1.45,屬于異常高壓帶,表明本區(qū)保存條件較好,有利于頁巖氣富集成藏。

圖8　焦頁1井-焦頁2井-焦頁4井連井層速度反演剖面

圖9　焦頁1井-焦頁2井-焦頁4井連井壓力系數(shù)反演剖面

3　焦石壩地區(qū)含氣量預(yù)測(cè)及效果分析

在前述CTOC預(yù)測(cè)及壓力系數(shù)預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上,利用含氣量預(yù)測(cè)模型即可進(jìn)行總含氣量的預(yù)測(cè)及評(píng)價(jià)。圖10為過焦頁1井、焦頁2井、焦頁4井的總含氣量預(yù)測(cè)剖面。從圖10可以看出,五峰組—龍馬溪組一段總含氣量自上而下逐漸增大,含氣量橫向展布較為穩(wěn)定,焦頁2井區(qū)含氣量最大。在總含氣量預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了五峰組—龍馬溪組一段頁巖總含氣量的平面預(yù)測(cè),從預(yù)測(cè)結(jié)果來看(圖11),焦石壩三維五峰組—龍馬溪組一段整體含氣,總含氣量普遍較高,主體部位總含氣量均大于4m3/t,焦石壩區(qū)塊西南部發(fā)育馬武及烏江兩條大斷裂,對(duì)頁巖氣的富集造成了一定影響,含氣量略微降低。

焦石壩區(qū)塊前期勘探采用單一的CTOC參數(shù)進(jìn)行含氣量預(yù)測(cè)(圖1),由于未考慮保存條件的影響,預(yù)測(cè)結(jié)果普遍偏高(表2),相對(duì)誤差最大達(dá)17%。采用本文提出的新的二元含氣量預(yù)測(cè)方法,預(yù)測(cè)精度得到了明顯提高(表2),預(yù)測(cè)結(jié)果與焦頁1井、焦頁2井、焦頁4井現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試結(jié)果基本一致,相對(duì)誤差最大不超過8%,滿足勘探生產(chǎn)的精度要求。

圖10　焦石壩某三維區(qū)塊過焦頁1井、焦頁2井、焦頁4井總含氣量剖面

井名測(cè)試結(jié)果CTOC預(yù)測(cè)模型新預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)值/(m3·t-1)相對(duì)誤差,%預(yù)測(cè)值/(m3·t-1)相對(duì)誤差,%焦頁14.304.8011.634.202.33焦頁24.965.306.855.000.81焦頁34.194.9016.954.102.15焦頁44.244.8013.214.506.13

圖11　焦石壩某三維區(qū)塊五峰組—龍馬溪組一段總含氣量預(yù)測(cè)結(jié)果

4　結(jié)束語

基于四川盆地東南緣志留系海相頁巖氣勘探專探井,并以焦石壩區(qū)塊五峰組—龍馬溪組泥頁巖為例,探討了如何利用地震數(shù)據(jù)進(jìn)行頁巖總含氣量的預(yù)測(cè),得出如下幾點(diǎn)結(jié)論:

1) 泥頁巖CTOC及地層壓力系數(shù)對(duì)頁巖總含氣量敏感,且總含氣量與CTOC及壓力系數(shù)均為線性正相關(guān)關(guān)系,以此為基礎(chǔ)建立了總含氣量二元預(yù)測(cè)模型。

2) 基于巖性密度與總有機(jī)碳預(yù)測(cè)模型,采用高精度疊前密度預(yù)測(cè)技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)CTOC的地震定量預(yù)測(cè)。

3) 不均衡壓實(shí)及有機(jī)質(zhì)生烴產(chǎn)生高孔隙壓力,形成欠壓實(shí),地震波波速比正常壓實(shí)的波速要小,通過改進(jìn)Fillippone法利用地震速度信息可獲得較為準(zhǔn)確的壓力系數(shù)。

4) 綜合運(yùn)用CTOC及壓力系數(shù)預(yù)測(cè)技術(shù)進(jìn)行了頁巖總含氣量的預(yù)測(cè),得出焦石壩三維區(qū)塊五峰組—龍馬溪組一段整體含氣,主體部位總含氣量均大于4m3/t,較CTOC單參數(shù)模型預(yù)測(cè)精度明顯提高,且在構(gòu)造復(fù)雜、壓力系數(shù)差異明顯的地區(qū)具有很好的推廣應(yīng)用前景。

[1]郭彤樓,劉若冰.復(fù)雜構(gòu)造區(qū)高演化程度海相頁巖氣勘探突破的啟示——以四川盆地東部盆緣JY1井為例[J].天然氣地球科學(xué),2013,24(4):643-651

GUO T L,LIU R B.Implications from marine shale gas exploration break——through in complicated structural area at high thermal stage:taking longmaxi formation in well JY1 as an example[J].Natural Gas Geoscience,2013,24(4):643-651

[2]王世謙.中國頁巖氣勘探評(píng)價(jià)若干問題評(píng)述[J].天然氣工業(yè),2013,33(12):13-29

WANG S Q.Shale gas exploration and appraisal in China:problems and discussion[J].Natural Gas Industry,2013,33(12):13-29

[3]郭旭升,郭彤樓,魏志紅,等.中國南方頁巖氣勘探評(píng)價(jià)的幾點(diǎn)思考[J].中國工程科學(xué),2012,14(6):101-105

GUO X S,GUO T L,WEI Z H,et al.Thoughts on shale gas exploration in southern China[J].Engineering Sciences,2012,14(6):101-105

[4]郭彤樓.涪陵頁巖氣田發(fā)現(xiàn)的啟示與思考[J].地學(xué)前緣,2016,23(1):29-43

GUO T L.Discovery and characteristics of the fuling shale gas field and its enlightenment and thinking[J].Earth Science Frontiers,2016,23(1):29-43

[5]RICKMAN R,MULLEN M,PETRE E,et al.A practical use of shale petrophysics for stimulation design optimization:all shale plays are not clones of the Barnett Shale[R].Denver,Colorado,USA:SPE,2008

[6]TREADGOLD G,CAMPBELL B,MCLAIN W.Eagle ford shale prospecting with 3D seismic data within a tectonic and depositional system framework[J].The Leading Edge,2011,30(1):48-53

[7]梁興,王高成,徐政語,等.中國南方海相復(fù)雜山地頁巖氣儲(chǔ)層甜點(diǎn)綜合評(píng)價(jià)技術(shù)——以昭通國家級(jí)頁巖氣示范區(qū)為例[J].天然氣工業(yè),2016,36(1):33-42

LIANG X,WANG G C,XU Z Y,et al.Comprehensive evaluation technology for shale gas sweet spots in the complex marine mountains,South China:a case study from Zhaotong national shale gas demonstration zone[J].Natural Gas Industry,2016,36(1):33-42

[8]李金磊,尹正武.四川盆地焦石壩地區(qū)頁巖氣儲(chǔ)層地震定量預(yù)測(cè)方法[J].石油物探,2015,54(3):324-330

LI J L,YIN Z W.Seismic quantitative prediction method of shale has reservoirs in the Jiaoshiba area,Sichuan Basin[J].Geophysical Prospecting for Petroleum,2015,54(3):324-330

[9]陳祖慶.海相頁巖TOC地震定量預(yù)測(cè)技術(shù)及其應(yīng)用——以四川盆地焦石壩地區(qū)為例[J].天然氣工業(yè),2014,34(6):24-29

CHEN Z Q.Quantitative seismic prediction technique of marine shale TOC and its application:a case from the Longmaxi shale play in the Jiaoshiba area,Sichuan Basin[J].Natural Gas Industry,2014,34(6):24-29

[10]尹正武,陳超.擬聲波反演技術(shù)在優(yōu)質(zhì)泥頁巖儲(chǔ)層預(yù)測(cè)中的應(yīng)用——以焦石壩頁巖氣田為例[J].天然氣工業(yè),2014,34(12):33-37

YIN Z W,CHEN C.Application of pseudo-acoustic impedance inversion to quality shale reservoir prediction:a case study of the Jiaoshiba shale gas field,Sichuan Basin[J].Natural Gas Industry,2014,34(12):33-37

[11]陳超,劉韻,王明飛,等.焦石壩地區(qū)泥頁巖有機(jī)碳含量預(yù)測(cè)技術(shù)及對(duì)比[J].成都理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2016,43(1):50-58

CHEN C,LIU Y,WANG M F,et al.Research on shale TOC content prediction techniques and contrast in Jiaoshiba area,Sichuan Basin,China[J].Journal of Chengdu University of Technology(Science & Technology Edition),2016,43(1):50-58

[12]李玉喜,喬德武,姜文利,等.頁巖氣含氣量與頁巖氣地質(zhì)評(píng)價(jià)綜述[J].地質(zhì)通報(bào),2011,30(2/3):308-317

LI Y X,QIAO D W,JIANG W L,et al.Gas content of gas-bearing shale and its geological evaluation summary[J].Geological Bulletin of China,2011,30(2/3):308-317

[13]劉洪林,鄧澤,劉德勛,等.頁巖含氣量測(cè)試中有關(guān)損失氣量估算方法[J].石油鉆采工藝,2010,32(增刊):156-158

LIU H L,DENG Z,LIU D X,et al.Discussion on lost gas calculating methods in shale gas content testing[J].Oil Drilling & Production Technology,2010,32(S1):156-158

[14]李郭琴,李宜真,吳斌.頁巖含氣量研究方法:以川東南地區(qū)龍馬溪組為例[J].石油化工應(yīng)用,2014,33(3):6-8

LI G Q,LI Y Z,WU B.Research methods of shale gas content:a case study of Longmaxi formation in southern Sichuan[J].Petrochemical Industry Application,2014,33(3):6-8

[15]董謙,劉小平,李武廣,等.關(guān)于頁巖含氣量確定方法的探討[J].天然氣與石油,2012,30(5):34-37

DONG Q,LIU X P,LI W G,et al.Determination of gas content in shale[J].Natural Gas and Oil,2012,30(5):34-37

[16]張琴,劉洪林,拜文華,等.渝東南地區(qū)龍馬溪組頁巖含氣量及其主控因素分析[J].天然氣工業(yè),2013,33(5):35-39

ZHANG Q,LIU H L,BAI W H,et al.Shale gas content and its main controlling factors in Longmaxi shales in southeastern Chongqing[J].Natural Gas Industry,2013,33(5):35-39

[17]聶海寬,張金川.頁巖氣聚集條件及含氣量計(jì)算——以四川盆地及其周緣下古生界為例[J]．地質(zhì)學(xué)報(bào),2012,86(2):349-361

NIE H K,ZHANG J C.Shale gas accumulation conditions and gas content calculation:a case study of Sichuan basin and its periphery in the low Paleozoic[J].Acta Geologic Sinica,2012,86(2):349-361

[18]王莉莎,陳喬,王森,等.頁巖含氣量的影響因素及預(yù)測(cè)[J].油氣田地面工程,2014,33(2):1-2

WANG L S,CHEN Q,WANG S,et al.The influence factors of shale gas content and predictions[J].Oil-Gas field Surface Engineering,2014,33(2):1-2

[19]王燕,張漢榮,馮明剛,等.利用常規(guī)測(cè)井資料預(yù)測(cè)泥頁巖含氣量的方法—以川東北元壩地區(qū)為例[J]．石油天然氣學(xué)報(bào),2014,36(1):66-72

WANG Y,ZHANG H R,FENG M G,et al.Method for predicting mud-shale gas content by using conventional logging data-by taking Yuanba area in northeastern Sichuan for example[J].Journal of Oil

and Gas Technology,2014,36(1):66-72

[20]丁文龍,曾維特,王濡岳,等.頁巖儲(chǔ)層構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)模擬與裂縫分布預(yù)測(cè)方法及應(yīng)用[J].地學(xué)前緣,2016,23(2):63-74

DING W L,ZENG W T,WANG R Y,et al.Method and application of tectonic stress field simulation and fracture distribution prediction in shale reservoir[J].Earth Science Frontiers,2016,23(2):63-74

[21]郭旭升,尹正武,李金磊.海相頁巖含氣量地震定量預(yù)測(cè)技術(shù)及其應(yīng)用——以四川盆地焦石壩地區(qū)為例[J].石油地球物理勘探,2015,50(1):144-149

GUO X S,YIN Z W,LI J L.Quantitative seismic prediction of marine shale gas content,a case study in Jiaoshiba area,Sichuan basin[J].Oil Geophysical Prospecting,2015,50(1):144-149

[22]FILLIPPONE W R.Estimation of formation parameters and the prediction of overpressure from seismic data[J].Expanded Abstracts of 52ndAnnual Internat SEG Mtg,1982:502-503

[23]云美厚.地震地層壓力預(yù)測(cè)[J].石油地球物理勘探,1996,31(4):575-586

YUN M H.Formation pressure prediction using seismic data[J].Oil Geophysical Prospecting,1996,31(4):575-586

[24]孫武亮,孫開峰.地震地層壓力預(yù)測(cè)綜述[J].勘探地球物理進(jìn)展,2007,30(6):428-432

SUN W L,SUN K F.Review of pore pressure prediction from seismic data[J].Progress in Exploration Geophysics,2007,30(6):428-432

[25]周東紅,熊曉軍.一種高精度地層壓力預(yù)測(cè)方法[J].石油地球物理勘探,2014,49(2):344-348

ZHOU D H,XIONG X J.A method for high-precision prediction of formation pressure[J].Oil Geophysical Prospecting,2014,49(2):344-348

(編輯:陳杰)

Prediction method of gas content in marine mud shale at JSB area in southeast Sichuan Basin

CHEN Chao,QU Dapeng,WANG Mingfei,SU Jianlong

(SinopecExplorationBranchCompany,Chengdu610041,China)

Abstract: The gas content of mud shale is the reflection of shale gas enrichment,which is an important parameter of acreage selection and evaluation for shale gas exploration,At present,the domestic and foreign scholars has done a lot of research on the prediction of shale gas content for single well.However,little research is carried out on the comprehensive geophysical exploration technologies for the prediction and evaluation of shale gas content.On the basis of marine shale gas exploratory wells in southeastern margin of Sichuan Basin,the statistical results reveal thatCTOCand pressure coefficient is the key parameters of shale gas content,and the multi-element calculation model of shale gas content is built.Firstly,based on the density logs and the total organic carbon prediction model,the high precision prestack density inversion technology is adopted to realize the seismic quantitative prediction ofCTOC.Secondly,the prestack velocity inversion technology is applied to predict the pressure coefficient using the Fillippone formula.Finally,the total shale gas content is predicted by integrating theCTOCand pressure coefficient.The method can obviously improve the prediction accuracy compared withCTOCsingle-parameter model,and can be well promoted in the area with complex structures and variable pressure coefficient.

gas content,total organic carbon content (CTOC),prestack inversion,Fillippone pressure coefficient calculation,velocity inversion

2015-03-20;改回日期：2016-02-29。

陳超(1986—),男,工程師,碩士,主要從事地震資料綜合解釋及儲(chǔ)層預(yù)測(cè)研究。

國家科技重大專項(xiàng)(2011CX05005-003)和中國地質(zhì)調(diào)查局油氣資源調(diào)查中心油氣專項(xiàng)(12120114020201)共同資助。

P631

A

1000-1441(2016)04-0597-09DOI:10.3969/j.issn.1000-1441.2016.04.015

This research is financially supported by the National Science and Technology Major Project of China (Grant No.2011CX05005-003) and the Project from Oil and Gas Resources Research Center of China Geological Survey Bureau (Grant No.12120114020201).