中國南方海相復雜山地頁巖氣儲層甜點綜合評價技術研究

周從業

中國石油化工股份有限公司江漢油田分公司勘探開發研究院 湖北 武漢 430400

中國南方海相復雜山地頁巖氣是指位于中國南部沿海地區的復雜山地地質構造中，通過水平鉆井和水平壓裂等技術手段進行開采的頁巖氣資源。南方海相復雜山地地區的頁巖氣資源主要分布在四川盆地、重慶市、貴州省、廣西壯族自治區等地。這些地區的頁巖氣儲層主要由泥巖和石英巖組成，具有較高的含氣量和豐富的有機質資源。隨著技術的不斷發展，中國南方海相復雜山地頁巖氣已經成為國內頁巖氣勘探和開發的重點地區之一。但是，由于該地區地質條件較為復雜，頁巖氣開采難度相對較大，有必要開展中國南方海相復雜山地頁巖氣儲層甜點綜合評價技術研究。

1 山地頁巖氣儲層甜點選區評價參數

山地頁巖氣儲層的評價參數可以分為地質條件參數和工程條件參數2種類型。在地質條件參數方面，頁巖氣儲層中的有機質含量是影響儲層產氣能力的關鍵因素之一，通常以干基有機碳含量（TOC）作為指標進行評價，儲層厚度是影響頁巖氣產出的重要參數，通常以頁巖層的有效厚度進行評價，頁巖氣儲層通常具有較低的孔隙度和滲透率，但這些參數對儲層的產氣能力具有重要影響，頁巖氣儲層中的孔隙結構主要包括微孔隙、孔隙和裂隙等，對儲層的產氣能力顯著的影響。在工程條件參數方面，山地地區的地質條件復雜，需要選擇適合的鉆井和壓裂技術，以實現有效的頁巖氣開采，水平井的長度、傾角和方位等參數對儲層產氣能力和產量具有重要的影響，壓裂參數包括壓裂液配方、壓裂壓力、壓裂次數等，對頁巖氣開采效果具有重要的影響，生產井的位置、數量和產量等參數對頁巖氣開采的效果和經濟效益具有重要的影響。

2 山地頁巖氣儲層識別與表征

山地頁巖氣儲層的識別可以通過五個方面進行：①地質條件識別，通過地震、地質、測井等手段，確定山地地區的構造特征、巖性、厚度等地質條件，識別出可能存在頁巖氣儲層的地區；②有機質含量識別，通過巖心分析、地震反演、地球化學等手段，確定儲層中的有機質含量，判斷其是否具有產氣潛力；③孔隙度和滲透率識別，通過測井和巖心分析等手段，確定儲層的孔隙度和滲透率，判斷其是否具備產氣能力；④孔隙結構識別，通過掃描電子顯微鏡、氣體吸附等手段，確定儲層中的孔隙結構，判斷其是否有利于氣體的吸附和儲存；⑤工程條件識別，通過鉆井、壓裂等工程技術的應用，確定山地地區的工程條件，包括水平井的設計、壓裂液的選擇和壓裂參數的確定等，為后續的開采工作提供技術支持。

3 山地頁巖氣儲層甜點預測方法

3.1 儲層地質體三維空間構架與表征技術

山地頁巖氣儲層的甜點預測方法中，層速度建模是一項重要的技術手段之一。層速度建模是指利用地震勘探數據，對地下巖層的速度分布進行建模，以便于對巖層結構和地質特征的識別和分析。在進行層速度建模的過程中，采集地震勘探數據，包括地震反射波數據和地震記錄剖面數據等，對采集到的地震數據進行處理，包括反射波處理、剖面糾偏、噪聲抑制等，以獲得清晰的地震圖像，利用地震數據分析軟件，對地震數據進行處理和分析，確定巖層速度的分布情況，構建速度模型，將速度模型與地質模型相結合，利用地震成像技術對地下巖層進行建模，獲得巖層結構和地質特征的分布圖像。

山地頁巖氣儲層甜點預測方法中的構造精細解釋是指利用高分辨率的地震勘探數據，對儲層所處構造的細節特征進行深入解釋和分析，以便于精準地預測甜點區域的位置和范圍。在進行構造精細解釋的過程中，采集高分辨率的地震勘探數據，包括高密度的地震觀測點、高頻率的地震波等，以獲得高質量的地震數據，對采集到的地震數據進行處理，包括去噪、剖面糾偏、反射波分析等，以獲得清晰的地震圖像，利用地震解釋軟件，對地震圖像進行解釋和分析，識別和刻畫出構造的各種特征，如斷層、褶皺、巖性變化等，將構造模型和地質模型相結合，構建出高分辨率的三維模型，用于預測儲層甜點區域的位置和范圍。

山地頁巖氣儲層甜點預測方法中的儲層地質建模是指通過對儲層地質特征的分析和建模，對儲層進行精細的預測和評價，儲層地質建模是儲層預測和開發中的關鍵技術之一，在進行儲層地質建模的過程中，采集地質勘探數據，包括地質鉆探、測井、巖心分析等，以獲取地質資料。在儲層地質建模方面，對采集到的地質資料進行解釋，包括地層劃分、巖性描述、巖相刻畫、構造解析等，以獲得儲層地質特征的準確描述和定量參數，將解釋得到的地質特征數據進行統計分析、數值建模等處理，建立儲層地質模型，包括地層厚度、巖性、孔隙度、滲透率等參數的空間分布模型，將建立的地質模型與實測數據進行對比，驗證模型的準確性和可靠性。

3.2 儲層屬性反演與儲層裂縫、流體壓力預測方法

疊前同步AVO反演是山地頁巖氣儲層甜點預測方法中的一種地震反演方法，用于識別巖石的彈性屬性，從而預測儲層的位置和范圍，該方法結合了疊前同步和AVO（amplitude versus offset）技術，具有較高的精度和可靠性。在疊前同步AVO反演方面，對采集到的地震數據進行去噪、反射時差校正、頻率域變換等預處理，以減小噪聲和改善數據質量，采用疊前同步技術，將地震數據的反射子波在時間軸上對齊，使得不同位置的地震記錄具有一致的時間特征，有利于后續的反演計算，對同步后的地震數據進行振幅偏移（AVO）分析，計算不同偏移角度下的地震振幅變化，以獲得巖石的P波和S波速度以及巖石密度等彈性參數，采用巖石物理學反演方法，將AVO分析得到的地震振幅變化轉化為巖石彈性參數，反演出儲層的彈性參數分布，將反演得到的儲層彈性參數分布與實測資料進行對比，評價模型的可靠性和準確性。

山地頁巖氣儲層甜點預測方法中的儲層屬性預測主要是利用地震、地質、地球物理等多種數據信息，通過數學模型和計算方法，預測儲層的物性屬性，如孔隙度、滲透率、巖石密度等，從而揭示儲層的內部結構和物性分布特征，為儲層勘探和開發提供技術支持和科學依據。在儲層屬性預測方面，收集地震數據、地質信息和地球物理數據，對其進行預處理和解釋，如數據校正、去噪、濾波、疊前處理等，使其適合進行儲層屬性預測，利用特征提取技術，提取地震、地質和地球物理數據中與儲層屬性相關的特征信息，如振幅、相位、頻率、斜率、曲率等，構建屬性預測模型的輸入數據集，采用機器學習、統計學、人工神經網絡等方法，構建儲層屬性預測模型，建立輸入特征與儲層屬性之間的關系，進行儲層屬性預測，通過交叉驗證、誤差分析等方法，對儲層屬性預測模型進行評價和優化，提高預測精度和可靠性，將預測得到的儲層屬性數據進行解釋和分析，得出儲層內部物性分布特征和空間變化規律，為儲層的勘探和開發提供科學依據。

山地頁巖氣儲層甜點預測方法中的儲層天然裂縫預測，主要是利用地震、地質、地球物理等多種數據信息，通過數學模型和計算方法，預測儲層中的天然裂縫分布和性質，為儲層勘探和開發提供技術支持和科學依據。在儲層天然裂縫預測方面，收集地震數據、地質信息和地球物理數據，對其進行預處理和解釋，如數據校正、去噪、濾波、疊前處理等，使其適合進行儲層天然裂縫預測，利用特征提取技術，提取地震、地質和地球物理數據中與天然裂縫相關的特征信息，如振幅、相位、頻率、斜率、曲率等，構建裂縫預測模型的輸入數據集，采用機器學習、統計學、人工神經網絡等方法，構建儲層天然裂縫預測模型，建立輸入特征與裂縫分布和性質之間的關系，進行裂縫預測，通過交叉驗證、誤差分析等方法，對裂縫預測模型進行評價和優化，提高預測精度和可靠性，將預測得到的裂縫數據進行解釋和分析，得出裂縫的分布規律、類型和性質等，為儲層的勘探和開發提供科學依據。

在儲層孔隙壓力預測方面，收集地質數據、地球物理數據和工程數據，對其進行預處理和解釋，如數據校正、去噪、濾波、時深轉換等，使其適合進行儲層孔隙壓力預測，利用特征提取技術，提取地質、地球物理和工程數據中與孔隙壓力相關的特征信息，如孔隙度、滲透率、巖性、壓裂參數、地應力等，構建預測模型的輸入數據集，采用機器學習、統計學、物理模型等方法，構建儲層孔隙壓力預測模型，建立輸入特征與孔隙壓力分布和演化規律之間的關系，進行孔隙壓力預測，通過交叉驗證、誤差分析等方法，對孔隙壓力預測模型進行評價和優化，提高預測精度和可靠性，將預測得到的孔隙壓力數據進行解釋和分析，得出孔隙壓力的分布規律、演化規律和影響因素等，為儲層的勘探和開發提供科學依據。

3.3 儲層三維空間表征與甜點優選

山地頁巖氣儲層甜點預測方法中的儲層三維空間表征與甜點優選是指利用地質、地球物理、工程等多種數據信息，對儲層進行三維建模和表征，并根據儲層性質和勘探開發需求，對甜點進行優選和確定。收集地質數據、地球物理數據和工程數據，對其進行預處理和解釋，如數據校正、去噪、濾波、時深轉換等，使其適合進行儲層三維建模和表征，利用地質學、地球物理學、地質統計學等方法，對儲層進行三維建模和表征，構建地質模型和物性模型，包括巖性模型、孔隙度模型、滲透率模型等，根據儲層性質和勘探開發需求，對儲層進行甜點劃分，確定甜點類型和范圍，采用地質統計學和數據挖掘等方法，對各個甜點進行評價和排名，篩選出具有最佳開發潛力的甜點，結合經濟、技術和環境等因素，對排名前幾位的甜點進行優選和確定，確定最佳的開發策略和方案。

4 結束語

綜上所述，中國南方海相復雜山地頁巖氣具有勘探難度大、儲層復雜性高、成本高等特點，因此如何準確評價儲層甜點，選取最佳開發方案，是該領域研究的重要問題。綜合評價技術能夠準確、全面地評價儲層性質和開發潛力，為勘探開發提供科學決策，避免盲目勘探和開發，提高勘探開發效率。