本發(fā)明屬于地球物理勘探領(lǐng)域，具體涉及一種頁巖油氣藏的地震儲層預測方法。

背景技術(shù)：

頁巖油氣藏作為一種新的油氣資源，在國內(nèi)是一個全新的領(lǐng)域，勘探開發(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，有效地勘探頁巖油氣，緩解常規(guī)油氣勘探的壓力，急需進行深入細致的研究與探索，早日實現(xiàn)頁巖油氣的大規(guī)模有效開發(fā)。

頁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，并且儲層具有明顯的各向異性，多種因素使得頁巖油氣藏儲層預測非常困難。常規(guī)的儲層預測方法，如屬性分析、疊后波阻抗反演等，大多針對碎屑巖儲層，直接應(yīng)用于頁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，很難對其進行準確預測，難以得到滿意的結(jié)果。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種頁巖油氣藏的地震儲層預測方法，從而可以對頁巖儲層的甜點區(qū)進行目標評價，提高頁巖油氣藏的勘探開發(fā)率，降低勘探、開發(fā)風險。

為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種頁巖油氣藏的地震儲層預測方法，包括以下步驟：

1)利用研究區(qū)內(nèi)頁巖井的測井數(shù)據(jù)，計算得到巖石物理參數(shù)；

2)對巖石物理參數(shù)進行交匯分析，選擇交匯圖上能夠區(qū)分儲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)進行正演模擬分析，明確頁巖儲集層的地球物理響應(yīng)特征，確定可用于解決研究區(qū)地下頁巖儲集層的地震敏感屬性；

4)利用地震疊后資料，提取頁巖儲集層的地震敏感屬性，并進行空間展布預測；

5)通過巖石物理參數(shù)預測、裂縫發(fā)育區(qū)預測、烴類預測、脆性預測，對頁巖儲集層內(nèi)甜點區(qū)分布進行綜合評價。

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，通過在區(qū)內(nèi)建立連井正演模型，并對正演模型進行地震正演模擬以及屬性模擬，可優(yōu)選出儲層的敏感屬性。

步驟5)中，所述巖石物理參數(shù)預測是通過擴展彈性阻抗反演(EEI)得到的。所述擴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，計算出-90°～90°范圍內(nèi)的EEI值；

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

c)通過反演與擴展彈性阻抗值相關(guān)度最高的角度的擴展彈性阻抗值，預測巖石物理參數(shù)。

EEI值的計算如式(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)預測是利用地震資料，提取反映裂縫發(fā)育的屬性，綜合預測裂縫發(fā)育帶。所述反映裂縫發(fā)育的屬性包括傾角、相干、曲率、裂縫強度和裂縫方向?qū)傩浴?/p>

步驟5)中，所述烴類預測是進行總有機碳含量預測，包括以下步驟：

a)通過式(1)計算得到△logR：

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

式(1)中，△logR為聲波時差與電阻率測井曲線間距在對數(shù)電阻率坐標上的讀數(shù)；R為測井實測電阻率值，單位Ω·m；R_baseline為非烴源巖中基線對應(yīng)與△t_baseline值的電阻率值，單位Ω·m；△t為測井實測聲波時差，單位us/m；△t_baseline為非烴源巖對應(yīng)的聲波時差，單位us/m；

b)通過式(2)計算得到總有機碳含量TOC：

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

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

△logR與總有機碳含量TOC呈線性相關(guān)，通過預測△logR值來反映TOC的大小分布情況，分別進行電阻率和聲波時差數(shù)據(jù)體反演，最終得到△logR的反演結(jié)果，從而反映總有機碳含量的大小分布情況。

步驟5)中，通過預測巖石的脆性系數(shù)，分析該區(qū)巖石脆性礦物發(fā)育特征；可通過式(3)～(5)計算得到巖石的脆性系數(shù)：

BI＝(E_b+PR_b)/2 (3)；

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

本發(fā)明的頁巖油氣藏的地震儲層預測方法，首先通過研究區(qū)內(nèi)井的巖石物理參數(shù)分析和正演模擬分析，明確頁巖儲集層的地球物理響應(yīng)特征，確定可用于解決研究區(qū)地下頁巖儲集層的地震敏感屬性；再利用地震疊后資料，提取儲層敏感屬性，進行頁巖層空間展布預測；綜合采用巖石物理參數(shù)預測、裂縫發(fā)育區(qū)預測、烴類預測、脆性預測對頁巖甜點區(qū)進行目標評價。該方法從頁巖油氣藏的特點出發(fā)，充分利用各項地震預測技術(shù)手段，對甜點區(qū)進行目標評價，可為頁巖儲層描述提供一個強有力的手段，從根本上提高頁巖油氣藏的勘探成功率，最大限度降低了勘探、開發(fā)風險。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例的巖石物理參數(shù)曲線圖；

圖2為本發(fā)明實施例的巖石物理參數(shù)交匯圖；

圖3為本發(fā)明實施例的正演模擬剖面圖；

圖4為本發(fā)明實施例的地震敏感屬性的應(yīng)用分析圖；

圖5為本發(fā)明實施例的巖石物理參數(shù)預測圖；

圖6為本發(fā)明實施例的頁巖層裂縫發(fā)育屬性圖；

圖7為本發(fā)明實施例的頁巖層TOC等值線圖及預測平面圖；

圖8為本發(fā)明實施例的頁巖層脆性預測剖面及平面圖；

圖9為本發(fā)明實施例的綜合預測頁巖甜點區(qū)分布圖。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。

實施例

本發(fā)明的頁巖油氣藏的地震儲層預測方法，針對某頁巖儲集區(qū)，采用以下步驟：

1)根據(jù)研究區(qū)內(nèi)頁巖井的測井數(shù)據(jù)，計算得到相應(yīng)的巖石物理參數(shù)；測井數(shù)據(jù)包括測井曲線、井分層及井斜數(shù)據(jù)，其中測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、橫波速度及密度進行巖石物理參數(shù)的計算，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)對巖石物理參數(shù)進行交匯分析，確定交匯圖上的儲層段是否具有明顯特征；選擇交匯圖上能夠區(qū)分儲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)進行正演模擬分析，明確頁巖儲集層的地球物理響應(yīng)特征，確定可用于解決研究區(qū)地下頁巖儲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，提取頁巖儲集層的地震敏感屬性，并進行空間展布預測(如圖4所示)；

5)綜合應(yīng)用巖石物理參數(shù)預測、裂縫發(fā)育區(qū)預測、烴類預測、脆性預測，其中，

①巖石物理參數(shù)預測：通過擴展彈性阻抗反演(EEI)反演進行預測；所述擴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，計算出-90°～90°范圍內(nèi)的EEI值；

EEI值的計算如式(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，變化范圍擴展到理論上的任意方向，即-90°到90°；

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

c)通過反演與擴展彈性阻抗值相關(guān)度最高的角度的擴展彈性阻抗值，預測巖石物理參數(shù)；巖石物理參數(shù)預測圖如圖5所示；

②裂縫發(fā)育區(qū)預測：利用地震資料，提取反映裂縫發(fā)育的各類屬性(傾角、相干、曲率)，得到裂縫發(fā)育強度和裂縫發(fā)育方法，綜合預測裂縫發(fā)育帶；頁巖層裂縫發(fā)育屬性圖圖6所示；

③烴類預測：通過總有機碳含量的預測，確定可能烴類異常分布范圍；采用以下步驟：

a)通過式(1)計算得到△logR：

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

式(1)中，△logR為聲波時差與電阻率測井曲線間距在對數(shù)電阻率坐標上的讀數(shù)；R為測井實測電阻率值，單位Ω·m；R_baseline為非烴源巖中基線對應(yīng)與△t_baseline值的電阻率值，單位Ω·m；△t為測井實測聲波時差，單位us/m；△t_baseline為非烴源巖對應(yīng)的聲波時差，單位us/m；

b)通過式(2)計算得到總有機碳含量TOC：

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

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

④脆性預測：通過預測巖石的脆性系數(shù)，分析該區(qū)巖石脆性礦物發(fā)育特征，通過式(3)～(5)計算得到巖石的脆性系數(shù)：

BI＝(E_b+PR_b)/2 (3)；

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

結(jié)合①～④的預測結(jié)果和井資料進行地質(zhì)解釋，綜合預測頁巖甜點區(qū)分布。

對研究區(qū)內(nèi)頁巖層甜點區(qū)的綜合預測如圖9所示。通過圖9的分析結(jié)果，預測結(jié)果與地質(zhì)信息吻合度較高，能清楚的展示頁巖甜點區(qū)的分布，說明本發(fā)明的方法可以應(yīng)用于頁巖油氣藏的儲層描述，提高頁巖油氣藏的勘探成功率，降低了勘探、開發(fā)風險。