非常规地震勘探技术及应用新进展郝会民徐礼贵张宇生
东方地球物理公司
摘要我国非常规油气资源丰富，勘探开发潜力巨大。国内非常规油气领域的物探技术研究与应用刚刚起步，地震勘探面临技术和经济等方面的困难与挑战。近年来，针对煤层气、页岩气和致密砂岩气等非常规油气的地质需求和勘探部署，研究及发展了煤层气非常规三维地震采集、致密砂岩储层叠前反演、页岩气二维和三维地震勘探、压裂微震监测等技术，在实践应用中取得了重要进展与显著效果，促进了勘探开发井成功率和经济效益的不断提升，也为地震技术在非常规油气勘探开发中的更广泛应用提供了有益借鉴。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｈｉｎａｈａｓｒｉｃｈｕｎｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｏｉｌａｎｄｇａｓｒｅｓｏｕｒｃｅｓｗｉｔｈａｌａｒｇｅｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ
ｐｏｔｅｎｔｉａｌ．Ｓｉｎｃｅｔｈｅｓｔｕｄｙａｎｄｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｇｅｏｐｈｙｓｉｃａｌｐｒｏｓｐｅｃｔｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｉｎｕｎｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｏｉｌａｎｄｇａｓｄｏｍａｉｎｓ
ｉｓｓｔｉｌｌａｔｉｎｉｔｉａｌｓｔａｇｅ，ｔｈｅｓｅｉｓｍｉｃｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎｉｓｂｅｉｎｇｃｏｎｆｒｏｎｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅｄｉｆｆｉｃｕｌｔｉｅｓａｎｄｃｈａｌｌｅｎｇｅｓｔｅｃｈｎｉｃａｌｌｙａｎｄｅｃｏｎｏｍｉｃａｌｌｙ．Ｉｎｔｈｅｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ，ｔｈｅｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｏｆＣｏａｌｂｅｄＭｅｔｈａｎｅ（ＣＢＭ）ｕｎｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ３Ｄｓｅｉｓｍｉｃａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ，ｐｒｅ—ｓｔａｃｋｉｎｖｅｒｓｉｏｎｆｏｒｔｉｇｈｔｓａｎｄｓｔｏｎｅｒｅｓｅｒｖｏｉｒ，ｓｈａｌｅｇａｓ２Ｄａｎｄ３Ｄｓｅｉｓｍｉｃｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎａｎｄｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｍｉｃｒｏ—ｓｅｉｓｍｉｃｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｈａｖｅｂｅｅｎｓｔｕｄｉｅｄａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｅｄ，ａｉｍｉｎｇｔｏｔｈｅｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｄｅｍａｎｄｓａｎｄｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎｄｅｐｌｏｙｍｅｎｔｏｆｕｎｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｏｉｌａｎｄｇａｓｉｎｃｌｕｄｉｎｇＣｏａｌｂｅｄＭｅｔｈａｎｅ，ｓｈａｌｅｇａｓａｎｄｔｉｇｈｔｓａｎｄｓｔｏｎｅｇａｓ，ｗｈｉｃｈｈａｓｍａｄｅａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔ
ｐｒｏｇｒｅｓｓａｎｄａｃｈｉｅｖｅｄａｎｏｂｖｉｏｕｓｅｆｆｅｃｔｉｎｔｈｅｐｒａｃｔｉｃａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，ｐｒｏｍｏｔｅｄｔｈｅｃｏｎｔｉｎｕａｌｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｏｆｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ
ａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｗｅｌｌｓｉｎｔｈｅｉｒｓｕｃｃｅｓｓｒａｔｉｏａｎｄｅｃｏｎｏｍｉｃｂｅｎｅｆｉｔ，ａｎｄｈａｓｐｒｏｖｉｄｅｄａｎｕｓｅｆｕｌｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｔｈｅｍｏｒｅｅｘｔｅｎｓｉｖｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｕｎｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｏｉｌａｎｄｇａｓ．
Ｔｈｅｅｃｏｎｏｍｉｃａｌ—ｔｅｃｈｎｉｃａｌ一ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｂａｓｅｄＣＢＭ３Ｄｓｅｉｓｍｉｃｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅｈａｓｍｅｔｔｈｅｇｅｏｌｏｇｉｃ
ｄｅｍａｎｄｓｏｆＣＢＭｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｉｎｔｈｅｅａｓｔｆｒｉｎｇｅｏｆＯｒｄｏｓＢａｓｉｎｐｒｅｆｅｒａｂｌｙ；ｉｔｉｍｐｒｏｖｅｄｔｈｅｒｅｓｅｒｖｏｉｒ
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ａｎｄｍａｔｕｒｅｓｅｔｂａｓｉｃａｌｌｙａｎｄｈａｓａｃｈｉｅｖｅｄｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｅｆｆｅｃｔｓ；ｔｈｅ２Ｄｇｅｏｍｅｔｒｙｄｅｓｉｇｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅｗｈｉｃｈｈａｓｏｐｔｉｍｉｚｅｄｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｌｏｎｇ－ｓｐｒｅａｄ，ｓｍａｌｌｃｒｏｏｋｅｄｌｉｎｅａｎｄｓｈｏｒｔｇｒｏｕｐｉｎｔｅｒｖａｌａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅｅｃｏｎｏｍｉｃ—ｔｅｃｈｎｉｃａｌ——ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｂａｓｅｄｓｈａｌｅｇａｓ３ＤｓｅｉｓｍｉｃｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅｈａｖｅａｃｈｉｅｖｅｄｉｎｉｔｉａｌａｃｈｉｅｖｅｍｅｎｔｓｉｎｔｈｅｓｅｉｓｍｉｃｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎｆｏｒｓｈａｌｅｇａｓｉｎＮｏｒｔｈＹｕｎｎａｎＡｒｅａ．
基于经济技术一体的煤层气三维地震勘探技术，在低成本的前提下较好地满足了鄂东缘煤层气勘探开发的地质需求；针对致密砂岩储层的叠前弹性参数反演，显著提升了苏里格等地区储层预测精度和可靠性；井中接收的压裂微地震监测技术已基本成熟配套，并见到了切实的监测效果；优化应用了长排列、小弯线、小道距的二维观测系统设计和基于经济技术一体化的页岩气三维地震勘探技术，在滇北地区页岩气的地震勘探中取得初步成果。１引言我国非常规油气资源十分丰富。据统计，我国页岩气、煤层气、致密砂岩气等三种非常规天然气资源量达２３８×１０１２ｍ３，是常规天然气资源的６倍左右，勘探开发前景十分广阔。与常规油气相比，非常规油气赋存方式独特、地质条件复杂、资源丰度更低、有效开发难度更大。国内外的大量研究与实践表明［１７Ｉ４‘，地震勘探是非常规油气勘探开发中必不可少的技术手段，将用于常规油气的地震技术移植于非常规油气的勘探开发之中，虽然能够解决部分地质问题，但不能完全满足非常规油气勘探开发的一些特殊地质需求，更难以克服高技术要求与低成本投入之间的矛盾。因此，针对性的发展配套的非常规油气地震勘探技术，
一５９一
气由，～－具有非常重要的意卫和价值。我目的非常规浦气勘探开发总体上处１一起步阶段．除以鄂尔多斯盆地卜占牛界及四川盆地三叠系颁家河纽山代表的垃密砂岩油气勘探进展较№、讣已探明较大规筷的储蜒资源外，煤屡气和贞岩气的勘探７Ｆ啦刚刚起步，瓜油（沥青）砂、油页岩大然气水台物也仅仅做ｒ一些调查和研究丁作。非常规油气地震勘探川嗡着地质条件复杂、技术要求高研究相对滞柝配套技术缺少等诸多难电。近年来，随着围内ｍ常规油气勘探＂筮的快速必起，笔者所在的寐方地球物理公司（ＢＧＰ）承担的非常规油。（的地震勘探和研究工作量显著增人，针对煤Ｊ￡气，页岩。ｔ，致密砂岩气等非常规油气的地震勘探控术监廊：川也有ｒ新的进展。２煤层气三维地震技术鄂尔多斯盆地东缂和沁水缸地足我吲近期煤暖气勘探扦筮的主璺区域其地表起伏较凡．局２；『；黄上覆盖，为典型自ｇ前｛一山地地形。Ⅱ嵌一叠系蝶系筮育，燃层气１（ｉｉ甚为ｚ｝，高阶堞瞪多层雌睦２～８ｍ，埋深３００～１４００ｍ。制约二维地震技术应用的王噩啄困是低丰度的煤层气勘探丌发，既有很高的技术要求，义艰受不ｒ相直的＝维地震价格。２０１（）年１ｌ：正，ＢＧＰ为油田公司在鄂东缘成功实施了我围首块以煤屡ｚＬ为ｌｑ标的－维地震勘探，进行了低成年，非常垭的ｊ：维地震采集技术探索。（１）经济技术体化的二维丌发地震现删系统世１ｈ即采川价值工椎理念，设计三维地震观测系统和忧选关谴参数。煤层气＿三维地震观测系统参数较多．通过综台针析地键采集理测系统的采集成率构成及变动，ｄ－满足雄水技术指标墨求的前提下，观测系统设训采甩士成分和降维方法寰优化参数．达到减少敏感贽用降低成本的日的ＩＳｌ。通过综台论证，设汁和使用Ｔ３０ｍ×６０ｍ晰元３６次覆盖道谢睦３０（ＸＲ）】ｎＩｋｍ：的车１＿亳观测系统，该ｍ洲系统体现ｒ经济技术一悼化的理忠．较好地瀚足ｒ煤层‘（勘探奸发的基本地厦需求。（２１高精度地理信自优选澈蜇接收条什。在室内利啊高精度甲片，｝＾☆野外蹒勘，将激发电尽可能选扦在老地层出露区、低洼处以及黄ｊ：厚度薄的位牲，咀利于提高单炮资料的信噪比和讣辨术。（３Ｊ练台建模静校正技术。练台利刷折射静
校ＪＩ‘技术、膳析静校止技术、高建嘣提取技水，特别是对外深校正技术．研究许府用ｒ兄丧联约束的综台建模静饺正技术，较好解陡黄土山地区高频投长波长问题，井在单炮和处理剖面上取，导了良好效果。（４）叠的多域去噪。啄始资料粹种干扰波发育．Ｊ｜频率与有效渡重叠，在保真前提下，采川三维ｌ字变义ＦＫ锥形去除而渡、梢缃ＵＪ除击际浅层折射，异常振幅压制野值、ｊ维随机噪音衰减去随机噪音等多域击噪处理技术，有效地提高了资料信噪比。（５）精｝ｆ｜Ｉ速度建场与偏移成像。在做好地彘敦性振幅补偿、韧至精细切除的基础Ｌ．加礴ｆ速度讣析龃衔度，台理确定捕移基准山和填觅造度－建立台一ｚ构造挂型、初始谴度樽硒剃蝻转遵度场．利ＪＨ谴后偏移成果修改和完善琏噬场，采用蒋前时问偏移方法进行偏移啦像，确探了煤瓒气目的层的准确成像和分辨精度。上述针对眭的二维秉集与处瑚技术的膨用，在邵尔缘获僻商信噪比较高分辨车的酋块二维数揣体，一维地震剖而和臼Ｊ片Ｌ煤层ｔｔ『１的层成像准确．地质信息丰富可靠，地喷效果艟薯（吲Ｉ）。ｊ血过陵腱＝维地震资料的解释寅耻ｒ构进精细解释、断裂系统仆忻煤腰追踪和预测煤层气竹利晖带评价等地磺霉标，为煤屠气勘探，Ｆ
ｌ目１帮日、缘椠Ｅ块？堆值移剖嘶（±）≮栩同ｆ■Ｗ：维恼＃ⅢⅢ《Ｆ）对比筮方案抛选和井位部署设｝｜提供ｒ重要依据与战果。３致密砂岩储层预测致离砂岩５ｔ在我国粹大油气衙地都有分布，儿以鄂尔多斯和四ＪＩ盐地致密砂岩气资源最为丰富。地处鄂尔多新盆地北部的苏里格气用是迄々中国所筮＿盹的最大气卅．主力储晨为上古生界Ｆ石龠ｒ组石英砂岩．靥辫状ｉ＂［ｉｉＴ．积，官效储层厚度小、非均质性强．孔渗条件差、储量Ｊ度低，为典型的豉密砂岩‘Ｌ撒，勘探开发对锗培坝测的需求ｍ常迫切。利用新采毙的，维数字多波地震等贤料开展了渡区致峦砂岩６肴层预测研究。（１】岩钉物理分析与皱感网子优选。岩打物婵统计仆析表明设慝禽气砂岩。ｏｉ尼轱叠置严重，纵波阻抗不能雎讣岩降坐难咀区分流体。通过纵波速度与含气饱和度、以厦全渡刘测井数据的弹性毒数的变会，ｒ折迸选出ＳＩ（横渡阻抗）Ｖｐ／Ｖｓ（纵横披建度比）为致衔砂岩含流雌性的敏感旧于；利川ｘｐ（拉雄系数与密度之积）与¨ｏ（计切横尉与高度之积）Ｖｐ／Ｖｓ与“ｐ、ｘ／¨（拉拇系数与剪切｛＃量之比）与“ｐ等弹阵参数的交会解释，可以较好的区分致密砂岩古气睹崖。（２）叠前同时反酒。结台实际资料情况，采用部分替加数据的同时反演方法｜吲时反演生成ＰＩ（纵波阻抗１、ｓ【、Ｖｐ／Ｖｓｏ（南崖）等包禽敏感旧子在内的多种数槲体（圈２），作为预测和圈定含气砂岩响利层段的重要信息。（３）纵横渡联台反演。基于多波地震采集｛；｝料的纵横波联台匣演，可以克服单独纵渡反演或横渡反演所带米的多解性附题，增加反演的稳定陆，得到更精确的纵横渡阻抗、速度、衔垤、泊桧比队及更多的派生岩性驶流体敏感参数，为岩陆厚度和肯气比项删提供ｒ更多的信皂。如纵波在经过含。（储层后，速度台明屁减小，纵渡阻抗为低笸；…横渡速瘦受流体影响较小，会略＿Ｉ：：『增加或基本不变，主要反映岩右骨架肚质，反演剖面显示为高阻抗纵横波速度比仳俩蜃吨含流体睫艟，据此练什信包仃气性侦删显著提升Ｊ７茄ｒ测符台半。综龠应川Ｊ．述睹膳倒ｒⅢ技术压综台解释成果，２００７２００９年湖ＩｈＪ枉苏里格气田的勘探硬扩艟中，提供采纳井位５００多口．１＋１１娄气井由博米的４０％牛右提高到７０ｃ／ｒ。