焦石坝页岩气三维地震观测系统分析

2015-06-07李世琼刘远志文雪康张志锋

复杂油气藏 2015年2期

刘胜，李世琼，刘远志，文雪康，张志锋，雷扬

(1．中国石化地球物理公司西南分公司，四川德阳 618000;2．中国石化西南油气分公司勘探开发研究院，四川成都 610041;3．中国石化西南油气分公司工程监督中心，四川德阳 618000)

焦页1HF井在焦石坝海相页岩层龙马溪组钻获高产工业气流，实现了我国第一口页岩气井的商业开发，取得了海相页岩气重大战略性突破。但该区二维资料在断裂带及高陡构造部位的叠加成像效果整体较差，同时，不能针对志留系页岩储层开展各向异性研究，严重制约了页岩气目的层的精细评价。为此，充分借鉴类似地区页岩气勘探的成功经验［1－5］，针对页岩气储层各向异性发育的特点，开展了宽方位、高覆盖三维地震勘探，三维叠加剖面质量显著提高，为该区钻探部署和五峰组－龙马溪组页岩气藏精细描述打下坚实的基础，新增探明地质储量1×108m3。

1 各向异性现象分析

研究表明，页岩气储层具有强各向异性特征［6］，各向异性的强度高达30% ～40%，平均约为15%，传统弱各向异性假设只是特例。大量的岩石物理试验分析也表明，页岩储层具有强各向异性特征，Sondergeld等给出了150多对页岩各向异性系数γ和ε值，其中95%以上的测量值超过0.1，为强各向异性［7］。

1.1 道集上的各向异性现象

焦石坝三维焦页4井位置60 m×60 m宏面元动校后的方位角道集记录(图1)显示，志留系龙马溪组反射波组连续性、信噪比、振幅强度随着方位角的变化而存在差异，说明焦石坝地区志留系龙马溪组页岩层存在方位各向异性。

图1 焦页4井位置60 m×60 m宏面元动校后的方位角道集记录

1.2 叠加剖面上的各向异性现象

对焦石坝三维过焦页4井地震数据进行分方位扇区叠加(图2)。为保证资料信噪比，按45°进行了分方位划分，每个方位覆盖次数平均约为18次(志留系覆盖次数约为10次)。可以看出，不同方位扇区叠加剖面上，志留系龙马溪组反射波组连续性、信噪比、振幅强度存在差异，进一步说明焦石坝地区志留系龙马溪组页岩层存在方位各向异性。

图2 焦页4井附近20 m×20 m面元网格不同方位扇区叠加剖面

2 观测系统分析

2.1 观测系统基本参数

焦石坝三维采用24L6S216T1R144F的观测系统，从观测系统参数表(表1)、炮检距和方位角的综合玫瑰图(图3)及覆盖次数分布图(图4)可以看出，观测系统总体横纵比为0.66，页岩层志留系龙马溪组(平均埋深为3 000 m)横纵比达到0.95;总体覆盖次数为144次，页岩层志留系龙马溪组覆盖次数为78～84次。该观测系统是宽方位、高覆盖的束状正交三维观测系统，有利于后续开展P波方位各向异性研究。

表1 焦石坝三维观测系统参数

图3 焦石坝三维观测系统综合玫瑰图

图4 焦石坝三维观测系统覆盖次数分布

图5 过焦页4井不同覆盖次数叠加剖面

图6 过焦页4井不同数据叠加数据体能量

2.2 满足叠加成像的覆盖次数分析

从过焦页4井不同覆盖次数叠加剖面(图5)和叠加数据体能量图(图6)可以看出:随着覆盖次数的增加，叠加剖面信噪比逐步增加，叠加数据体能量逐步增强。焦页4井附近信噪比较高，12次覆盖次数基本满足叠加成像要求，60次以上叠加剖面信噪比变化不大。

2.3 各向异性研究的满足程度分析

从2.2分析可知，为进行方位各向异性分析，志留系龙马溪组页岩储层各方位扇区的有效覆盖次数应不低于12次。为此，对焦石坝三维观测系统24L6S216T1R144F分别按不同面元个数(单面元、2×2宏面元、3×3宏面元)和不同方位扇区(10°、20°、30°、45°)进行覆盖次数满足程度分析，见表2。

表2 焦石坝三维观测系统不同面元个数和不同方位扇区叠加的覆盖次数分析

从表2可以看出，若按单面元进行叠加时，只有按45°分扇区，志留系有效覆盖次数才能达到10次左右，也才能基本满足叠加成像的要求;若按2×2宏面元进行叠加，按20°分扇区，志留系有效覆盖次数为17.8次左右，满足叠加成像的要求;若按3×3宏面元进行叠加，按10°分扇区，志留系有效覆盖次数为20次左右，满足叠加成像的要求。扇区划分大小和面元个数与各向异性研究的精度密切相关，因此，必须根据地质任务要求和资料的具体情况进一步分析确定。