南华北盆地页岩气地震勘探技术

2016-06-28江娜

石油地质与工程 2016年2期

关键词：华北盆地页岩

江　娜

(中国石化华北油气分公司勘探开发研究院,河南郑州 450006)

南华北盆地页岩气地震勘探技术

江娜

(中国石化华北油气分公司勘探开发研究院,河南郑州 450006)

摘要：南华北盆地二叠系发育一套海陆交互相的沉积地层,暗色泥页岩分布广泛,具备页岩气成藏条件。通过收集整理南华北盆地前人地质、地球物理化学勘查、钻探及测井成果,并进行二维地震勘探资料的采集、处理和解释,能够查明南华北盆地石炭-二叠系煤系地层的赋存状态，能够对含气泥页岩层段进行预测，最大限度地发挥地震勘探技术在南华北盆地页岩气勘探中的作用，初步总结出了适合南华北盆地页岩气地震勘探的技术流程。

关键词：南华北盆地；页岩气；地震勘探；技术流程

1地质背景

1.1地层特征

南华北盆地位于华北地台南部,是在华北地台基础上发育起来的中新生代叠合盆地[1]。南华北盆地发育有古生界、中生界和新生界地层。其中,古生界的寒武-奥陶系地层为致密坚硬的海相灰岩,石炭-二叠系地层为一套海陆交互相沉积组合,与下伏奥陶系呈平行不整合接触,岩性主要是灰色、灰黑色、黑色泥岩夹浅灰色细砂岩，含有煤层。

1.2构造特征

南华北地区是由济源-中牟-黄口凹陷带、通许(或太康)隆起、周口坳陷、新蔡(或息县)隆起、信阳坳陷等组成的新生代沉积区,东、西两侧分别为徐淮隆起和豫西隆起,东部及南部边界分别是郯庐和伏牛-大别山两条巨型的断裂带,横垮河南省中南部、安徽省北部和江苏省西北部,面积约18×104km2。

1.3烃源岩

古生界石炭-二叠系地层厚度1 100～1 500 m,发育煤系地层,具备二次生气条件。烃源岩有机质丰度和烃转化系数表明,古生界煤系地层均达不到生油岩标准,而具备生气能力。因此,本区页岩气地震勘探的主要目标层为上古生界二叠系石盒子组、山西组,石炭系太原组、本溪组和奥陶系中统上段。

2地震勘探资料采集

南华北盆地多个坳陷均已经做过不同程度的油气勘探工作,在综合研究勘探区内以往地质、物探、化探与油气相关资料基础上,布置二维地震勘探工作,结合各种资料,获取富有机质泥页岩基本参数,圈定页岩气有利区。

南华北盆地村镇密布,各种噪音发育,强反射煤层对地震波有屏蔽作用,基底埋藏变化大,地震地质条件复杂。针对地质任务和技术指标,在充分了解以往的采集方法、资料质量和地质效果基础上,根据实际初步勘查结果,以试验和方法论证结果为依据,进行采集参数设计。

通过对老数据的认真分析和对试验资料的详细对比,确定本地区优化的二维采集参数为:①观测系统:道距20 m,炮距40 m,接收道数400,覆盖次数100;②仪器因素:记录格式SEG-D,间隔1 ms,长度6 s,前放增益12 dB,全频接收;③激发因素:炸药震源，药量4～6 kg,井深在高速层顶界下5～7 m;④接收参数:组合检波,组合基距Lx=7.5 m,Ly=9 m,组内距δx=1.5m,δy=3 m。

3地震勘探资料处理

地震勘探资料处理前,必须认真做好处理设计工作。要在明确地质任务、处理要求和分析原始资料基础上,厘清处理技术难点并提出应对措施,设计出处理流程和试验方案。

回去后，甲洛洛一觉睡到了中午做饭时，依然觉得还没睡够，这对于甲洛洛来说，近几十年来从没有过的事，原来早上五点就醒了，再怎么闭眼也睡不着，最后硬是熬到六点才起床的。现在可好，作息时间变了，心性也跟着变了，变得好像年轻了二三十岁，有睡不完的瞌睡。

为提高地震资料的处理质量,在按照流程进行处理时,针对南华北盆地以往二维地震资料处理成果和地表复杂地区的资料处理经验,着重采取的技术对策有:

(1)“先低后高,逐步逼近”,解决复杂地表资料的静校正问题;

(2)做好叠前噪声压制,保护有效频宽,提高信噪比,保持波组特征;

(3)在振幅补偿时,用球面扩散方法补偿地震波向下传播时的能量损失,用能量统计方法近似补偿地层吸收和地震波反射投射的能量损失,采用地表一致性振幅补偿方法,消除炮、道间的能量差异;

(4)在选择反褶积方法和参数试验时,要注意做好反褶积前后目的层段的频谱对比和反褶积前后叠加剖面对比,保证反褶积处理后页岩目的层有效频带展宽,保证一定的信噪比,达到压缩子波、提高分辨率的目的。

(5)做速度分析时,要建立精细速度模型,提高速度分析精度。注意分析地震波速度变化对复杂断块构造形态、断层展布、目的层位的地震地质解释影响,构建精细地震波速度模型。当速度谱质量差难以确定准确速度时,做速度扫描,扫描范围大于实际资料的速度范围,提高页岩目的层的信噪比。

4地震勘探资料解释

4.1基础工作

首先对收集的地质、重力、航磁、电法、航遥、航放及二维地震、地震测井、钻井、测井等基础资料,在资料加载前后要做认真的整理、分析和检查。

4.2地震反射层序划分

根据不同的地震反射特征，按照“接触类型～反射参数～外部形态～内部结构”的组合,划分为五个地震反射层序(见表1)。

其中,第IV地震反射层序,即中生界三叠系和上古生界合成的地震反射响应,是该地区的主要勘查目标层序。区域地质和钻井地层表明,晚古生代和三叠纪沉积分布广泛,经历海相～海陆交互相～陆相的逐步演变,虽然可见较多的沉积转换面、间断面、冲刷侵蚀面,基本为“整一”或“似整一”接触,因而,可归并划为一套地震反射层序。

表1南华北地震反射层序划分

在区域类比的基础上,采用邻区合成地震记录与目标区地震速度拟合等方法联合进行地震地质层位的确定。根据钻井资料及利用人工合成地震记录标定,结合勘查区内地震资料反射波特征及相互接触关系,对地震反射波组进行标定。

4.3构造解释

在选择已知钻井地震剖面进行层位确定之后,通过建立骨干剖面网,了解目标层段的反射特征、资料品质,分析页岩层段构造形态、断裂特征、构造带及控制因素。断层解释上先对波组错断明显的大断层进行解释,逐步进行细化。在确定断层平面组合的方案时,首先考虑相邻剖面断点特征的相似性。如断层的倾向、断距的大小、两侧地层的产状,还要考虑断层对沉积的作用是否一致,断面是否有规则地向一个方向变缓、变陡。断层在平面上组合时,要分析不同方向的剖面特征,断层平面和空间组合合理,符合地质规律。

4.4石炭-二叠系地层解释

古生界石炭～二叠系与奥陶系马家组呈平行不整合接触。石炭系中上部和二叠系自下而上划分为本溪组、太原组、山西组、下石盒子组、上石盒子组和石千峰组六个组段,主要为进积型充填式海退沉积序列。

(1)石炭系:勘查区内石炭系仅发育本溪组(C2b),属陆表海相碳酸盐岩、台地-堡岛复合体,厚0～40 m,与下伏奥陶系呈不整合接触,区域上分布趋势呈北厚南薄的特征。岩性为深灰色泥岩与浅灰色粉砂岩不等厚互层,夹铝土质泥岩、铝土岩、含铁质泥岩、碳质泥岩及薄煤层。

(2)二叠系:分布较为广泛,本次地震勘探区内厚950～1 290 m,与下伏石炭系呈整合接触，自下而上划分为下二叠统太原组、山西组,为含煤碎屑岩沉积;中上二叠统包括下石盒子组、上石盒子组和石千峰组,以红色为主的内陆河湖相(局部含煤)碎屑岩沉积。区域上隆起部位上部遭受剥蚀,有时全被剥蚀掉(图1)。