从勘探领域变化看地震储层预测技术现状和发展趋势

从勘探领域变化看地震储层预测技术现状和发展趋势

卢君实张兆南

卢君实张兆南

辽宁省东煤地质物探测量队有限责任公司辽宁沈阳110101

摘要：地震储层预测就是以地震信息为主要依据，综合利用其他资料作为约束，对油气储层的品质参数，如几何特征、地质特性、油藏物理特性等，进行预测的一门专项技术。随着非常规油气勘探技术的兴起，储层预测的内涵也得到了迅速扩展，已从储层品质预测扩展到源岩品质和工程品质预测。前，地震储层预测技术已经成为油气勘探生产中储层预测的主导技术之一，它能较好地根据不同勘探生产阶段的不同需要，提供不同类型、不同精度的储层预测成果，为油气勘探生产服务。基于此，在接下来的文章中，将对勘探领域变化背景下，地震储层预测技术现状和发展趋势进行详细分析。

关键词：勘探领域；地震储层；预测技术

引言：地震储层预测是以高分辨率地震和测井资料为基础，以地质与钻井资料为参考，波阻抗反演和属性分析为主要技术来进行的。因此，波阻抗反演的效果和属性参数的运用成为储层预测的关键。为了更好的对其现状以及发展趋势进行了解，在接下来的文章中，将基于勘探领域变化下，对其技术现状以及发展趋势进行详细分析。

一、地震储层预测技术

（一）地震裂缝预测技术

裂缝预测技术的研究应用成为国内外储层及含油气预测的热门。裂缝是碳酸盐岩、火山岩中重要的油气储集空间，也是大部分非常规油气的主要存储地方，如页岩气、煤层气、致密砂岩气等主要以吸附和游离态储存在裂缝或孔隙中．岩石性质、不同受力类型等因素决定了裂缝的成因、产状、密度、大小、宽度、方向等呈现复杂多样性，这决定了裂缝预测的超难度和超复杂性。地震裂缝预测技术的应用起步于计算岩石物理中等效介质理论的提出与应用。等效介质理论将实验岩石物理模型微观的裂缝参数与地震波场表征的宏观介质性质有机的联系起来，在此基础上发展形成多种各向异性裂缝检测方法和技术，如多波多分量技术预测裂缝、方位各向异性预测裂缝等．中石油将裂缝预测方法和技术的研究列为“十二五”物探技术研究主要方向之一。

（二）岩石物理分析技术

岩石物理分析技术的应用主要表现在理论岩石物理模型的实际应用、理论模型与测井岩石物理分析的结合应用及测井岩石物理分析应用等三个方面。岩石物理针对岩石机理的研究使其成为现今地震储层及油气预测技术发展应用的理论来源。近几年ＳＥＧ每年都将岩石物理分析及应用作为专题进行讨论[1]。

二、地震储层预测技术现状

目前，由于地震技术储备跟不上勘探领域变化带来的技术需要，物探技术人员总感到力不从心、疲于应付。地震储层预测技术的发展历程可以清晰证实这个观点。早在二十世纪八十年代初期，勘探领域从构造转向岩性，地震勘探先后出现了“亮点”和AVO技术、波阻抗反演技术、模式识别技术等，到了九十年代末岩性目标的描述在地震领域已经是非常成熟的技术，此时地质上才逐步提出了岩性地层勘探的理念。也就是说地震技术领先于勘探领域对技术的需求，所以物探人员可以从容应对。随后在本世纪初又从波阻抗反演进一步延伸到叠前反演，岩性地层勘探问题可以得到更好地解决。但是，近几年勘探目标很快转到了火山岩、碳酸盐岩等复杂岩性，接着又转入了致密油气，甚至是页岩油气，勘探目标的快速变化，使原来的地震储层预测技术的介质假设不适应勘探新领域的实际介质条件，地震技术储备严重不足，技术应用面临前所未有的挑战。此外，当前储层预测过程中沿用了一些构造圈闭预测的做法，如以储层顶界为基础的属性分析和储层解释方法，这与当前勘探目标不匹配。技术储备不足和面向构造圈闭的储层预测思路与做法，使当前地震储层预测技术应用处于混沌状态：似乎每一项勘探开发工作都要用到地震技术，即地震是万能的，但在实际应用中又都做不到彻底解决问题，总感到心有余而力不足，如碳酸盐岩缝洞雕刻、致密砂岩和页岩气储层中TOC含量预测、裂缝识别、油气检测和脆性预测，以及开发后期的超薄砂体预测和剩余油分布预测等，致使地质家和油藏工程师对地震技术的应用产生了质疑和动摇。

三、地震储层预测关键技术发展方向

（一）地震岩石物理分析技术

地震岩石物理研究地层参数与岩石物理参数之间的关系，用于分析地层参数变化对地震响应的影响，可以分为试验、理论和应用岩石物理三个部分。三者的关系是：试验岩石物理的作用是验证，理论岩石物理的结果是模型，应用岩石物理的基础是理论，因此模型的建立和使用是岩石物理研究的核心。从岩石构成出发，可以将岩石物理模型细分四个部分：孔隙流体模型、基质模型、骨架模型以及饱和模型。这样，将每一部分中的一种模型组合起来，就可以形成所需要的、接近实际介质的岩石物理模型。确定了理论模型之后，就可以利用实测的纵横波速度和密度约束模型参数的优选，在岩石物理建模的基础上，从三个尺度和三个维度分析储层参数对弹性性质的影响，进而开展岩性、物性、含油气性等敏感因子分析与优选，为地震解释提供依据和解释量板，这就是地震岩石物理分析的主要内容。在试验岩石物理方面，首先要发展低频测量技术，形成全频带岩石物理分析技术；其次是研发复杂孔隙结构与孔隙流体分布的测试和描述技术；第三是研究裂缝型储层岩心分析和致密储层孔隙流体驱替等试验技术。在理论岩石物理方面，围绕三个维度，特别是孔隙和流体分布非均匀性对弹性性质的影响研究是未来发展的重要方向，如裂缝—多孔介质的岩石物理建模、频散和衰减与储层参数之间的关系等，其次是数字岩石物理。在应用岩石物理方面，基于频散与衰减和各向异性的敏感因子分析、基于地震岩石物理的定量解释、开发和开采过程的岩石物理机理研究和模拟、非常规油气地震岩石分析、以及地震岩石物理分析技术的工业化应用是主要发展趋势。

（二）地震正演模拟技术

地震正演模拟就是在假定地下介质结构模型和相应物理参数已知的情况下，模拟地震波的传播规律，并研究地震波的传播特性与介质参数的关系，最终实现对实际观测地震数据的最优逼近。地震正演模拟可以分为几何射线法和波动方程法两大类。几何射线法属于几何地震学的范畴，是建立在射线理论基础上的波动方程高频近似，其主要目标是记录地震波传播路径、反射点位置、波场分布特征等运动学特性，通过求解程函方程和输运方程分别得到地震波的旅行时和振幅信息，主要包括基于平面波理论的射线追踪方法和基于球面波理论的反射率法。射线追踪法的计算成本低、效率高，但由于是高频近似，计算精度低，不能很好地描述地震波的临界反射、转换波和层间多次波等，不适用于物性参数变化较大的介质模型和各向异性介质模型。反射率法考虑了反射层中的多次反射波和转换波，具有很高的计算效率和精度，广泛应用于层状各向异性和方位各向异性等介质的合成地震记录计算，但该方法只能适用于垂向非均匀介质，即水平层状介质[2]。

结论：

随着勘探领域由构造向非常规油气快速推进，地震储层预测的目标介质发生了很大变化，具有明显的非均质、各向异性特征，而当前大多数储层预测技术是建立在层状、均匀、各向同性介质的基础上，不能满足勘探领域的需求。为此，文章主要围绕勘探领域变化看地震储层预测技术现状和发展趋势方面进行了详细分析，希望能够给相关人士提供重要的参考价值。

参考文献：

[1]陈顒,黄庭芳,刘恩儒.2017.岩石物理学[M].安徽：中国科技大学出版社，343-355.

[2]董敏煜.2017.多波多分量地震勘探[M].北京：石油工业出版社，129-145.