页岩气地震资料处理解释和预测技术规程（编制说明）.doc

能源行业页岩气标准化技术委员会行业标准 《页岩气地震资料处理解释和预测技术规程》 编制说明 一、任务来源 根据2015年能源行业页岩气标准化技术委员会能页标字[2015]2号文及《关于召开2015 年页岩气标准制修订和标准科研工作协调会的通知》的要求，《》与常规储层气藏不同，页岩既是天然气生成的源岩，也是聚集和保存天然气的储层和盖层。页岩气开发对技术的要求很高，相对常规气来，开采起来比较难，需要实施储层压裂改造才能开采出来这主要是由页岩气藏的特点决定的。蔡加铭《》项目根据立项报告《》立项意见，确定本规主要内容。说明如下： （一）遵循的原则 编制本规范遵守以下原则： 1．符合石油天然气行业现有的技术标准要求（本标准在术语和有关内容方面引用了石油天然气行业标准）； 2．依托《》项目，指导开发； 3． （二）结构层次说明 本规范涉及资料管理等过程。 （三）主要内容的确定 资料管理《》． 地震技术在预测有利压裂区域方面具有明显优势，它能够反映的储层特征范围较广，而且在测井等先验信息作为约束的条件下，能够预测得到比较可靠的储层分布，从而划定比较有利的压裂区域。评价一个区域是否有利于压裂，主要考虑三个方面的因素：页岩的脆性、原始微裂缝的发育和地层的应力场分布，这就需要运用AVO和方位AVO等地震方法技术。勘探开发实践表明：高脆性、原始裂缝较发育以及水平闭合压力较小的区域是比较理想的压裂区。 （1）脆性预测理论基础 页岩的脆性对工程压裂裂缝的发育模式有非常重要的影响，页岩的脆性越高，越容易产生裂缝，因此，在寻找有利压裂区域时，分析页岩的脆性是非常重要的一个方面。决定页岩脆性的是它的力学性质，工程上通常使用杨氏模量和泊松比作为评价页岩脆性的标准。 杨氏模量和泊松比表示岩石在外界应力作用下的反映，杨氏模量的大小标志着材料的刚性，杨氏模量越大，说明岩石越不容易发生形变；泊松比的大小标志着材料的横向变形系数，泊松比越大，说明岩石在压力作用下越容易膨胀。不同的杨氏模量和泊松比的组合表示岩石具有不同的脆性，杨氏模量越大，泊松比越低，页岩的脆性越高。 不同杨氏模量和泊松比组合所具有的脆性指数，页岩脆性增加的方向，对应杨氏模量的高值和泊松比的低值区域，这就为利用弹性参数反演方法来预测页岩脆性提供了一定的理论依据。对于页岩气勘探开发时间较长的地区，这种评价标准相对比较容易建立，通过统计有利开发区页岩的杨氏模量和泊松比，就能够建立起适用于该地区的页岩脆性评价标准。根据北美Barnett地区优势页岩的弹性参数统计结果，杨氏模量有利范围大约为4～5MMpsi，泊松比的有利范围大约为0.2～0.3，而且两者之间具有非常好的线性关系(Grigg，2004)。通过圈定有利的杨氏模量和泊松比的分布范围以及之间的相互关系，可以用于后续页岩地层的脆性评价。 在实际应用时，往往需要首先建立页岩脆性的定量评价标准，如果能够计算得到页岩储层的弹性参数，就能够对页岩的脆性进行类别划分，工程上通常采用的是和两个弹性参数。虽然工程上习惯使用和评价页岩脆性，但是地震叠前反演的输出结果通常是纵横波阻抗等参数。弹性参数之间的关系如下： （1-1） （1-2） 因此，为了能够直接从叠前反演中得到杨氏模量和泊松比。我们使用了一种基于杨氏模量和泊松比的新的反射系数近似方程，并建立了一种稳定获取杨氏模量和泊松比的叠前地震直接反演方法。 （2）基于杨氏模量和泊松比的反射系数近似公式 1980年，Aki和Richards提出了基于纵横波速度和密度的Zoeppritz近似公式为： （1-3） 其中，表示随角度变化的PP波反射系数，、、、和分别表示平均P波速度、平均S波速度、平均密度、比值及分界面的入射角和透射角的平均角度。类似的，、、是界面两侧P波速度，S波速度及密度的变化量。以这些参数的分式变量作为反射系数（例如：称为P波速度反射系数）。 由方程Aki-Richards出发，Zong等（2011）建立反射系数与纵横波模量和密度的关系式如下： （1-4） 其中，为纵波模量，与介质抗压缩性和硬度直接相关，体现储层骨架和流体信息。为横波模量，与介质抗剪切性和刚度直接相关，体现储层骨架信息。，分别为纵、横波模量反射系数。 在各向同性介质中，纵、横波模量与杨氏模量和泊松比关系为 （1-5） （1-6） 令 （1-7） （1-8） 则由方程（1-5）和方程（1-7）得