涪陵地區(qū)大安寨段優(yōu)質(zhì)泥頁巖地震預(yù)測(cè)

尹俊，嚴(yán)文芬，林琳

（中國石化勘探分公司，四川 成都 610041）

涪陵地區(qū)大安寨段優(yōu)質(zhì)泥頁巖地震預(yù)測(cè)

尹俊，嚴(yán)文芬，林琳

（中國石化勘探分公司，四川 成都 610041）

涪陵地區(qū)大安寨段具有形成頁巖氣的勘探潛力，而尋找優(yōu)質(zhì)泥頁巖尤為重要。首先，在明確泥頁巖測(cè)井及地震響應(yīng)特征的基礎(chǔ)上，利用地震波阻抗反演，去除灰?guī)r，尋找泥頁巖；然后，在泥頁巖的基礎(chǔ)上，尋找高TOC的優(yōu)質(zhì)泥頁巖。目前國內(nèi)外對(duì)TOC的預(yù)測(cè)還處于探索階段，常見的TOC預(yù)測(cè)技術(shù)以利用測(cè)井資料為主，主要包括Δlg R法、自然伽馬能譜法、密度法和多屬性反演技術(shù)法等4種。文中通過對(duì)敏感性參數(shù)分析，選用了自然伽馬能譜法和多屬性反演技術(shù)，來預(yù)測(cè)涪陵地區(qū)大安寨段優(yōu)質(zhì)泥頁巖，取得了很好效果。

優(yōu)質(zhì)泥頁巖；TOC；大安寨段；涪陵地區(qū)

0　引言

川東南涪陵區(qū)塊構(gòu)造位置屬于四川盆地川東高陡褶皺帶萬縣復(fù)向斜拔山寺向斜，北西側(cè)為云安廠—大天池高陡構(gòu)造帶，南東向?yàn)楦叻鍒?chǎng)—大池干井高陡構(gòu)造帶。區(qū)塊主體位于四川含油氣盆地川東南、川東北、鄂西、渝東天然氣高產(chǎn)富集區(qū)結(jié)合部，是四川含油氣盆地重要組成部分。涪陵地區(qū)大安寨段具有形成頁巖氣的勘探潛力，大安寨段主要發(fā)育半深湖—深湖亞相，以頁巖、粉砂質(zhì)頁巖、含生物碎屑頁巖和鈣質(zhì)頁巖沉積為主［1］。因此，要取得涪陵地區(qū)大安寨段頁巖氣勘探的突破，就必須加強(qiáng)優(yōu)質(zhì)泥頁巖的地震預(yù)測(cè)。

目前，國內(nèi)外對(duì)優(yōu)質(zhì)泥頁巖的地震預(yù)測(cè)還處于起步階段，評(píng)價(jià)烴源巖及計(jì)算有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)（TOC）最常用的是?？怂姑梨诠镜摩g R法，但涪陵地區(qū)大安寨段由于黃鐵礦的存在，阻礙了電阻率的測(cè)定，運(yùn)用Δlg R來預(yù)測(cè)TOC存在一定的誤差。在對(duì)前人方法進(jìn)行綜合總結(jié)的基礎(chǔ)上，交會(huì)分析與TOC相關(guān)的敏感參數(shù)，發(fā)現(xiàn)放射性鈾測(cè)井曲線（U曲線，U數(shù)據(jù)）與TOC具有很好的相關(guān)性。因此，在明確泥頁巖響應(yīng)特征的基礎(chǔ)上，利用擬聲波反演技術(shù)，尋找泥頁巖；進(jìn)而運(yùn)用多屬性反演出U數(shù)據(jù)體，利用U曲線與TOC的相關(guān)關(guān)系，轉(zhuǎn)換得到TOC數(shù)據(jù)體，尋找高TOC的泥頁巖。通過對(duì)涪陵地區(qū)大安寨段優(yōu)質(zhì)泥頁巖的地震預(yù)測(cè)，明確了泥頁巖的測(cè)井和地震響應(yīng)特征，總結(jié)出一套適合涪陵地區(qū)大安寨段優(yōu)質(zhì)泥頁巖地震預(yù)測(cè)的技術(shù)方法。

1　泥頁巖儲(chǔ)層特征及TOC預(yù)測(cè)技術(shù)

泥頁巖的TOC是評(píng)價(jià)頁巖生烴潛力的最重要的指標(biāo)之一，通常都是利用取心資料，運(yùn)用實(shí)驗(yàn)室分析化驗(yàn)方法來測(cè)定的。目前對(duì)烴源巖TOC的評(píng)價(jià)主要以測(cè)井資料為主，用地震方法預(yù)測(cè)TOC還處于探索階段。筆者以涪陵地區(qū)大安寨段的TOC的預(yù)測(cè)為例，對(duì)地震方法預(yù)測(cè)TOC進(jìn)行研究。

1.1方法基礎(chǔ)

自20世紀(jì)80年代以來，國外學(xué)者就嘗試各種方法來預(yù)測(cè)TOC。1981年，Schmoker等指出GR曲線與TOC具有較高相關(guān)性。1983年，他又提出了使用DEN曲線估算TOC的方法。?？怂姑梨诠咀钤邕\(yùn)用Δlg R法來評(píng)價(jià)烴源巖及計(jì)算TOC［1］。但國內(nèi)對(duì)頁巖TOC的地震預(yù)測(cè)還處于起步階段。對(duì)頁巖TOC的地震預(yù)測(cè)主要包括4種方法（見表1）［2-12］。

表1　涪陵大安寨段TOC預(yù)測(cè)方法

1.2泥頁巖響應(yīng)特征

涪陵地區(qū)大安寨段泥頁巖測(cè)井響應(yīng)特征表現(xiàn)為“四高二低”，即高自然伽馬、高聲波、高中子、高鈾值、低密度、低電阻率，井徑在頁巖段出現(xiàn)擴(kuò)徑現(xiàn)象。在地震剖面上表現(xiàn)為：優(yōu)質(zhì)泥頁巖頂界對(duì)應(yīng)弱谷響應(yīng)，底界對(duì)應(yīng)強(qiáng)波峰低；大套泥巖夾薄層灰?guī)r為強(qiáng)振幅、低阻抗，為低頻強(qiáng)反射同相軸（見圖1）。

圖1　興隆101井泥頁巖段地震響應(yīng)特征

1.3儲(chǔ)層敏感參數(shù)

在明確了涪陵地區(qū)大安寨段頁巖響應(yīng)特征的基礎(chǔ)上，筆者對(duì)涪陵地區(qū)大安寨段優(yōu)質(zhì)泥頁巖進(jìn)行預(yù)測(cè)。首先對(duì)大安寨段泥頁巖進(jìn)行預(yù)測(cè)，然后在泥頁巖的基礎(chǔ)上尋找優(yōu)質(zhì)的（高TOC）泥頁巖。

涪陵地區(qū)大安寨段巖性主要為大套泥頁巖夾薄層灰?guī)r和砂巖，通過對(duì)該區(qū)大量測(cè)井資料敏感參數(shù)的統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)常規(guī)的波阻抗能區(qū)分出灰?guī)r和泥頁巖，但不能很好地區(qū)分含泥粉砂巖和泥巖（見圖2a）。因?yàn)樵搮^(qū)GR曲線能很好地區(qū)分砂泥巖，所以考慮通過GR曲線重構(gòu)聲波曲線，利用擬聲波反演尋找泥頁巖（見圖2b）。

圖2　涪陵多口井P波阻抗直方圖

在找到泥頁巖的基礎(chǔ)上，尋找與TOC相關(guān)度高的儲(chǔ)層敏感參數(shù)。通過交會(huì)分析，密度曲線、U曲線和TOC曲線有很好的相關(guān)性。其中，U曲線與TOC相關(guān)度達(dá)到0.908 2（見圖3a），密度曲線與TOC相關(guān)度達(dá)到0.842 4（見圖3b）。

1.4擬聲波反演

利用GR曲線重構(gòu)的聲波曲線開展擬聲波反演，通過波阻抗門檻值，定量進(jìn)行泥頁巖地震預(yù)測(cè)。

圖3　興隆101井曲線相關(guān)性

本次研究采用回歸統(tǒng)計(jì)的方法圖，用GR曲線重構(gòu)聲波曲線［4］。具體實(shí)現(xiàn)步驟為：將非聲波的源曲線與井聲波曲線創(chuàng)建成具有聲波量綱的新曲線；從原始聲波曲線中提取能夠反映地層背景速度的低頻成分；將已產(chǎn)生的具有聲波量綱的新曲線和從原始聲波曲線中提取的低頻成分進(jìn)行融合，合成擬聲波曲線。

結(jié)果表明，在擬聲波波阻抗反演剖面上可以直接觀察到泥巖的縱橫向變化情況。從反演結(jié)果來看（見圖4），擬聲波反演在福石1井一帶泥頁巖更能清晰地刻畫出來（圖4b中白線區(qū)域），與實(shí)際地質(zhì)情況更符合。

圖4　過井波阻抗剖面

1.5優(yōu)質(zhì)泥頁巖

由上述敏感參數(shù)分析結(jié)果可知，泥頁巖的TOC與U曲線相關(guān)性很高，因此可以利用TOC與U曲線的高相關(guān)性開展U曲線反演，再通過U曲線與TOC關(guān)系式來預(yù)測(cè)TOC高的區(qū)域，即優(yōu)質(zhì)泥頁巖區(qū)（見圖5）。

圖5　過U數(shù)據(jù)反演剖面

U曲線反演是在常規(guī)波阻抗反演的基礎(chǔ)上通過Emerge多屬性反演得到的。Emerge的地震屬性包括內(nèi)部屬性和外部屬性。內(nèi)部屬性包括瞬時(shí)屬性、頻率屬性、分頻屬性、差分屬性、積分屬性、波形屬性；外部屬性包括相干、波阻抗、AVO屬性等。Emerge與其他井曲線反演軟件相比，Emerge通過引入內(nèi)部地震屬性和外部地震屬性（地震反演數(shù)據(jù)體等）分析井曲線與地震屬性的關(guān)系［4］，并通過先進(jìn)的PNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立起井曲線與地震屬性的非線性映射關(guān)系［5］；在關(guān)系較差時(shí)，可以通過分頻段統(tǒng)計(jì)的方法建立這種關(guān)系，使反演達(dá)到理想的效果。

運(yùn)用多屬性反演出U數(shù)據(jù)體，然后運(yùn)用TOC與U曲線的正相關(guān)關(guān)系，將U數(shù)據(jù)體轉(zhuǎn)換得到TOC數(shù)據(jù)。

2　應(yīng)用效果分析

關(guān)于TOC是否有下限值的問題沒有明確界定，一般工業(yè)開采頁巖區(qū)塊TOC大于2%，黃勇斌等利用含氣量反演法、測(cè)試法得到TOC大于1%的頁巖才有較好的含氣性和產(chǎn)能的結(jié)論。四川盆地下侏羅統(tǒng)大安寨段泥質(zhì)巖有機(jī)碳豐度一般大于1.4%。本次研究以TOC大于1.4%作為優(yōu)質(zhì)泥頁巖的門檻值，用以綜合評(píng)價(jià)涪陵大安寨段頁巖氣的潛力。

從TOC平面圖可以看出，涪陵大二亞段TOC從東北往南西方向變差，涪頁5井處最差。涪陵地區(qū)從東北往南西方向，由半深湖到淺湖、濱淺湖逐漸過渡（見圖6）。TOC平面圖與涪陵大安寨段沉積相平面展布具有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。同時(shí)TOC平面圖與取心井TOC值吻合——說明該方法預(yù)測(cè)TOC具有較高的精度，取得了較好的效果。

圖6　涪陵大安寨段二亞段TOC平均值平面分布

3　結(jié)束語

泥頁巖測(cè)井響應(yīng)特征為“四高二低”，即高自然伽馬、高聲波、高中子、高鈾值、低密度、低電阻率特征。交會(huì)分析與TOC相關(guān)的敏感參數(shù)，U曲線與TOC具有很好的相關(guān)性。運(yùn)用自然伽馬能譜法和多屬性融合來預(yù)測(cè)TOC，取得較好效果，值得推廣運(yùn)用。

［1］顧忠安，鄭榮才，王亮，等.渝東涪陵地區(qū)大安寨段頁巖儲(chǔ)層特征研究［J］.巖性油氣藏，2014，26（2）：67-73.

［2］陳祖慶.海相頁TOC地震定量預(yù)測(cè)技術(shù)及其應(yīng)用：以四川盆地焦石壩地區(qū)為例［J］.地質(zhì)勘探，2014，34（6）：1-6.

［3］金吉能，潘仁芳，王鵬，等.地震多屬性反演預(yù)測(cè)頁巖總有機(jī)碳含量［J］.石油天然氣學(xué)報(bào)，2012，34（11）：68-72.

［4］陳超，劉韻，繆志偉，等.M地區(qū)致密砂巖儲(chǔ)層預(yù)測(cè)方法研究［J］.巖性油氣藏，2013，25（6）：84-88.

［5］張紹全.概率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在非均質(zhì)地層巖性反演中的應(yīng)用［J］.石油學(xué)報(bào)，2008，29（4）：549-552.

［6］林建東，任森林，薛明喜，等.頁巖氣地震識(shí)別與預(yù)測(cè)技術(shù)［J］.中國煤炭地質(zhì)，2012，24（8）：56-60.

［7］許正龍.曲線重構(gòu)技術(shù)在儲(chǔ)層橫向預(yù)測(cè)工作中的應(yīng)用［J］.石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì)，2002，24（4）：377-380.

［8］朱彤，曹艷，張快.美國典型頁巖氣藏類型及勘探開發(fā)啟示［J］.石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì)，2014，36（6）：718-724.

［9］周德華，焦方正，郭旭升，等.川東北元壩區(qū)塊中下侏羅統(tǒng)頁巖油氣地質(zhì)分析［J］.石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì)，2013，35（6）：596-600.

［10］王志剛.涪陵焦石壩地區(qū)頁巖氣水平井壓裂改造實(shí)踐與認(rèn)識(shí)［J］.石油與天然氣地質(zhì)，2014，35（3）：425-430.

［11］王瑞飛，齊宏新，呂新華，等.深層高壓低滲砂巖儲(chǔ)層可動(dòng)流體賦存特征及控制因素：以東濮凹陷文東沙三中油藏為例［J］.石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì)，2014，36（1）：123-128.

［12］謝英剛，葛巖，李樂忠，等.巖相精細(xì)劃分方法在頁巖油氣研究中的應(yīng)用：以澳大利亞Eromanga盆地Toolebuc組頁巖為例［J］.斷塊油氣田，2014，21（4）：416-419.

（編輯楊會(huì)朋）

Seismic prediction of quality mud shale in Da′anzhai Formation of Fuling Area

Yin Jun，Yan Wenfen，Lin Lin
（SINOPEC Exploration Company，Chengdu 610041，China）

Because of the shale gas exploration potential of Da′anzhai Formation in Fuling Area，it becomes very important to find quality mud shale.On the basis of the response features of mud shale and seismic impedance inversion，limestone is identified to look for mud shale，finally high quality mud shale with high TOC is to be found.At present，seismic predictions of TOC are still at exploring stage worldly，common TOC predictions are mainly based on logging data，ΔlogR，natural gamma ray spectrometry method，density method and multi-attribute inversion.In this paper，by analysis of sensitive parameters，natural gamma ray spectrometry method and multi-attribute inversion are chosen to predict quality mud shale in the Da′anzhai Formation of Fuling area，which has obtained a good effect.

quality mud shale；TOC；Da′anzhai Formation；Fuling Area；

國家科技重大專項(xiàng)專題“碎屑巖層系大中型油氣田富集規(guī)律與勘探關(guān)鍵技術(shù)”（2011ZX05002-004-005）

TE132.1+4；P631

A

10.6056/dkyqt201503014

2014-12-11；改回日期：2015-03-22。

尹俊，男，1987年生，助理工程師，碩士，主要從事地震解釋及儲(chǔ)層預(yù)測(cè)工作。E-mail：yjhbjz@163.com。

引用格式：尹俊，嚴(yán)文芬，林琳.涪陵地區(qū)大安寨段優(yōu)質(zhì)泥頁巖地震預(yù)測(cè)［J］.斷塊油氣田，2015，22（3）：334-337. Yin Jun，Yan Wenfen，Lin Lin.Seismic prediction of quality mud shale in Da′anzhai Formation of Fuling Area［J］.Fault-Block Oil&Gas Field，2015，22（3）：334-337.