龙里地区页岩气地震勘探技术探讨
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇龙里地区页岩气地震勘探技术探讨范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！
摘 要：贵州龙里地区地表出露不同地质年代的灰岩，地表起伏剧烈，为典型的喀斯特地貌。页岩层埋藏深度变化大，地下构造复杂，上覆碳酸盐岩地层对其下的地震信息屏蔽作用也影响了成像效果。随着页岩气开发的需求，页岩气勘探工作必将大范围开展，而页岩气地震勘探采集方法与常规勘探方法有所不同，为探索更适合于页岩气的采集方法。 根据中国石油化工股份有限公司与雪佛龙公司合作协议，2011年在贵州龙里地区开展二维地震勘探工作，结合龙里地区页岩气勘探试验，从多方面进行分析，确定出适合于该区的页岩气采集方法。根据在龙里项目的实践，对该项目在勘探技术上做一个有益的探讨，相信通过探讨对在岩性及构造极其复杂的地区进行页岩气地震施工采集会有一定的帮助。
关键词：龙里 勘探 页岩气 技术 山地
一、页岩气简介及发展概况
页岩气是从页岩层中开采出来的天然气，主于暗色泥页岩或高碳泥页岩夹层中的天然气。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。有机质含量高的黑色质页岩、高碳泥岩等常是最好的页岩气发育条件。
页岩气发育具有广泛的地质意义，存在于几乎所有的盆地中，只是由于埋藏深度、含气饱和度等差别较大分别具有不同的工业价值。
中国主要盆地和地区页岩气资源量约为15～30万亿立方米，与美国28.3万亿立方米大致相当，生产周期长也是页岩气的显著特点。
资料显示，中国南方海相页岩地层可能是页岩气的主要富集地区。中国的页岩气研究正在起步，许多盆地及研究区具有页岩气成藏的地质条件，与美国东部地区页岩气成藏地质条件进行初步对比，中国南方具有有利的页岩气发育条件，开展页岩气研究具有重要意义。
二、页岩气勘探对地震勘探的要求
页岩气储集在厚层的泥页岩中（中间可以有薄夹层），解释、识别这样的地层相对比较容易，从勘探到开发都离不开地震勘探技术。二/三维地震技术有助于准确认识复杂构造、储层非均质性和裂缝发育带，以提高探井（或开发井）成功率，由于泥页岩地层与上下围岩的地震传播速度不同，在泥页岩的顶底界面会产生较强的波阻抗界面，结合录井、测井等资料识别解释泥页岩，进行构造描述并不难。但必须要求所得到的地震记录主频足够高，对页岩气储集层的岩性圈闭保存条件进行精确的划分。
三、龙里工区概况
中国石油化工股份有限公司和雪佛龙公司联合部署，2011年在贵州龙里地区开展二维地震勘探工作，通过地震资料采集，落实龙里地区页岩层的发育和空间展布特征，以及构造变形和断裂的发育特征，为页岩气的勘探部署提供依据。勘探区域分布在贵州省，为中国南方碳酸盐岩大面积覆盖地表的复杂山地领域，地震地质条件十分复杂，获取满足页岩气勘探开发需要的高分辨率、高信噪比和高精度地震资料存在着较大的技术和施工难度。
龙里工区植被发育、地表高程变化剧烈，山脉峰、谷的延展方向与构造线方向基本一致，地形复杂；受地质构造、地层岩性、气候、水系等因素影响，岩溶地貌典型，地震激发接收条件差；区内基岩地段较多，多为志留系和奥陶系灰岩地层，还有少部分出露寒武系地层。
受地质构造、地层岩性、气候、水系等因素影响，岩溶地貌发育非常典型，地形支离破碎，山坡陡峭，沟堑纵横，山峦延绵，悬崖峭壁随处可见。工区内曾针对深部常规油气进行过二维地震勘探，QZD04-40Ⅲ线穿过工区，获得寒武系底界地震波组的反射，2～3个强反射波组，波组较连续，易于识别追踪；地层历经多期次构造运动改造，褶皱、断裂发育，横向非均质性严重。
龙里工区内的页岩以寒武系牛蹄塘组为发育，寒武系牛蹄塘组为黑色硅质页岩，分布较广，全区较稳定，厚度50～150m。主要目的层波组—T∈1n波组：寒武系牛蹄塘组底。
四、龙里二维勘探野外采集方法
1.动态观测系统的探讨
龙里地区主要为碳酸盐岩出露区，地震资料采集非常困难。地震资料往往难以得好，其反映在剖面上则形成信噪比极低的反射空白带。该地区地震勘探中存在以下难点：①地表起伏大，山地植被发育，表层结构复杂，老地层出露，导致野外施工困难和静校正问题非常突出；②灰岩区激发、接收条件普遍较差，原始单炮记录上多次折射干扰、面波、随机干扰和高频干扰等干扰波非常发育，而且复杂多变，有效反射能量相对较弱，资料信噪比低；③地下构造复杂，逆掩推覆作用使高角度老地层出露，造成速度拾取中的多解性和在时间方向上的反转，因而难以确定准确的叠加速度场，增加了处理难度；④高陡多断裂复杂构造，横向速度变化大，难以准确地叠加成像和偏移归位。
对此，首先根据以往地震资料和微测井等资料，建立地表模型和地下地质模型，利用现有的软件进行正演，通过射线追踪、模拟记录等手段对观测系统进行验证。对此，试验设计及工程技术设计中，观测系统采用20米道距、80米炮距（试验段40米）、600道中间对称接收，对于地层相对平缓地段，600道接收可以模拟出地下反射，但龙里地区由于高陡构造带较多，地层倾角较大，600道接收长度不能反映大倾角地层地下结构，通过模拟分析，采用增加接收道数到800道，可以获得高倾角地层反射。所以在后面的试验及生产中，将接收排列增加到800道接收，在一定程度上能更加真实反映地下地层情况。对获得的剖面资料进行分析验证，对比600道接收与800道接收的剖面。
分析认为：相对常规油气勘探，页岩气勘探目的层埋深一般在较低，在地下高陡构造带，采用加大排列长度的观测系统，能够较好的获得高倾角的有效反射信息，对于岩性平稳地带，可以适当减少排列，同样可以获得较好资料并达到降本增效。
其次针对生产中遇到的各种情况进行观测系统的调整，炮点进行小范围的移动和偏移，要求保证观测系统的一致性，炮点移动后仍采用中间对称接收，同时炮点坐标必须实测，保证数据准确，再代入分析软件，尽量保证覆盖次数和炮检局的均匀性。
第三要求合理的布设炮点和检波点，利用卫片和实际障碍物调查结果来进行观测系统设计和炮检点的布设，应用测量成果通过设计软件进行布设，分析实际测线的覆盖次数、炮检距分布等属性，保证理论和实际观测系统最大程度的一致性。
通过科学的手段进行采集参数论证和观测系统设计，获得好的成像效果。利用动态观测系统设计，也可以在高陡构造隆起两翼采用小道距接收，提高覆盖次数的同时加密炮点，丰富了中小偏移距的信息，有利于构造成像。
2.激发参数的探讨
从理论上来讲，激发深度位于强阻抗反射界面以上，所获得的单炮子波振幅和频率都较低，而离强阻抗界面较远激发时，由于虚反射的影响，可使子波产生叠加干扰影响，使子波频率降低，因此，只有激发点在合适的深度（在强波阻抗界面下1/4低速带波长处）激发才能获得最好的效果，并不是井深越深越好，同时实际生产中也得考虑炸药组合中心的长度。
龙里地区表层岩性变化较大，所以不能用一个井深来控制激发点深度。
区内以往地震勘探所采用的观测系统及激发参数，以常规油气勘探为目的，均以满足解决中、深层地质任务为目标。本次采集为实现碳酸盐岩地区非常规油气的突破，获取该区目的层合适的激发井深和药量，针对该区出露地层岩性的特点选择不同的具有代表性岩性的4个试验点及10km的试验段。试验点、段位置见表1。
下面，我们以志留系灰岩为例分析四种岩性的试验点激发效果。
志留系灰岩中激发，井深试验中，药量8kg，对比不同井深激发效果的不同，从20-40Hz分频扫描，在1100-1400ms上16m面貌稍好。对目的层做频谱分析，各井深激发主频无明显差异。分析认为，志留系灰岩中激发井深选择16m合适。
志留系灰岩中激发，药量试验中，井深16m，对比不同药量激发效果的不同，从20-40Hz分频扫描，采用8kg以上面貌稍好。对目的层做频谱分析，各井深激发主频无明显差异。分析认为，志留系灰岩中激发井深选择8kg药量激发合适。
采用类似的方法对其它岩性的采集参数分析，得出各岩性的采集参数。
龙里页岩气勘探是中美合作项目，我们充分借鉴美方物探专家的经验，经过多次讨论，激发井深基本一致，但因为龙里地区页岩气勘探目的层不深，美方认为小药量激发能够获得目的层资料较好的单炮（见表2）。
分析认为：美国是页岩气勘探开发较发达的国家，针对单炮记录，美方专家只注重小药量、高主频的参数对目的层的贡献。因此，在页岩气地震勘探中，首先必须要清楚目的层的反射时间及深度，针对不同深度，做模拟分析，找出最有利的激发参数，用试验验证，因此，大量的前期试验是确保得好目的层资料的重要保障。
试验前，针对4个试验点不同岩性出露进行了表层结构调查，以了解低降速层分布情况。在试验点上进行了双井微测井。（见表3）
从微测井调查结构来看，4个试验点低降速层总厚度在6～11米，我们所分析的16m激发井深减去药柱长度（6kg约2.5m）满足在高速层下3m激发，同时也满足在强波阻抗界面下1/4低速带波长处左右激发。从试验段剖面来看，（如图1）试验段地震资料的信噪比得到了较好的保障，地震剖面的分辨率较高、连续性好，从另方面验证了激发参数的合理性。
四、结论
通过在龙里地区的页岩气二维勘探工作，总结出一些山地页岩气勘探的经验与探讨，采用精细的表层结构调查、灵活变化的观测系统设计和已经针对目的层参数设计，对资料品质的提高至关重要。
相对常规油气勘探，页岩气勘探目的层埋深一般在较低，在高陡构造带，采用加大排列长度的观测系统，能够较好的获得高倾角的有效反射信息，对于岩性平稳地带，可以适当减少排列，道距减小、提高覆盖次数，同样可以获得较好资料并达到降本增效。
小药量、高主频的参数对页岩气勘探目的层的贡献十分巨大。因此，在页岩气地震勘探中，首先必须要清楚目的层的反射时间及深度，针对不同深度，做模拟分析，找出最有利的激发参数，用试验验证，前期大量的试验是确保得好目的层资料的重要保障。
作者简介：李雪冬（1983-）男，汉族，四川绵阳人，助理工程师，从事物探工作。