油气资源评价方法关键参数研究和资源分布特征——以中国石化探区“十三五”资源评价为例

在油气资源评价方法研究与优选的基础上,建立了针对中国石化探区“常规—非常规”以及“地质—经济—生态”2个一体化的“十三五”油气资源评价方法流程和技术体系。研究了油气资源评价关键参数,包括基于TSM盆地模拟技术构建了适用于我国不同类型盆地/地区烃源岩完整的生—排—滞留烃演化模式、产率模型;建立了基于典型刻度区解剖的资源评价关键参数获取方法和评价指标。通过对近50个盆地/地区全部含油气层系(震旦系—第四系)的系统评价,落实了中国石化矿权区常规油气、致密油气、页岩油气以及煤层气等7种不同类型油气的地质资源,明确了其油气资源的经济可采性和生态环境影响程度。通过资源分布特征研究,进一步明确了下一步勘探领域和方向,指出深层—超深层是常规油气的主攻方向,非常规尤其是页岩油气是未来我国油气增储上产的重要领域,海域探区也具备广阔的勘探前景。同时,资源评价结果为油公司“十四五”规划和勘探部署提供了重要依据。

中国石化物探技术新进展及发展方向思考

物探技术作为油气勘探不可或缺的重要手段,为中国油气储量和产量增长提供了技术保障。经过数十年的发展,中国石油化工股份有限公司(简称中国石化)物探技术形成了具有自身特色的地震资料采集、处理和解释技术系列。“十三五”以来,在高密度地震勘探、可控震源高效采集、深层—超深层碳酸盐岩储层成像与描述、致密碎屑岩“甜点”识别、非常规一体化和软硬件研发等技术方面取得了重要进展,有力支撑了中国石化重点领域油气勘探开发。围绕当前中国石化主要勘探开发领域,详细分析东部断陷盆地碎屑岩、深层—超深层碳酸盐岩、中西部致密碎屑岩、非常规、火成岩、山前带、海域七大领域面临的地质问题,明确了具有针对性的物探技术需求,结合国内外物探行业技术发展趋势,提出了未来中国石化在支撑当前技术攻关、引领未来技术研发、“卡脖子”软件装备开发3个方面的发展方向,以推动中国石化物探技术的快速发展,对促进中国物探行业高质量发展具有重要意义。

“十三五”中国石化油气资源评价关键技术进展与发展方向

资源潜力评价是油气勘探决策的基础,也是国家制定能源发展战略和编制行业发展规划的重要工作之一。文章分析了新形势下中国石化开展新一轮资源评价工作的难点和特点,详细论述了“十三五”中国石化资源评价的总体思路和技术框架。创新发展了具有中国石化特色的油气资源评价技术体系和软件平台,主要包括:烃源岩完整的生—排—滞留烃演化模拟技术、常规—非常规一体化TSM盆地模拟技术、基于成熟度和压力系数的页岩油气资源分级评价技术和地质—经济—生态一体化油气资源评价技术。在“十三五”资源评价工作的基础上提出油气资源评价未来的重点攻关方向为:(1)复杂地质条件和特殊类型油气藏的三维油气运聚模拟技术;(2)不同类型盆地区带划分及对应的区带资源量计算、劈分技术;(3)大数据智能平台下一体化的油气资源评价系统;(4)油气共伴生资源综合评价技术。

中国石化海外典型探区地震勘探难点及技术对策

中国石化海外油气勘探分布于全球20多个国家和地区,探区数量多、分布广泛,各区地质-地震条件差异大,地震勘探程度及效果不同。通过对中国石化海外典型区块的分析研究,发现主要存在三类问题:复杂地表问题、复杂构造成像问题和复杂勘探目标(复杂储层)精细描述问题;通过对物探技术和资料效果的分析,找出海外探区地震勘探的主要难点:复杂地表条件造成的信噪比低、静校正难和资料不一致问题;复杂构造、盐丘及盐下成像难的问题;低幅度构造圈闭落实,小断块、薄砂层、小砂体的储层预测,深层目标层位的勘探,裂缝型油气藏勘探等。针对这些技术难题,根据国内外地震勘探新技术的发展趋势,结合典型探区的实际情况,提出了相应的地震勘探技术对策与方法,为各类探区的深入勘探提供依据。

勇铸勘探“利剑”——记石油物探技术研究院RTM项目组

如何使研究出来的新技术得到更好的应用、更完善的改进,这是RTM项目团队更为关注的。RTM技术是当今地震成像领域最为精确的成像技术,国外大型地球物理公司在应对自身需求时研发了RTM技术并推出较成熟的商业化软件,目前该技术成为他们对外服务的主要技术支撑手段。同时,这些公司又将RTM作为前沿关键技术对国内设置技术壁垒,限制了国内勘探开发的深入和地震数据成像技术的发展。

分布式光纤压裂监测技术研究及应用

随着页岩油气等非常规油气勘探开发走向深层以及日趋精细化,微地震等传统压裂监测手段愈发无法满足压裂效果评价的精度要求。作为分布式光纤传感(DFOS)技术的最新研究进展,分布式光纤声波传感(DAS)近年来成为国内外压裂监测方向的研究热点。文中介绍了井下光缆布设、光缆深度标定、DAS信号处理、压裂期间DAS响应提取和解释的方法,并结合涪陵地区某页岩气井组的套管外光纤压裂监测实例,展示了DAS技术给非常规油气水力压裂监测带来的新视角和新认识,为我国压裂监测新技术的发展和推广应用提供参考。

基于布谷鸟—BP神经网络的页岩脆性指数预测研究

页岩储层具有低孔隙度、低渗透率的物理性质,因此在页岩气开采中往往需要对其储层进行压裂处理,而页岩储层的可压裂性可用脆性指数来评价。目前应用最广泛的岩石脆性指数计算方法是基于矿物组分法。基于矿物组分法计算获得岩心页岩脆性指数(BI),利用BP神经网络的自我学习能力,探寻测井参数与页岩脆性指数(BI)之间的非线性关系,再结合布谷鸟(CS)算法的全局优化能力和稳定性来提升BP神经网络的预测精度和稳定性,从而建立基于CS—BP神经网络的页岩脆性指数预测模型。使用CS—BP预测模型对研究区Y1井和Y2井两口井进行了页岩BI值预测,其预测结果显示:CS—BP预测值与岩心BI值的变化趋势基本一致;CS—BP预测值总体预测效果较好。研究结果表明:基于布谷鸟(CS)—BP神经网络,利用测井资料快速计算页岩脆性指数的方法在研究区具有一定的实用价值。

低勘探地区构造深度预测精度研究

深度预测是油气勘探成功与否的重要基础条件,油田对都深度预测的误差要求往往比较严格。现实条件中受井少、地震速度精度低、速度模型难建立等现实问题影响,物探工作者很难保证构造误差的精度。通过对某区风险探井中出现的深度误差的原因的剖析,思考了构造趋势分析、井速度的应用、速度模型的建立方法及模型质控分析等环节对减少构造误差的作用。同时进一步讨论不同程度的低勘探地区降低深度预测误差的方案。速度模型的足够精准前提下,要接受不同勘探程度和实际条件的带来的构造误差。

饱和碳酸盐岩地震频带弹性参数响应的实验机理分析研究:压力与孔隙流体影响

碳酸盐岩储层中蕴藏着全球近一半油气储量,也是我国深层、超深层的重点勘探领域.然而,深层碳酸盐岩复杂孔隙结构导致其储层条件下岩石物理响应机理不明,这对有效地震储层表征与流体预测带来了巨大挑战.目前,国内尚缺乏系统开展针对深层碳酸盐岩储层的地震频带岩石物理实验测试研究.厘清深层油藏开发中因流体流动而引起的储层压力场与孔隙流体性质变化对地震频带弹性参数影响机制,在一系列地球物理应用中具有十分重要的意义.通过开展跨频带(地震低频+超声高频)弹性参数实验测试,本文系统研究了压力与孔隙流体对深层碳酸盐岩弹性模量及其衰减的影响机制.针对中低孔渗碳酸盐岩储层岩芯,分别测量了其在干燥、饱和盐水与甘油下的弹性参数,分析了弹性模量对压力与频率敏感性.干燥岩芯杨氏模量频变特性显著低于饱和流体岩芯实测数据,且饱和甘油岩芯模量及其衰减均高于饱和盐水测量结果.部分饱和盐水岩芯的地震频带实测结果表明,杨氏模量与泊松比均随含水饱和度升高而增大,其频散程度却略有降低.此外,基于干燥岩芯弹性参数不依赖频率的前提,受迫振动法低频实验所得岩石弹性模量和衰减数据与三孔隙类型喷射流模型预测结果相一致,证实喷射流是引起复杂孔隙微观结构储层岩芯频变黏弹性响应的主控因素.

塔河地区面向缝洞体的地震采集优化策略研究

塔河油田随着开发的深入,高精度三维地震资料已经不能完全满足需求,面临着小尺度缝洞预测难、规模缝洞体结构、连通关系及剩余油描述难等问题。这里从塔河地区现阶段地震开发面临的问题出发,结合塔河地区地震地质条件、高精度三维采集方法与应用效果和影响缝洞体成像的地震采集关键因素分析,研究了面向小尺度缝洞的地震采集优化策略。证实了影响塔河地区小尺度缝洞体成像最重要的因素是地震资料的信噪比,而提高信噪比最有效的手段是增加覆盖次数;其次要做好缝洞绕射的记录与保护,减小采集面元更充分地记录好绕射波场,减小检波器组合更好地保护好绕射波场,为绕射波成像提供数据基础。提高缝洞体结构以及连通关系的描述精度,需要进一步拓展地震资料的有效频带;塔河地区地震激发接收条件好,具备一定的拓展频带的空间;一方面采用低频检波器接收更好的记录低频信息,在压噪处理时保护低频信息,拓展有效低频,提高地震资料倍频程;另一方面通过高叠次进一步压制高频随机噪声,突出有效反射,拓展有效高频。采用以上优化策略在塔河地区开展了地震采集试验,小尺度缝洞体的成像精度明显提高。

宽方位地震数据相干噪声压制技术研究及应用

宽方位地震数据具有以下两个特点:①远偏移距地震道集中相邻地震道之间的距离明显小于理论道间距;②横向炮检距越大,检波线的空间采样越不规则,相邻道之间的距离变化率越大。这两个特点会导致面波、鸣震等线性相干噪声的时距曲线随横向炮检距的增大而呈双曲线变化,从而导致常规面波压制技术难以获得理想的噪声压制效果。针对这一问题,提出了基于十字交叉排列锥形滤波的均值加权相干噪声压制技术,该方法在十字交叉排列域进行,首先采用锥形滤波方法提取得到噪声模型后,对噪声模型进行均值加权处理,实现信噪分离,提取噪声并加以压制,保护有效信号,得到最终的去噪结果,提高资料的信噪比。将该技术应用于野外采集的宽方位地震数据相干噪声的压制处理,结果表明,在有效去除了干扰噪声的同时,有效信号基本没有损失,提高了地震资料的信噪比,验证了本文方法的适用性和有效性。

重庆涪陵北部二叠系富有机质沉凝灰岩层系地质特征及甜点区优选

重庆涪陵北部二叠系吴家坪组二段(吴二段)沉凝灰岩是一种新型富有机质烃源岩,是非常规气藏勘探的新领域。明确吴二段沉凝灰岩层系关键甜点参数的分布是勘探评价的首要问题。通过钻测录井、实验分析及地震等资料,从沉凝灰岩层系的有机地球化学特征、岩性特征、厚度分布、地层压力及裂缝发育等成藏富集地质条件入手,聚焦岩性品质及可压缝网两个关键因素,优中选优,评价目标甜点区。研究结果表明:涪陵北部吴二段沉凝灰岩层系处于深水陆棚相,有机质丰度高,TOC含量主要为5%~6%,Ro为1.90%~2.44%,有机质类型以Ⅰ和Ⅱ型为主,TOC含量大于4%的优质沉凝灰岩段厚度在15~20 m之间,分布面积广;优质沉凝灰岩段储集空间多样,孔隙度较高,脆性矿物含量较高,地层压力系数为高—超高压级别,同时转折端发育小型—微型裂缝带,体现了良好的“自生自储”含气勘探潜力;涪陵北部吴二段沉凝灰岩层系气藏具有优质控富、超压控藏及缝网控甜的规律。结合主控因素初步建立吴二段沉凝灰岩层系甜点评价标准,优选出3个目标甜点区,面积达186.4 km2,其中研究区西北部L2-L1井区油气显示良好,可以作为近期勘探的有利目标。

基于极端梯度提升算法的地震同相轴自动识别

在常规地震同相轴识别方法基础上,通过引入极端梯度提升算法(XGBoost)智能化策略,并结合地震数据相邻道相似性特征,发展一种基于极端梯度提升算法的地震同相轴自动识别技术方法。在编程实现方法的基础上,通过简单层状模型和复杂Marmousi模型模拟的记录进行测试,验证方法的正确性。对含噪音数据和实际资料中的同相轴进行识别测试,同时进行单道对比定量分析以及不同信噪比情况下算法预测结果精度对比。结果表明:新方法对含噪数据和实际资料均具有较好的适应性;在低信噪比(-6.98 dB)情况下,同相轴的查准率仍可超过90%。

基于前馈神经网络井控多属性融合的断裂识别方法

塔里木盆地碳酸盐岩断控缝洞型油气藏埋藏深度大、构造复杂,且断裂高度发育,断裂是研究区域内成藏主控因素及可能的油气运移通道,对其空间展布位置及发育强弱的预测至关重要。断裂检测属性众多,不同断裂检测属性由于计算方法不同表征的断裂尺度及特征存在一定的差异性,且常规属性检测忽视了测井信息的利用与约束,为了获取更加全面、准确的断裂预测结果,本文优选多类断裂检测属性,并结合测井数据作为先验信息,利用前馈神经网络算法进行属性融合。首先优选AFE、likelihood、倾角等多类具有不同特征的断裂属性,结合测井放空漏失数据、成像测井信息及地震同相轴错段情况作为断裂发育类型判别条件建立了断裂特征识别样本库;在样本库基础上进行深度前馈神经网络训练,对比测试了不同隐含层深度条件下的学习效果,获取预测误差最小的神经网络预测模型;最后将神经网络预测模型应用于全工区断裂预测。经对比分析,认为深度学习融合属性预测断裂与测井解释结果更为吻合,且能综合不同尺度特征的断裂信息,有效提升了预测准确度和可靠性。

安徽滁河断裂带温泉水地球化学特征及其形成机理

滁河断裂带上发育了多个与构造活动有关的温泉,除南端的半汤温泉外,其余温泉大多热能利用不甚理想,给当地相关产业的发展带来了影响,因此有必要选取滁河断裂带上的典型温泉,从水化学特征及其形成机理上进行研究,以期为后续温泉群地热资源的合理利用及勘查方法的选择提供科学依据。据此,以滁河断裂带半汤、昭关和香泉的温泉为研究对象,分别采集了温泉水、冷井水、地表水样品,总计9个样品,完成了样品中阴阳离子、常量和微量元素25个指标的组分测试,开展了样品的氢氧同位素数值测定。通过25个指标实测数据的分析,以及氢氧同位素示踪地热水来源及受控因素研究,结果表明:3个地区的温泉水都偏向于CaSO_(4)型,均与地下水和围岩发生相互作用密切相关;半汤和昭关地区各自的温泉水、冷井水及地表水具有同源特征,地热水主要由当地降水、地表水进行直接补给,香泉地区温泉水、地表水和冷井水同源特征较弱,地下冷水径流与地热水来源不同,需要在温泉主控因素判断中引起注意;研究区玉髓温标的计算结果与采出地表热水温度接近,而石英温标的计算结果与深部的热储温度相近。研究结果初步揭示了滁河断裂带温泉水的地球化学特征,温泉水的补给关系及水岩相互作用状况,提出了该区有效的地球化学温标,有助于加深滁河断裂带温泉机理及调控因素的认识,在后续温泉功能提升和地热资源开发利用方面具有实际应用价值和研究方法示范。

基于页岩岩石物理等效模型的地应力预测方法研究

地应力的精确预测是对页岩地层进行水平井钻井轨迹设计和压裂的基础.本文在分析页岩构造特征的基础上,提出了适用于页岩地层的岩石物理等效模型的建立流程,并以此为基础实现了最小水平地应力的有效预测.首先,通过分析页岩地层的矿物、孔隙、流体及各向异性特征,将其等效为具有垂直对称轴的横向各向同性介质,进行了页岩岩石物理等效模型的构建;然后建立了页岩地层纵横波速度经验公式,并将该经验公式与岩石物理等效模型均应用于实际页岩工区的横波速度预测中,二者对比表明,本文中建立的页岩气岩石物理等效模型具有更高的横波预测精度,验证了该模型的适用性;最后,利用该模型计算各弹性刚度张量,进而实现了页岩地层最小水平地应力的预测,与各向同性模型估测结果对比表明,该模型预测的最小水平地应力与地层瞬间闭合压力一致性更高,且储层位置更为明显,具有较高的实用性.

苏北盆地高邮凹陷阜宁组二段深层页岩储层地应力方向及主控因素

苏北盆地高邮凹陷阜宁组二段页岩油资源量超7亿吨,但该区构造、应力双复杂的地质条件对页岩油勘探开发造成较大影响,尤其是现今地应力方向的认识不清,制约了水平井井组方案的部署和压裂方案的设计与优化。基于区域震源机制解、特殊测井和水平井压裂微地震监测等资料,结合波速各向异性、古地磁等实验测试分析资料,开展了各类地应力方向解释方法在深层页岩储层中的适用性研究,查明了花庄地区现今地应力的分布特征,并对其影响因素进行了分析。高邮凹陷阜二段现今水平最大主应力方向主要分布在40°—55°,平均方位角为45°,即现今水平最大主应力方向为NE向。平面上,研究区地应力方向与大区域上应力方向具有较小的应力偏转,主要受构造格局的影响;此外,断层附近存在应力扰动带,扰动带内应力偏转较为明显,扰动带的宽度与断层的断距和延伸长度成正相关。通过对比分析,认为微地震监测、诱导裂缝/井壁崩落、岩心实测、阵列声波各向异性的适用性逐级降低,阵列声波测井中的波速各向异性受平面上岩相相变的影响较大。结合地应力方向解释结果、天然裂缝优势走向,建议该区水平井的部署方位为SE155°—SSE170°。

VSP地震干涉成像及应用研究

受井中检波器串级数局限,垂直地震剖面(VSP)反射波成像范围窄,且不能对井中最浅接收点上方区域有效成像.虽然多次波成像能扩大成像范围,但在实际应用中尚有诸多困难和挑战.本文根据Wapenaar的地震干涉理论,基于上下行波场分离技术,研发了VSP地震干涉成像方法.该方法将VSP自由表面多次波重建为在地表震源位置激发(虚震源)接收的拟地面地震反射波,然后偏移成像,以达到对多次波间接成像的目的.通过数值模型实验,测试了VSP干涉成像的极限分辨率,并讨论了主要采集参数的影响,结果表明:该方法的垂向和水平极限分辨率分别达约10m和20m,且能分辨深度达6500m处的50m×100m溶洞;采用12至24道井中检波器串采集的VSP资料,其干涉成像结果显著优于VSP反射波成像,与相应的地面地震成像效果相当.将本文方法应用于新疆地区采集的VSP资料,结果表明:与VSP反射波成像相比,成像同相轴更加连续,成像范围显著扩大;与地面地震成像相比,成像结果相当,尤其在浅中部甚至更好.新方法不仅无需进行井中接收点静校正,且能显著增大成像范围,有利于成像同相轴的追踪对比、地震属性提取和地质解释,尤其对中国新疆地区深部缝洞型储层的成像,具有广泛的实际应用前景.

基于CPU+GPU联合计算真地表叠前时间偏移实用化研究

为了提高起伏地表条件下的基尔霍夫叠前时间偏移算法的计算效率,针对CPU+GPU异构计算平台开展了算法移植与优化研究。首先分析了起伏地表条件下提高偏移成像精度的反假频、弯曲射线旅行时计算以及真地表旅行时校正的处理方法,然后在对算法的并行计算特征进行分析的基础上,针对CPU+GPU异构平台的算法移植进行了多级并行联合计算架构的设计,通过炮检距域的多进程数据域并行、地震数据I/O与偏移计算的异步并行、基于CUDA的超大规模线程成像域并行以及联合CPU计算的多线程成像域并行技术对算法进行了移植及优化。利用大规模测试数据集进行了计算效率测试,测试结果验证了多级并行联合计算架构以及分别针对CPU和GPU平台的算法优化技术能够极大地提高偏移处理效率。

溶洞型储层地震采集参数与成像关系研究

覆盖次数、面元尺寸、炮检距、炮排关系等地震采集参数的选择,既决定了野外采集资料的质量,又直接关系到采集成本。根据TH地区地质特点,对溶洞型储层进行了三维正演模拟;结合该区实际地震资料处理,重点探讨和分析了面元、覆盖次数、炮检距对溶洞型储层成像的影响。研究结果表明:1面元尺寸主要影响串珠的横向分辨率,该区面元边长以15m^30m为宜;2覆盖次数主要影响剖面能量强弱及信噪比,对溶洞的成像分辨率影响很小,该区宜选取140~180次(实际采集中的352次覆盖略显偏大);3炮检距越大,速度谱能量团越收敛,综合考虑仪器接收道数和排列长度,该区最大炮检距约为6000m即能满足速度分析和成像要求。