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地震資料在頁巖氣水平井導向的應用

 論文欄目:地震分析論文     更新時間:2020/4/2 16:17:10   

摘要:地震資料具有較高的分辨率,通過精細的構造解釋,可以為頁巖氣水平井地質導向提供較為精確的地層深度和傾角數據。地震正演模擬可以指導地震資料精細解釋,使得研究工區微幅構造、微小斷層得以落實。本文以南川工區為例,分析總結了頁巖氣水平井導向中地震資料的現場應用。

關鍵詞:地震資料;頁巖氣水平井;地質導向

美國頁巖氣取得勘探突破并工業化生產,開啟了非常規油氣革命,深刻改變了全球油氣供給的格局。中國頁巖氣勘探開發起步較晚,目前仍處在探索試驗階段,如何應用好地震資料是頁巖氣勘探開發研究的熱點問題。本文以南川工區為例,分析總結了頁巖氣水平井導向中地震資料的現場應用。

1水平井導向

從頁巖氣開發的角度來講,水平井水平段在頁巖層中的位置、延伸長度和延伸方向是決定水平井產能的關鍵因素,因此必須做好水平井井眼軌跡控制,保證水平井具有符合要求的鉆遇率。但是由于南川地區構造復雜,目的層產狀起伏多變,水平段鉆進工作難度較大,因此在地質導向過程中需要結合地震資料控制水平井的入靶深度和水平段的軌跡走向。

1.1靶點垂深預測

水平井鉆探過程中,提前或者滯后入靶,都會損失水平段,因此準確入靶鉆遇目標層位非常關鍵,這就需要準確計算靶點垂深。地震資料在鉆井的不同階段,可以提供多種計算靶點垂深的方法。1.1.1構造圖預測法根據已有的目的層構造圖,將靶點投影至目的層構造圖中,根據靶點對應等值線數值,可得出靶點垂深。這種方法常用于一開及二開階段,在時深轉換的速度場精度較高時,可以得到較為準確的靶點垂深。1.1.2地震標志層平均速度預測法結合南川工區已鉆導眼井的測井資料,可以得到各個層位的深度。結合地震資料,在地震標志層位上得到相應的雙程旅行時。通過實鉆層位深度和時差,反推出各個地震標志層的平均速度,用于預測水平井A靶點的垂深。1.1.3地震標志層時差預測法地震標志層時差預測法通常是根據相鄰已鉆井靶點垂深來推算實鉆井的靶點垂深。已知相鄰已H1及靶點在地震時間剖面上目的層對應時間T1和實鉆井靶點在地震時間剖面上目的層對應時間T2,通過測井曲線或統計方法獲得龍馬溪組層速度v,實鉆井靶點預測垂深H2:模型參數圖2-3正演模型圖2-4斷距為5m的自激自收時間剖面井A靶點A靶點X1圖1地震標志層時差預測法1.1.4地質標志層厚度推算法地質標志層厚度推算法通常應用于三開鉆遇標志層,例如濁積砂巖段、⑨小層等在GR測井曲線上有明顯的標志位置。在海相沉積中,上下接觸的地層產狀一般具有繼承性或規律性變化。因此可以結合區域地質資料,獲得實鉆井目前鉆至標志層與目的層位的厚度Δh,結合地震時間剖面獲取實鉆井鉆探位置對應的目的層時間T1以及靶點對應目的層時間T2,已知實鉆井鉆探垂深H1,通過測井曲線或統計方法獲得目的層平均速度v,可得出實鉆井靶點預測垂深H(公式2)。這種方法與地質資料相結合,計算結果一般較為準確。

1.2水平段傾角預測

水平段是水平井的產氣井段,水平段最大限度地穿越優質頁巖段是地質導向的關鍵。可通過地震資料預測出水平段的傾角變化趨勢,實時調整鉆頭位置。目前常用傾角預測方法有如下2種:1.2.1構造圖法構造圖法是將實鉆井軌跡實時投影至構造圖上,根據目前鉆頭在構造圖上的位置得出深度值H,,根據水平段方向與構造等值線的交點,得到下一個深度值H2。通過測量鉆頭位置與下一根等值線的水平距離L,根據三角函數計算可得出傾角值Bo1.2.2piJ面計算法剖面計算法是在過水平段的地震時間剖面上,按照一定步長△L,沿水平段目的層拾取時間值T,,孔、T,j......Tn,根據區域目的層平均速度、,可以得到不同時間值對應的深度HH2,H,;......H。根據三角函數計算可得出傾角值。

1.3微小斷層的識別

1.3.1模型試算根據南川地區X1導眼井地質資料和測井資料,建立正演模型(見圖3),將龍二段劃分為①一⑨號小層,斷層從①一⑨號小層穿過,斷點位于(988,2505)處。取南川三維地震資料進行頻譜分析,頻率為21}22Hz。采用22Hz的雷克子波,按照斷距為5m,lOm、15m,分別進行正演模擬。通過地震正演模擬,如圖4,5,6,在現有南川地區地震資料品質下,可識別斷層的最小斷距為10m,在時間域剖面上表現為地震同相軸輕微扭曲。1.3.2實際資料應用X-1HF井位于川東高陡褶皺帶萬縣復向斜平橋背斜西翼,目的層位上奧陶統五峰組一下志留統龍馬溪組下部頁巖氣層段。在實鉆過程中,地震解釋資料識別微小斷層:該斷層斷點距A靶557m,距B靶943m,斷距20}25m(過水平段處),走向北東。通過及時調整優化水平井軌跡,避免鉆遇斷層,提高了優質頁巖鉆遇率。

2結束語

(1)地震資料可以從多個角度為水平井地質導向提供靶點垂深及水平段傾角變化趨勢,在地層層位標定準確、速度場精細刻畫的情況下,可以獲取較為準確的靶點垂深和傾角數據。(2)要高度重視三維地震解釋剖面的應用,地震同相軸的輕微扭動都可能預示著水平段地層的變化。(3)鑒于地震勘探本身的特點,在現有南川地區地震資料品質下,可識別斷層的最小斷距為lOm,在時間域剖面上表現為地震同相軸輕微扭曲。但是較小斷距(<5m)在地震剖面上識別難度較大。因此地震資料應當結合錄井資料、隨鉆測井數據等,在鉆井過程中進行實時跟蹤導向,優化鉆井軌跡,提高現場的效率和準確率,縮短鉆井周期,確保優質頁巖的鉆遇率。

作者:關琳琳 單位:中國石化華東分公司勘探開發研究院

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