本發(fā)明具體涉及一種預(yù)測煤層氣甜點(diǎn)的方法，屬于煤層氣地球物理勘探
技術(shù)領(lǐng)域：
。
背景技術(shù)：
：所謂的煤層氣甜點(diǎn)預(yù)測，即是尋找對(duì)煤層氣最為敏感的參數(shù)和發(fā)現(xiàn)目的層中富含煤層氣的區(qū)域。我國具有豐富的煤層氣資源，煤層氣資源的有效開發(fā)和利用對(duì)國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展具有重要的保障作用。國內(nèi)外對(duì)煤層氣含氣儲(chǔ)層預(yù)測的研究主要集中在地震屬性、雙相介質(zhì)理論、HTI介質(zhì)理論等方面。而我國煤層氣的地球物理勘探技術(shù)尚處于起步階段，在利用巖石物理特征以及地震波場特征來研究煤層巖性、含氣屬性等煤層氣特性等方面進(jìn)行了探索性研究。山西省沁水盆地富含煤層氣，開采潛力巨大。但是，該地區(qū)的煤層的地震響應(yīng)微弱，煤儲(chǔ)層的儲(chǔ)集空間小，多為微孔，微裂縫，連通性差，煤層氣的類型主要是以吸附氣為主，由于地形起伏，造成接收到的地震信號(hào)能量弱，信噪比低，給煤層氣甜點(diǎn)預(yù)測造成了很大的難度。疊前地震反演技術(shù)能夠充分利用地震中包含的不同種類的信息，將振幅、偏移距、入射角等有效信息與油氣的敏感參數(shù)結(jié)合起來，是一種識(shí)別油氣藏比較有效的地球物理技術(shù)。Ostrander于1982年提出利用反射系數(shù)隨入射角變化的特性識(shí)別“亮點(diǎn)”型含油氣砂巖的AVO技術(shù)，隨后，疊前地震反演技術(shù)有了飛速的發(fā)展。雖然伴隨著地震資料處理技術(shù)的進(jìn)步，疊前地震資料所提取的油氣藏信息更為可信，對(duì)不同類型的儲(chǔ)層的分辨程度也更高，但是，將疊前反演應(yīng)用于煤層氣甜點(diǎn)預(yù)測的方法卻很少。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：因此，本發(fā)明目的是提供一種借鑒疊前地震反演技術(shù)的多參數(shù)預(yù)測思想，構(gòu)建新的敏感參數(shù)進(jìn)行煤層氣甜點(diǎn)預(yù)測的方法。本發(fā)明的方法包括以下步驟：步驟一：速度參數(shù)計(jì)算利用Aki和Richards(AkiK，1980)，建立起實(shí)際觀測地震數(shù)據(jù)與密度、縱波速度、橫波速度的模型參數(shù)、入射角和縱橫波速度比的函數(shù)之間的關(guān)系式，將測井已經(jīng)取得的密度、縱波速度、橫波速度值作為初始值，利用最小二乘法求得整個(gè)數(shù)據(jù)體的密度、縱波速度、橫波速度。Aki和Richards(AkiK，1980)在假設(shè)相鄰油氣儲(chǔ)層介質(zhì)的彈性參數(shù)變化較小的情況下，得出的近似公式為：其中，Δρ＝ρ(j+1)-ρ(j),ρ＝(ρ(j+1)+ρ(j))/2ΔVp＝Vp(j+1)-Vp(j),Vp＝(Vp(j+1)+Vp(j))/2ΔVs＝Vs(j+1)-Vs(j),Vs＝(Vs(j+1)+Vs(j))/2其中，R(θ)為實(shí)際觀測到的地震數(shù)據(jù)，Δρ/ρ,ΔVp/Vp,ΔVs/Vs是要求的模型參數(shù)，系數(shù)A,B,C是入射角θ和縱橫波速度比的函數(shù)(θ可用部分疊加的角度的平均值代替)。Vp(j),Vs(j),ρ(j)代表上覆介質(zhì)的縱、橫波速度和密度，Vp(j+1),Vs(j+1),ρ(j+1)代表下覆介質(zhì)的縱、橫波速度和密度(j＝0,1,...,n)，對(duì)于采樣點(diǎn)tk處的兩層介質(zhì)。當(dāng)我們通過測井資料已知ρ(0),Vp(0),Vs(0)后，就可以依次求得這一道的三個(gè)參數(shù)，在計(jì)算出某一道的值之后，利用已知的道作為初始值，利用道外推的方法計(jì)算出下一道，以此類推，這樣我們就能計(jì)算得到整個(gè)數(shù)據(jù)體的縱、橫波速度和密度(Vp,Vs,ρ)。步驟二：甜點(diǎn)參數(shù)計(jì)算(1)根據(jù)橫波速度和縱波速度計(jì)算拉梅常數(shù)為：式中，ρ為巖石密度，VP為縱波速度，Vs為橫波速度。根據(jù)拉梅常數(shù)和密度參數(shù)計(jì)算煤層氣甜點(diǎn)參數(shù)λ·ρ(2)拉梅常數(shù)乘密度(λ·ρ)的值主要集中在非常低的區(qū)域，數(shù)據(jù)重疊部分極少，能夠很好的將煤層氣與其他類型的氣很好的區(qū)別開來，能更好的描述煤層氣的特征。步驟三根據(jù)甜點(diǎn)參數(shù)判定甜點(diǎn)位置根據(jù)巖石物理統(tǒng)計(jì)，得到該參數(shù)含氣的趨勢范圍，然后根據(jù)對(duì)氣測井的標(biāo)定，以氣測結(jié)果來調(diào)整剖面顯示，最終確定含氣層的拉梅系數(shù)乘密度范圍，當(dāng)λ·ρ小于一定值時(shí)，即認(rèn)為有煤層氣儲(chǔ)層的存在，從而判定煤層氣甜點(diǎn)位置。本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明提供一種煤層氣甜點(diǎn)預(yù)測的方法，利用實(shí)測地震數(shù)據(jù)反演計(jì)算橫波速度和縱波速度；根據(jù)橫波速度、縱波速度和密度參數(shù)計(jì)算拉梅常數(shù)；根據(jù)拉梅常數(shù)和密度參數(shù)計(jì)算煤層氣甜點(diǎn)參數(shù)；根據(jù)甜點(diǎn)參數(shù)判定甜點(diǎn)位置，實(shí)現(xiàn)了煤層氣甜點(diǎn)預(yù)測，具有很好的應(yīng)用前景。附圖說明圖1為實(shí)施例中研究區(qū)測線與井位分布圖；圖2為實(shí)施例中不同類型儲(chǔ)層的巖石物理統(tǒng)計(jì)結(jié)果示意圖；圖3為實(shí)施例中三個(gè)煤層氣儲(chǔ)層的AVA曲線分析及正演模擬結(jié)果示意圖；圖4為實(shí)施例中不同角度的角道集對(duì)應(yīng)的地震響應(yīng)圖；圖5為實(shí)施例中過井ZK07-1縱橫波速度及密度的反演結(jié)果示意圖；圖6為實(shí)施例中過ZK07-1井縱橫波速度比、泊松比、拉梅系數(shù)乘密度計(jì)算結(jié)果示意圖；圖7為實(shí)施例中ZK07-1測井三參數(shù)曲線與反演結(jié)果對(duì)比圖；圖8為實(shí)施例中過ZK03-2井的拉梅系數(shù)乘密度剖面與氣測解釋結(jié)果對(duì)比圖；圖9為實(shí)施例中圖9過井ZK07-1的拉梅系數(shù)乘密度剖面圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行說明：本實(shí)施例以山西沁水盆地的資料為例，首先對(duì)煤層氣的巖石物理參數(shù)特性進(jìn)行分析，利用彈性參數(shù)與動(dòng)力學(xué)參數(shù)的關(guān)系，尋找對(duì)煤層氣最為敏感的參數(shù)。通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，本研究區(qū)的含氣儲(chǔ)層呈現(xiàn)泊松比高，這與以往認(rèn)識(shí)的含油氣儲(chǔ)層有著很大的不同。之后，選取典型的煤層氣的縱波、橫波和密度參數(shù)建立正演模擬，分析煤層氣的AVA響應(yīng)特性。利用Aki&Richard近似公式聯(lián)合寬角度反演的方法，進(jìn)行三參數(shù)屬性反演，得到縱波、橫波速度和密度的數(shù)據(jù)體，將反演的結(jié)果提取出三參數(shù)曲線，與測井上測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，確定反演結(jié)果的可信度。之后利用數(shù)據(jù)體和彈性參數(shù)關(guān)系式選取對(duì)煤層氣最為敏感的彈性參數(shù)，提取煤層氣儲(chǔ)層的厚度，從而實(shí)現(xiàn)煤層氣甜點(diǎn)區(qū)的預(yù)測。研究區(qū)概況研究區(qū)行政區(qū)劃涉及有晉中市榆社縣、左權(quán)縣、和順縣及長治市武鄉(xiāng)縣、沁縣、襄垣縣等六縣，面積為1219.72km2。研究區(qū)內(nèi)共布置13條測線(圖1)，包括11條主測線和2條聯(lián)絡(luò)測線，完成物理點(diǎn)9729個(gè)，滿覆蓋長度336.66km；布設(shè)3口探井(ZK03-1、ZK09-1、ZK10-1)、1口參數(shù)井(ZK701)。研究區(qū)主要目的層段為煤系上、下石盒子組、山西組、太原組、本溪組，而煤層氣儲(chǔ)層主要集中在山西組和太原組。因此本次疊前反演的目的層是山西組和太原組，本次預(yù)測研究共反演了13條剖面。巖石物理特征分析及AVA正演模擬為了保證最終的反演結(jié)果與真實(shí)情況一致，首先需要對(duì)研究區(qū)的巖石物理特征進(jìn)行分析。通過選取ZK07-1井的三個(gè)含煤層氣儲(chǔ)層，統(tǒng)計(jì)表如表1所示，及該研究區(qū)其他類型儲(chǔ)層進(jìn)行巖石物理統(tǒng)計(jì)分析后得到如圖2所示的不同參數(shù)交匯圖。通過計(jì)算泊松比后發(fā)現(xiàn)，盡管含煤層氣儲(chǔ)層的泊松比較高，與常規(guī)的含氣儲(chǔ)層的有所區(qū)別，但與含頁巖氣的儲(chǔ)層以及含砂巖氣的儲(chǔ)層在數(shù)據(jù)上仍然有部分重疊。然后，通過計(jì)算拉梅常數(shù)與密度的乘積(λ·ρ)后發(fā)現(xiàn)，拉梅常數(shù)與密度的乘積數(shù)值主要集中在非常低的區(qū)域，數(shù)據(jù)重疊部分極少，認(rèn)為該參數(shù)能夠很好的將煤層氣與其他類型的氣很好的區(qū)別開來。因此，可以利用反演的結(jié)果計(jì)算該彈性參數(shù)，將煤層氣儲(chǔ)層位置從剖面中提取出來。表1通過對(duì)表1中這三個(gè)層的AVA正演模擬發(fā)現(xiàn)，第一層和第三層符合第四類AVA曲線特征，隨著入射角的不斷變大，振幅逐漸減??；而第二層符合第三類曲線特征，隨著入射角的增大，振幅逐漸增大，但是卻不明顯，如圖3所示。但這三個(gè)層的曲線都有一個(gè)共同點(diǎn)，就是負(fù)極性的振幅，這與碳酸鹽巖和砂巖類型的儲(chǔ)層有著明顯的不同。疊前地震資料品質(zhì)分析同一條地震測線中，隨著角度增大地震波的能量(振幅)逐漸減弱；在小角度時(shí)，地震波信息豐富，而隨著角度增大，信息越來越少，但仍能發(fā)現(xiàn)部分較強(qiáng)的反射，如圖4所示。因而，充分地利用疊前小、中、大三個(gè)角度道集中地震反射波信息，可以很好的預(yù)測儲(chǔ)層中流體變化特征，以及了解煤層氣儲(chǔ)層的儲(chǔ)層特征。疊前彈性參數(shù)反演效果分析在反演后得到的三參數(shù)剖面中，縱波速度剖面分辨率較高，但橫波速度剖面中低速區(qū)域更加明顯，這說明橫波對(duì)氣層更為敏感，如圖5所示。密度剖面相比于速度剖面雖然分辨率不高，但能夠很好的區(qū)分高速的圍巖與低速的煤層氣儲(chǔ)層。利用動(dòng)力學(xué)參數(shù)與彈性參數(shù)的轉(zhuǎn)換關(guān)系，可得到縱橫波速度比、泊松比以及拉梅系數(shù)乘密度剖面，如圖6所示。通過剖面與鉆井的含氣檢測結(jié)果對(duì)比，由于拉梅系數(shù)乘密度能夠更好的利用縱橫波速度以及密度信息，因此該參數(shù)剖面能與氣層更好的吻合，將含氣儲(chǔ)層的特點(diǎn)更好的體現(xiàn)了出來。而縱橫波速度比和泊松比雖然能夠指示出一些氣層的存在，但由于沒有有效的利用密度的信息，因此單從縱橫波速度比和泊松比無法體現(xiàn)出煤層氣儲(chǔ)層低密度的特點(diǎn)。拉梅系數(shù)乘密度取值范圍如表2所示，由于每條測線地震資料的振幅、頻率等屬性各不相同，因此，每條測線的拉梅系數(shù)乘密度值也不相同(詳見表2)。以D7線為例，根據(jù)ZK07-1井的氣測結(jié)果，通過與剖面的標(biāo)定，確定出拉梅系數(shù)乘密度的范圍為0-13。表2測線號(hào)λ·ρ測線號(hào)λ·ρ測線號(hào)λ·ρD10～6.5D60～13D110～14D20～9D70～13DL10～13D30～8D80～7DL20～11D40～8D90～16D50～14D100～11將反演結(jié)果與測井曲線進(jìn)行對(duì)比，可以判斷反演結(jié)果的真實(shí)可靠性。ZK07-1的測井三參數(shù)曲線與反演結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，可以看出三個(gè)參數(shù)反演精度有所區(qū)別，但趨勢都與測井曲線相一致，如圖7所示，都能在反演曲線的結(jié)果中體現(xiàn)出煤層氣的特點(diǎn)，其中縱波反演結(jié)果精度最高，密度反演結(jié)果最低，因而反演結(jié)果真實(shí)可信。通過與未參與反演的井(ZK03-2井)進(jìn)行相互印證可知，該井上所有氣層都能與拉梅系數(shù)乘密度剖面中異常低值能夠很好的對(duì)應(yīng)，如圖8所示，且分辨率要比泊松比剖面高，說明拉梅系數(shù)乘密度相比泊松比，更能夠指示出氣層的存在。通過多口井的吻合率統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)平均吻合率達(dá)到90％，說明應(yīng)用于本研究區(qū)的疊前多參數(shù)反演結(jié)果真實(shí)可信。煤層氣甜點(diǎn)預(yù)測的實(shí)現(xiàn)煤層氣甜點(diǎn)預(yù)測與反演的精度和反演的可信度密切相關(guān)。在保證反演精度符合要求的情況下，首先，通過提取λ·ρ參數(shù)來計(jì)算煤層氣儲(chǔ)層的厚度，當(dāng)λ·ρ小于一定值時(shí)，如圖9所示，即認(rèn)為有煤層氣儲(chǔ)層的存在；然后，通過設(shè)定該參數(shù)的上限值來約束厚度的提取。實(shí)現(xiàn)公式：H＝v1t1+v2t2+...+viti,i＝0,1,2,...,n其中，v代表速度，即提取厚度時(shí)對(duì)應(yīng)的采樣點(diǎn)的平均速度值；t為相隔的兩個(gè)采樣點(diǎn)之間的時(shí)間間隔。這樣，利用該公式實(shí)現(xiàn)煤層氣甜點(diǎn)在空間上的展布，通過平面圖的制作，即可尋找出煤層氣最厚的位置；結(jié)合地質(zhì)構(gòu)造等特征進(jìn)行綜合分析，從而確定出煤層氣的甜點(diǎn)區(qū)，實(shí)現(xiàn)煤層氣甜點(diǎn)位置的預(yù)測。以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁1 2 3