一种评价页岩气储层及寻找甜点区的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于应用地球物理勘探方法，是一种综合应用岩石物理、测井数据、全方位或宽方位三维地震数据和垂直地震剖面数据等综合地球物理勘探技术进行页岩气储层评价及寻找页岩气勘探开发甜点区的方法。
【背景技术】
[0002]页岩气资源丰富，页岩气勘探开发有望缓解面临的能源危机，但页岩气作为一种油气资源，虽然其成藏模式有别于常规油气藏，勘探开发处于探索阶段，主要集中在页岩气的成藏模式、地质特征等方面研究，地球物理技术在页岩气勘探开发中的作用还有待开发。岩石地球物理、地球物理测井、地震勘探技术虽然在常规油气勘探中起着至关重要的作用，但对页岩气储层仅集中在页岩中的成藏模式、独特的地质特点方面，少有用于页岩气的综合地球物理勘探方法，地球物理技术在页岩气勘探开发研究中处于边缘化状态。
[0003]目前对页岩气的研究多集中在基础理论上，应用地球物理资料对页岩气进行研究还处于探索阶段。李志荣等在《四川盆地南部页岩气地震勘探新进展》(天然气工业，2011，31(4):40-43)—文中，在对四川盆地南部页岩层段地质、地球物理响应特征分析的基础上，通过地震资料采集、处理及解释技术攻关，形成了一套较为完整的页岩气地球物理勘探思路及技术流程，取得了页岩气地震勘探的新进展；齐宝权等在《应用测井资料评价四川盆地南部页岩气储层》(天然气工业，2011，31 (4):44-47)—文中，将Λ 1gR方法运用到四川盆地南部页岩气储层评价中，运用孔隙度和电阻率曲线重叠法识别页岩气时考虑到重叠基线的选取、岩性的变化等的影响，探索页岩气的测井解释模式；罗蓉等在《页岩气测井评价及地震预测、监测技术探讨》(天然气工业，2011，31 (4):34-39)—文中，针对页岩气与常规储层的差异，探讨了地球物理勘探技术在页岩气勘探开发中的应用，并提出发展专门针对页岩气的三维地球物理勘探、监测和开发技术；刘双莲和陆黄生在《页岩气测井评价技术特点及评价方法探讨》(测井技术，35(2):113-116)—文中，从调研北美页岩气成功勘探开发实例入手，在储层地质背景研究的基础上，分析了页岩气与常规油气层测井评价方法的主要差异。根据页岩气勘探开发需求，探讨了中国页岩气测井系列的选择依据与测井评价技术。提出页岩矿物成分和储层结构评价、页岩储层标准的建立、裂缝类型识别与岩石力学参数评价等方面的研究，可以作为页岩气测井技术评价的重点；付永强等在《页岩气藏储层压裂实验评价关键技术》(天然气工业，2011，31 (4):51-54)—文中，从岩石弹性参数角度出发，分析对比了致密砂岩气与页岩气储层力学性质特征，针对页岩岩石脆性特征以及储层岩心敏感性等实验评价关键技术，开展了大量的实验评价研究，并与现场压裂缝高示踪剂监测、地面微地震压裂监测结果进行了对比分析，对页岩气的开发具有重大意义；刘振武等在《页岩气勘探开发对地球物理技术的需求》(石油地球物理勘探，2011，46 (5):810-818)—文中，通过对页岩气地球物理技术的需求分析和对未来发展的展望，明确指出地球物理技术作为页岩气储层评价和增产改造的关键技术，将在页岩气勘探开发中发挥重要的作用；聂昕等人在《测井技术在页岩气储层力学性质评价中的应用》(工程地球物理学报，2012，9(4) =433-439) 一文中，总结了声波成像、电阻率成像、阵列声波等几种测井方法在页岩气储层力学性质评价方面的应用及意义，并分析了各种测井方法的局限性和适用条件，说明了结合这几种测井方法可以有效地评价页岩气储层的力学性质；郝建飞等人在《页岩气地球物理测井评价综述》(地球物理学进展，2012，27 (4):1624-1632)—文中，文针对国外尤其是美国近期页岩气勘探开发的现状进行了广泛的文献调研，综述当前国外页岩气地球物理测井技术的发展现状，针对勘探开发的不同阶段介绍常用的含气页岩的测井系列，然后总结页岩气测井响应特征，并详细论述了页岩气储层评价方法及储层评价的重要参数，包括有总机碳含量、岩石矿物组分及含量、孔隙度、含气量及岩石力学参数，最后提出页岩气地球物理测井研究存在的问题和发展趋势。
[0004]综上所述，目前进行的页岩气勘探中，仅在试探进行测井或地震勘探技术的应用测试，尚未应用综合地球物理勘探技术评价页岩气储层的含气性前景及寻找勘探开发页岩气的“甜点区”，也未公开页岩气储层评价中如何综合应用地球物理勘探技术的详细描述和具体细节。
【发明内容】
[0005]针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种综合应用岩石物理、测井数据、全方位或宽方位三维地震数据和垂直地震剖面数据评价页岩气储层及寻找甜点区的方法。
[0006]本发明通过以下步骤实现:
[0007]I)在探区所有钻井不同埋深的岩心柱上钻取不同方向岩心柱，将岩心柱抽真空并用与岩层矿化水电阻率相同的矿化水对其进行加压饱和；
[0008]所述的不同方向是与地层产状垂直、水平和成45度夹角。
[0009]所述的岩心柱是直径2.5厘米左右，长度5厘米左右。
[0010]2)在实验室模拟地下围压和孔隙压力条件下，测量饱和后的岩心柱的动态和静态弹性参数、弹性波衰减系数、频散效应和纵横波速度各向异性系数，得到岩心动态和静态弹性模量的转换关系式，进行各向异性岩石物理模拟以及弹性参数计算与交会；
[0011]根据交会结果，得到敏感弹性参数或敏感弹性参数的组合与页岩气“甜点区”参数的对应相关关系，求取并预测页岩气“甜点区”的参数或参数组合；
[0012]3)获取探区内的所有钻孔的测井数据，对测区内所有的测井数据进行校正处理，消除井孔环境、井斜变化、井液变化、井温变化以及测井仪器误差等因素对测井曲线的影响，获得能够真实反映地层物理性质变化的最优测井曲线；
[0013]应用多矿物分析方法和岩心测试分析方法，计算地层矿物成分和含量、地层密度、纵波和横波速度和孔隙度，并根据全井段地球物理测井曲线建立从地表到井底的岩石物理模型；
[0014]所述的最优测井曲线是消除钻孔内径变化、井斜变化、井液变化、井温变化、测井速度不均匀、井下仪器被卡住、仪器非匀速旋转和测井仪器误差等因素后，能真实反映地层物理性质变化的最优测井曲线。
[0015]4)对校正处理后的测井曲线进行流体、孔隙度、岩性数据等属性的替换扰动分析；
[0016]所述的扰动分析是通过改变地层流体、孔隙度或岩性后得到的对应测井曲线，找出对应测井曲线随不同流体、孔隙度或岩性的变化规律。
[0017]5)对最优测井曲线利用最优化测井原理结合矩阵求解方法做矿物组分分析，得到全井段内的矿物的含量及其分布规律，并计算矿物成分和地层总饱和度；
[0018]所述的矿物是粘土、方解石、石英、黄铁矿、总有机碳含量(TOC)和白云岩等矿物。
[0019]所述的最优测井曲线是测井数据中的粘土矿物曲线、体积密度曲线、地层铀含量曲线、中子孔隙度曲线、电阻率曲线、纵波时差曲线和横波时差曲线。
[0020]6)建立全井段岩石物理模型，将根据岩石物理模型预测的纵波速度、横波速度、密度、纵横波波阻抗和泊松比曲线与实测的测井曲线进行对比，以预测和实测曲线的吻合程度来验证岩石物理模型的可靠性和合理性；
[0021]7)用步骤2)的岩心柱测量的动态和静态弹性参数、弹性波衰减系数、频散效应和纵横波速度各向异性系数标定通过测井曲线计算或预测出来的结果；
[0022]8)对测井数据进行总有机碳含量、石英、粘土矿物等的岩石组分扰动分析；
[0023]所述的岩石组分扰动分析是通过改变岩石物理模型中不同矿物的含量百分比，计算对应的测井曲线，根据计算出的测井曲线变化量的大小，找出所对应矿物变化最为敏感的属性参数或敏感属性参数的组合。
[0024]9)对各种储层属性参数进行多种属性交会，根据交会图结果得到有利页岩层段各属性特征，确定用于预测页岩气“甜点区”相关联的参数或参数组合；
[0025]所述的参数或参数组合是弹性模量、杨氏弹性模量、密度、剪切弹性模量、弹性模量与密度的乘积、剪切弹性模量与密度的乘积和杨氏弹性模量与密度的乘积。
[0026]10)利用步骤6)建立的全井段岩石物理模型，获取岩石物理模型的人工地震合成记录或道集，用测井数据与人工地震合成记录或道集进行井震标定处理，在页岩储层深度附近进行AVO (振幅随炮检距变化)和AVA (振幅随方位角变化)分析；
[0027]11)在探区采集全方位或宽方位三维地震数据；
[0028]12)在探区的井中采集二维Walkaway VSP (移动炮检距垂直地震剖面)或三维VSP(垂直地震剖面)数据；或者与地面三维地震数据同步采集二维Walkaway VSP (移动炮检距垂直地震剖面)或三维VSP (垂直地震剖面)数据；
[0029]13)对探区内的二维或三维VSP (垂直地震剖面)数据根据井下检波器的深度和地震波从地面到达井下检波器的走时进行速度分析、偏移成像和反演，获取准确的地层速度、地层衰减系数(Q值)和各地层速度的各向异性参数；
[0030]14)对地面全方位或宽方位三维地震数据进行高精度表层综合建模，计算静校正量，进行静校正处理；用井约束和井中垂直地震剖面数据驱动处理地面地震数据，提高地面地震数据的分辨率和精度，然后进行精细切除和迭代速度计算，再完成速度建模以及三维叠前时间偏移和三维叠前深度偏移成像处理；
[0031]所述的表层综合建模静校正是:静校正处理、叠