1、大庆石油地质与开发 Petroleum Geology Oilfield Development in Daqing2023 年 4 月 第 42 卷第 2 期Apr.，2023Vol.42 No.2DOI：10.19597/J.ISSN.1000-3754.202209023多参数融合的页岩气地质甜点预测技术在川东南C工区的应用裴思嘉（中国石化石油物探技术研究院有限公司，江苏 南京 211103）摘要：四川盆地海相页岩储层具有良好的页岩气勘探前景，准确预测页岩气甜点区是贯穿整个勘探开发流程的重要环节。现阶段页岩气地质甜点预测多为基于单参数拟合方法展开，预测结果依赖于单一参数反演的稳定性。针对
2、上述问题，以四川盆地东南部C工区为研究目标区，开展了基于多参数融合方法的地质甜点预测技术应用。该方法从实际测井资料分析出发，以有机碳含量（w（TOC）、孔隙度、含气量为标准值，应用最小二乘法建立其与地震弹性参数的多元回归公式，并通过叠前反演得到相应的弹性参数体，完成该地区地质甜点参数预测。结果表明，预测结果纵向上与实际测井资料吻合，平面上与研究区地质认识相符。页岩气地质甜点的准确预测，降低了勘探开发风险，研究成果为研究区下一步勘探开发奠定可信的地球物理基础。关键词：页岩气；地质甜点；敏感参数；多参数拟合；叠前反演；川东南中图分类号：TE122；P631 文献标识码：A 文章编号：1000-37
3、54（2023）02-0033-07Application of multiparameter fusion prediction technology of shale gas geological sweet spot in C work area in southeast SichuanPEI Sijia（Sinopec Geophysical Research Institute Co Ltd，Nanjing 211103，China）Abstract：Marine shale reservoirs in Sichuan Basin have good prospect for sha
4、le gas exploration.How to accurately predict and evaluate shale gas sweet spot is an important part in the whole exploration process.At present stage，shale gas geological sweet spots are mostly predicted on the basis of single-parameter fitting method，with prediction results depending on the stabili
5、ty of single-parameter inversion.In view of above problems，taking C work area as studied target，technology of geological sweet spot prediction is applied based on multi-parameter fusion method.Starting from analysis of actual logging data and taking total organic carbon（w（TOC），porosity and gas conte
6、nt as standard values，multiple regression formula with seismic elastic parameters is established by application of least square method，and geological sweet spot in this area is predicted by corresponding elastic parameter volume obtained from pre-stack inversion.Prediction results are vertically coi
7、ncident with actual logging data and areally coincident with geological understanding of studied area.Accurate prediction of geological sweet spot reduces the risk of exploration and provides reliable geophysical basis for further exploration and development of studied area.Key words：shale gas；geolo
8、gical sweet spot；sensitive parameter；multi-parameter fitting；pre-stack inversion；southeast Sichuan收稿日期：2022-09-15 改回日期：2022-12-01作者简介：裴思嘉，女，1989年生，博士，工程师，从事地震资料解释及储层预测研究。E-mail：2023 年大庆石油地质与开发0引言近年来，国内页岩气勘探与研究工作获得了较为突出的进展，页岩气已成为中国油气增储上产和确保能源安全的关键来源12。“甜点”概念最早引用时是相对于难开发储层而言，指常规油气储层中具有较好质量的某一段储层34，后来许
9、多学者把“甜点”由常规勘探引入了非常规勘探领域，使其成为评价非常规储层品质的重要因素。四川盆地页岩气资源比较丰富，但因为埋藏较深、地质地表条件复杂等因素，在页岩气勘探开发初期，如何利用地震资料准确预测甜点分布已成为页岩气勘探开发领域的关键问题。基于以上问题，众多学者开展了一系列探索性研究。L.Vernik等5深入研究了页岩的纵、横波速度关系，并探讨了有机质丰度、孔隙度、黏土含量以及有效应力对页岩弹性参数的影响，并发展了非常规“甜点”地震预测理论；Y.Khadeeva 等6建立了多个地区的页岩岩石物理模型，认为页岩储层的弹性参数与总有机碳含量、岩性矿物组成、孔隙度等有一定的关联，完善了应用敏感弹
10、性参数来预测页岩储层甜点的基础理论。黄捍东等7将流体活动因子分析和高精度时频分析融合，建立了应用于页岩气“甜点”分析的实用技术；郭旭升等8利用叠前的密度反演，实现了在焦石坝区页岩气甜点参数中的含气性的定量预测；曾庆才等9应用模糊优化方法，在叠前反演获得弹性参数的基础上，建立了威远地区甜点区定量预测评价体系。目前国内外页岩气甜点预测的方法基本都是在单参数基础上1012，应用不同方法进行页岩气甜点预测。本文基于前人研究，从与页岩气地质“甜点”相关的物性参数出发，通过综合测井资料和敏感属性分析的结果，在常规的单参数预测方法的前提下，提出了一种应用多参数融合的方法来进行预测的方案。在应用AVAZ直接反
11、演获得所需弹性参数的基础上，对四川盆地C工区五峰龙马溪组地质“甜点”参数（w（TOC）、含气量、孔隙度）进行预测，该方法克服了常规单参数预测方法因单个参数反演结果不稳定而导致地质甜点预测结果出现偏差的缺点，提出了一种适用性更强更稳定的甜点预测方法。1区域地质背景C 研究区位于川东高陡褶皱断层带的东南侧、齐岳山断裂破碎带的西部和北部，由于受华蓥山断裂、齐岳山断裂及大娄山断褶带的共同影响，使得研究区现今构造位于近南北向构造带和北东向构造带的交会部位。该区地层除缺失泥盆系、石炭系外，白垩系以下地层发育相对比较齐全，地表三叠系、侏罗系均有出露，目的层为志留系龙马溪组下部海相页岩层，该套地层内主要发育深
12、灰色泥岩、夹粉砂质泥页岩以及富含笔石的黑色页岩1314。由于受多向、多期性的构造运动控制，目的层整体为东南至西北向的推覆背斜构造，且构造幅度较大15。研究区五峰组龙马溪组沉积早期整体处于深水陆棚有利沉积区，沉积一套厚度大、有机质丰度高的页岩层；晚期受云南和东吴运动的影响，研究区结束沉降，进入快速隆升阶段，地层遭受剥蚀；至二叠纪，研究区沉积环境演变为碳酸盐岩台地沉积，形成泥晶灰岩层，成为页岩的上覆地层。根据目前的钻井情况分析，研究区多口井日产气量大于 10104 m3，表明该区具有良好的勘探前景，但高产井与低产井产量差距较大，故对该区展开精细的地质甜点预测，对油田降本增效有着至关重要的现实意义。
13、2多参数预测方法的原理2.1参数选取由于在矿物组分、结构等方面的差异，导致储层与非储层在测井上对不同测井属性的敏感度不同。通过对各种测井属性进行敏感属性分析，可以总结出该区储层特征。敏感属性主要是通过对研究区多个测井属性进行交会，进而分析得出对“甜点”拟合较好的弹性参数。本文选取了密度、泊松比、纵波阻抗 IP、拉梅系数、纵横波速度比vp/vs、体积模量 K、弹性模量 E 以及新的可以指示脆性的E/曲线。具体做法是将需要分析的地质甜点参数和地震弹性参数曲线，分别作为 x 轴和 y 轴绘制在同一坐标内，应用线性拟合算法进行拟合，并计算 2种参数的相关系数。表 1为 w（TOC）、孔隙度、含气量与测
14、井得到的各弹性参数交会后的相关性，和 w（TOC）、孔隙度、含气量相关性最高34第 42 卷 第 2 期裴思嘉：多参数融合的页岩气地质甜点预测技术在川东南C工区的应用的参数分别为密度（R2=0.85）、纵波阻抗（R2=0.60）、密度（R2=0.78），平均相似系数约为0.74。2.2多参数数学模型的建立以各单参数拟合相关性的优选结果为拟合依据，并且考虑反演的可靠性。反演结果的稳定性可以由入射角来大致划分，其中类属性：IP（近角度时最为稳定）；类属性：vp/vs、E、E/、K（中角度时稳定性尚可，远角度时比较稳定）；类属性：（远角度时入射角大于 30后比较稳定）。最终进行多轮测试，选取 Ip、
15、vp/vs、E、，应用最小二乘法建立上述参数与 w（TOC）、孔隙度和含气量的数学函数。最小二乘算法是一种数学优化算法，通过最小化误差的平方和寻找数据的最佳函数匹配，有效解决曲线拟合问题，从而得到最优的拟合关系16，计算公式为L=i=13y实测值-f(xi,k)2（1）式中：L目标函数；y实测值实测的地质甜点参数（w（TOC）、孔隙度、含气性）；xi求得的系数；k选取的不同弹性参数。f(xi，k)是最终求得的拟合公式。最小二乘算法就是得到使L最小化时的公式f(xi，k)。多参数拟合与单参数相比整体上提高了地质“甜点”参数的拟合精度，平均拟合相关系数为 0.92，公式为：w(TOC)=1.788
16、 10-6Ip-0.027 35+0.213 3,R2=0.95（2）=3.058 10-6Ip-0.038+0.003 53E,R2=0.88（3）Q=5.312 4 10-4Ip+2.918 9-1.679 9vp/vs,R2=0.92（4）式中：IP纵波阻抗，Mg/（m2s）；密度，g/cm3；泊松比；孔隙度，%；E弹性模量，GPa；Q含气量，m3/t；vp/vs纵横波速度比。3地质甜点预测方法及其应用3.1基于各向异性介质的弹性模量直接反演方法本文通过基于各向异性介质的弹性模量直接反演方法，来获得2.2构建多元回归方程所需的地震参数（纵波阻抗、泊松比、纵横速度比、弹性模量、密度）。Ruger 提供的 VTI 介质和 HTI 介质的反射系数近似方程1718，更适用于研究区页岩储层的叠前地震反演预测，其中 HTI 介质的反射系数（Rpp）近似方程为RPP(,)=12ZZ+12|-(2-)2G-G+|()V+2(2-)2|cos2|sin2+12-+(V)cos4+()Vsin2cos2sin2tan2（5）式中：入射角，（）；方位角，（）；Z 上 下 两 层 介 质 纵 波 阻 抗
