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探究石油地质学及技术进展

摘要:石油地震地质学是一边缘学科,近来来发展迅速且已具有相当规模,几乎深入到油气勘探的每个领域,在国内外油气勘探中发挥了重要作用。石油地震地质学也已初步进入到油气开发和非常规油气研究领域。虽然在油气开发上基本停留在提供静态模拟阶段,但这已经是一个良好的开端。
探究石油地质学及技术进展

探究石油地质学及技术进展:探究石油地质学及技术进展

通过近几年的研究实践,石油地震地质学可以研究和解决非常规油气勘探中的地质问题:①非常规油气储层构造表征。精细地震构造解释与制图技术得到了广泛应用,能较好满足非常规油气勘探开发对构造精度的要求。②精细煤层、页岩层等薄储层预测。利用叠后反演、叠前反演结合振幅、谱分解等地震属性,对埋深小于1200m、厚度大于3m的煤层气、页岩气储层进行预测。图7为某地区煤层气三维地质统计学反演剖面,可清楚地揭示具有明显低阻抗值的2层薄煤层的空间展布特征。③煤层气、页岩气目的层裂缝综合预测。应用相干体、曲率体、蚂蚁追踪体、基于分方位处理数据各向异性等几何属性,对裂缝进行预测,预测的成果实现了定性与定量的有机结合。④煤层气、页岩气甜点分布预测。综合应用多种属性、构造图、厚度图、裂缝预测成果等资料,对非常规油气甜点分布区进行研究,为相对高(稳)产井的部署提供了科学依据。⑤复杂井位设计。应用三维地震数据集成果,辅助煤层气、页岩气水平井、水平分支井及丛式井等设计,降低钻井工程风险,提高钻探成功率。⑥储层压裂改造。由于井中接收的压裂微地震监测技术已基本成熟并得到了工业化应用,因此通过实时监测非常规油气大容量水力压裂效果,计算压裂裂缝延展空间及储层改造体积,进而达到提高压裂效益和优化压裂参数的效果。⑦岩石组成分析。在结合地震与钻测井资料的基础上,通过目的层岩石物理模量反演,预测页岩有机质含量、胶结物类型及含量、岩石脆性等重要参数。

1几个相关技术问题的探讨

1.1岩石物理

岩石物理是使用地震信息表征储层的工作基础。所有的储层表征工作都是通过建立一些基本的岩石物理关系,如纵横波速度、密度、各种弹性模量与不同岩性、埋深之间的关系,来探讨它们是如何影响地震振幅变化的,而后有根据地利用地震信息去预测岩性及其含油气性。如果这项工作没有做扎实,有时地震信息会给出多解,从而导致地震预测的错误。目前对岩石物理认识得比较粗浅,需要大力加强。利用地震属性预测储层(包括波形聚类、神经网络等技术)[31-34],特别需要岩石物理研究的指导。简单利用某种地震属性预测储层与含油气性,有成功也有失败,关键在于没有搞清楚岩石物性与地震属性之间的关系,从而造成地震属性预测储层的盲目性。目前普遍应用的叠后地震声阻抗反演技术,本来是一项很好的技术,如果应用得当,会有很好的地质效果,但如不加以分析,仅简单利用声阻抗的异常来预测岩性与含油气性,特别是中、深层储层地震预测中,就会出现很多错误情况,究其原因就是缺乏岩石物理分析,对声阻抗的应用有误区。

1.2叠前反演

叠前反演方法和技术起源于国外,目前在国内仍然是一项很时髦的技术[14-15],用于研究储层和预测油气。在预测油气方面,实际上主要是用来检测天然气的,而且有较严格的应用条件,不是所有的地震资料都可以做叠前反演的,需要认真地做好相对振幅保幅处理,信噪比要高。在叠前反演之前首先需要进行先导性分析(如资料品质、AVO),如果资料品质差,没有AVO反映,则无法进行叠前反演;其次,需要查看是否有测井的横波资料,如果没有,则很难生成一个可信的横波资料,也就不能进行叠前反演。总之,不要随便、任意地推广叠前反演。当然,对苏里格气田的叠前反演是有效的[14],因为它检测的是天然气,而且地震资料比较符合叠前反演的要求。大量井资料精细的岩石物理分析表明,苏里格气田敏感弹性参数为纵横波速度比;同时,利用多个相关弹性参数交会解释,可以有效降低单一参数预测的多解性(图8)。对于叠前反演技术,需对数据处理提出新的更高的要求。鉴于目前对叠前时间偏移或叠前深度偏移如何进行更好地保幅还没有很好的解决办法,因而这给叠前反演技术的应用带来了挑战。

1.3裂缝预测

非常规油气储层以及碳酸盐岩储层都需要进行裂缝预测,这项技术是当前世界性的技术难题。储层裂缝在地震的宏观尺度上不易发现,因而给解释人员带来挑战。相干体、方差体、各种曲率体、玫瑰图(预测地应力方向)等都是比较适用的裂缝预测技术[29,,31-35],在许多地区都见到了较好的应用效果,但还需要进一步深化研究,尤其要进行半定量到定量化的地震裂缝预测;另外,关于裂缝带的油气开采,也是个难题,目前国内成功的例子较少。利用叠前方位角道集,根据远偏移距的振幅随方位角的变化情况,观察横波分裂现象和地应力方向,从而预测裂缝的发育方向。这项技术需要进行野外宽方位角采集、室内高质量振幅保护处理,才能达到较好的应用效果。如果不考虑实际资料情况,随便运用现有的地震数据就开展叠前方位角道集的研究,会产生很大的技术和成果风险。

1.4油气检测

目前油气检测的方法较多,如振幅变化(如亮点、平点)、时频分析、高频衰减与低频共振、弹性阻抗反演等,成功的例子也不少。但目前还没有一个通用方法去预测油气,每个工区都有自己的适用条件。最根本的原因是不同工区具有不同的岩石物理条件。因此,需要针对具体的地质目标,探究岩石物性及其含油气性是如何影响地震振幅与频率等属性的。如果不加具体分析,只是简单地利用振幅和频率的变化来预测油气,其结果往往不。目前,还需进一步加强理论与实践的结合,其中一个重要的方向就是发展多信息相结合的综合油气检测技术。

1.5地震成藏学

罗群和黄捍东2009年提出了“地震成藏学”[12]。其主要内容是以地震信息为主要依据,结合钻井、测井、地化和地质等资料,运用现代油气成藏理论的原理、方法,来研究复杂油气藏的形成机理,恢复其形成过程,预测其分布空间,为复杂、隐蔽油气藏的高效勘探提供了一个全新的“地震地质一体化”、“采集—处理—解释一体化”、“勘探—开发一体化”和“理论—技术一体化”研究思路。地震成藏学是一门新兴的边缘学科,具有独特的理念、观点及系统知识体系,是对地震信息及成藏理论的进一步丰富和发展,有较大的实用价值。它实际上不是一门理论学科而是有关技术方法的学科,其基本内容、架构刚刚提出,技术方法的应用及归纳也处于起步阶段,还很不成熟,有待在实际工作中进一步丰富和完善。

2石油地震地质学技术方法新进展

中国地震技术的发展大体可分为3个阶段:①20世纪70年代初期以前为初始地震时代,主要使用光点地震仪,人工解释,手工勾绘构造图;②20世纪70年代初期开始发展多次覆盖与三维地震,使用的地震仪从模拟进入到数字型,解释工作为人机交互式计算机解释;③近年来,由于地震仪器多道化等技术的发展,地震采集技术有了明显进步,进入了高密度采集和由单方位角采集再到宽方位角采集进而发展到多方位高密度采集的高精准度三维地震时代,从本质上大大改善了地震信息的“归位”问题。因此,石油地震地质学解释技术方法也应有相应创新,解决的地质问题也将由以构造沉积研究为主转为涉及油气勘探开发的所有环节。

2.1地震解释技术新流程

以前习惯性的做法是解释人员在开始工作之前先将处理的资料(成果带)及其他有关地质、测井等资料加载到工作站上,再开始解释工作。现在则加载处理的纯波带,然后解释人员做叠后修饰工作,之后做构造导向滤波,再做相干体等属性的处理。其优点是有助于复杂构造地区的解释。这程将提高资料的信噪比,更符合解释需要,应多加推广。当然,如果是进行沉积研究或储层表征,则不必做构造导向滤波。

2.2岩石物理研究

最近解释人员已普遍重视了岩石物理研究工作,一般在储层表征等工作之前都做一些岩石物理的分析,但如前所述,仍有许多问题值得我们探讨,不容忽视。未来,室内的岩石物理研究应成为地震勘探的一项重要基础研究工作,不仅是储层表征的基础,也是引领地震采集和处理技术发展的基础。

2.3地质构造建模

库车盐卷入逆冲构造的应用效果很好,说明地质建模对解释工作非常重要。实际上解释工作从来就是在建模过程中完成的,贯穿于解释工作的始末。从解释工作之初到最终完成,就是建模的迭代完善到模型的最终确认过程,即初始模型的建立—模型的不断修改—模型的最终完善。今后,不仅针对复杂构造的解释,同时对其他的如碎屑岩、碳酸盐岩古岩溶、礁滩、煤层气、页岩气等储层的表征都需要推广这一研究方式。

2.4深度域解释

快速、大容量计算机的发展为叠前深度域处理提供了很好的条件。叠前深度偏移资料对认识复杂构造将会有很大帮助,相应的深度域地震资料解释技术的研发和应用将会促进地震构造解释精度的继续提高。

2.5全三维可视化“体”解释

计算机图形、图像技术的发展,使我们拥有了功能齐全、方便可行的全三维可视化“体”解释软件,目前已得到推广,应用效果很好。目前解释目标大都限制在较小的范围内,如针对储集层“体”和复杂断块的解释。今后可以在一些富油凹陷大连片三维地震资料的基础上,进行大区域或整个富油凹陷“体”的解释,从而精细刻画富油凹陷沉积、构造情况,为老探区寻找油气勘探新领域、新目标提供依据;同时,也可为开发地震建立静态与动态模型提供技术支持。

2.6三维重磁电

地震技术的产生与发展一直是与重磁电技术相伴和互为依存的。在三维地震技术的启发与引领下,重磁电技术也走上了三维。最近几年,在针对一些地震难以解决的地质问题(如极复杂构造的地质建模)时,三维重磁电发挥了很好的作用。其中对火山岩以及其他特殊地质体(如洪积、塌积巨厚大砾岩)的识别与表征等都显示了三维重磁电技术的优势和重磁电震联合解释的威力[21]。最近对干扰地震资料处理成像并造成错误解释的库车大北地区第四系和新近系五千多米厚的洪积大砾岩重磁电三维解释就是一个很好的例证。在三维重磁电资料的基础上,结合地面露头、钻井、地震等资料运用多种方法初步解释砾石层的分布、岩性变化等,然后将三维重磁电法资料与地震在同一平台上进行联合反演,从而得出电法与地震同相轴深度域的融合剖面,最终详细划分了第四系与新近系砾岩以及岩性、岩相变化情况,为大北地区的地震资料处理与解释提供了依据。这种三维重磁电资料与地震在同一平台工作并给出相同尺度解释成果是重磁电技术一个划时代的进步,也是重磁电技术步入新时代的良好开端。

3展望

石油地震地质学是一边缘学科,近来来发展迅速且已具有相当规模,几乎深入到油气勘探的每个领域,在国内外油气勘探中发挥了重要作用。石油地震地质学也已初步进入到油气开发和非常规油气研究领域。虽然在油气开发上基本停留在提供静态模拟阶段,但这已经是一个良好的开端。随着地震技术的快速发展和解释水平的相应提高,石油地震地质学将会继续发展和丰富其技术内涵,提升成果精度,为拓宽油气勘探的新领域、促进发现老油田的剩余油挖潜和非常规油气的勘探以及提高油气采收率提供有力的地震地质成果保障。

作者:袁秉衡 徐礼贵 康南昌 李玲 郑良合 王贵重 单位:中国石油集团东方地球物理公司

探究石油地质学及技术进展:浅析提高石油地质学授课质量的实践与体会

[摘要]石油地质学是资源勘查工程专业最重要的一门专业理论课,是一门理论性和实践性都很强的课程,如何上好专业课程,提高授课质量,才能达到理想的教学效果,是每位专业教师不断迫求的目标,作者在讲授石油地质学的教学实践中,总结了激发学生学习兴趣,提高课堂授课质量的几点体会,并指出采用多手段课堂教学方法是上好专业课的关键。

[关键词]石油地质学 教学内容 教学方法 授课质量

石油地质学是一门理论性和实践性都很强的课程,是资源勘查工程专业最重要的一门专业理论课,也是该专业本科生真正接触到有“油味”的及时门专业课程,因此,该课程不仅是一门传授专业知识的课程而服务于就业和考研,更是一门高度综合培养学生能力的课程。如何上好这门难度大、要求高的专业课程,才能达到理想的教学效果,是每位专业教师不断迫求的目标[5]。在多年的石油地质学教学实践中,总结出提高课堂授课质量的以下几点体会。

一、结合油气勘探开发形势激励学生学习兴趣

常言道:“好的开端是成功的一半”。要激发学生的兴趣,就必须要精心准备、讲好绪论课。绪论课讲解的效果,在很大程度上影响着学生对课程的学习兴趣和对主讲教师的信任程度,从而影响课程学习的效果。为此,作者在绪论课的讲解上花费了较多的精力和时间去准备,并且每次讲授内容都有所改进和完善,补充了学科的近期进展。除了讲授课程的研究对象、课程性质、学习内容和学习任务外,更重要的是跟踪国内外油气工业的发展,阐述国内外油气勘探与开发的现状和发展趋势,了解油气世界的储产情况,油气与国家能源战略和能源安全、国际油价波动对世界经济发展的影响、油气与国际政治格局、油气与环境保护、油气与经济和社会的可持续发展,在国民经济中的重要地位等一些相关专业问题,如我国的“西气东输”工程,就是为了优化中国能源结构,促进经济的发展。学生会从中领略到找油找气工作的重要性和使命感。因此,专业教师要尽力使学生置身于当今油气工业发展的形势中,让他们认识到我国油气工业的发展取决于高层次的人才,促使他们在学习上产生责任感和紧迫感。实践证明,这样的绪论课给学生全新的感受,极大地提高了学生对课程学习的兴趣,为课程的顺利进展奠定了良好的基础。

二、认真钻研,组织好教学内容是上好课的前提

人们常说:“台上一分钟,台下一刻钟”。对高校教师来说,要在有间内,有目的、有计划、化地将课程知识传授给学生,同时还要开拓学生智力、培养学生分析解决实际问题的能力,就必须在上课前根据教学大纲要求,做好充分的准备工作,认真组织好教学内容,这是上好课的前提。

石油地质学被视为资源勘查工程专业的“看家课”、“ 龙头课”,学生对该课的“期望值”很高,同时也很重视。每当站在讲台上,看到台下上百名同学充满信任和期待的目光,就感到自己的责任重大。如果讲不好课,就是失职,是误人子弟;贵任心激励授课者在教学上不惜花费相当多的精力,提炼的表达语言和手段,精心组织教学内容,投入的精力越多,准备得越充分,讲课效果就会越好。因此,就必须全身心投入,要提高授课质量,必须使每一堂课都能达到的输出信息和接收效果。

为了不辜负学生的期望,达到满意的教学效果,首先必须刻苦钻研,吃透教材,并把握学科整体的现状和发展动向,使之成为学生便于接受。在组织教材时应按教学大纲规定的内容,围绕重点,难点,适当调节教材内容的讲解顺序,组织好教学内容。石油地质学教学内容多而学时有限,在课堂讲授中不可能做到面面具到。主要把握好课程结构体系,石油地质学研究的基本问题就是生、储、盖、运、圈、保六大成藏要素,将其归纳为成烃—成藏—油气分布规律的结构主线和重点展开,在强调主线的同时,不时提醒学生注意课程的系统性和逻辑性,本课程与先期课程和后续课程的关系,当让学生将这些内容联想置于先期所学课程的框架当中之后,不仅有助于学生理解,更有助于掌握和记忆,同时有利于学生把握课程之间的逻辑关系,并将所学课程融会贯通,培养综合分析问题和解决问题的能力,激起学生强烈的求知欲。在充分讲解课程的基本理论和原理的基础上,有些资料性或应用性的内容让学生在课下自行阅读或通过实验课、习题课、查阅资料的方式加强理解。如在讲油气分布规律时,由于油气聚集、分布规律随具体的地质条件千变万化并具有复杂的层次性,因此就着重阐明油气聚集的基本规律,层次性及含油气系统的概念,结合实例剖析重要代表性类型盆地的油气富集、分布规律,以利于学生举一反三。同时,在广泛阅读有关资料的基础上,结合课程的进展适当加入国内外及授课者在科研工作中经历的成功和失败的实例,将自己在多年的科研实践中的研究成果和油田实例融入到课堂教学中,加深学生对讲授内容的理解记忆,解决课程中的重点、难点问题,以开拓学生视野,了解学科的发展动态,为以后的工作打下一定的基础。事实证明,课程结束多年以后,还有学生能够回忆起一些课堂上所讲解的实例及对他们投身研究工作的影响。

三、采用多手段课堂教学方法是上好课的关键

石油地质学是一门理论体系较完整,涉及面广、以叙述性内容为主的课程。许多内容似乎一听就懂,但真正做到融汇贯通却很难。传统的专业课课堂教学方法是以教师为主体,学生被动听课的方式,把老师讲、学生听,单纯传授知识看成是教学活动的全部内容,久而久之,学生在课堂上会出现注意力不集中,“你讲你的,我干我的”的现象。单纯靠课堂讲授,可以传授给学生大量理论知识,但由于缺乏感性认识,并且处于被动接受状态,学生对这些知识的理解往往很肤浅,许多学生靠死记硬背应付考试,但考试后不久,一些概念问题就搞不清楚了,这样将不可避免地造成学生死记硬背,高分低能的现象,如何让学生灵活掌握知识而不是死记硬背来应付考试,给教学中提出了一个值得注意的问题。随着社会的发展,必须在教学思想和手段方法等方面进行改革,培养学生能力。

1.借助现代化教学手段拓展授课内容

利用多媒体、制做课件等现代化手段来丰富、扩展授课广度和深度。石油地质学课程全部采用多媒体教学,教学手段形象化,尽可能利用其动画功能,加强对比、比较、演示和过程分析,学生感觉课堂教学不再抽象,而是言之有物,提高了学生学习的积极性,也增加了课堂教学的信息量。

2.在课堂教学中,坚持少而精的原则

精就是明确重点和关键。课堂讲授要源于教材,高于教材,力求做到重点突出,难点分散、抓住关键,起到引导解惑的作用。要使精讲达到预期的效果,必须有目的有计划地引导学生自学,培养学生的自学能力。引导学生自学要抓好以下几个环节;一是以教材为中心,指定参考书、让学生在学习中,开阔眼界,从多角度加深对概念的理解。二是根据教学进度,要求学生预习,找出存在的问题,提出自己的独到见解。三是课堂教学中做到精讲,留给学生充分活动时间,让学生讨论,允许学生当面提出异议,各抒己见,百花齐放。四是课后布置作业,作业要有部分相当难度的习题,以提高学生的应用能力。

3.采用“问题教学法”进行教学

传统教学是以教师讲授为主,尽管讲的很认真、很投人,却常常使课堂变得呆滞、沉闷,教学效果不理想。而“问题教学法”是通过提出问题、解答问题、检验答案三个重要环节实现教学的。教师根据教学大纲,钻研教材,在深人了解学生情况的基础上,在每一章正式讲课之前,向学生提出问题,要求学生带着这些问题去听课和思考,从而激发起他们探求问题答案的强烈愿望,提高他们对课堂教学的参与意识。对一般性问题,教师通过自己精炼的讲述解决;对较为重要和复杂的问题,让学生在课前通过阅读教材和其他参考书,对问题进行深入分析,在讲解的基础上组织学生讨论,并给予恰当的引导,培养学生的语言表达能力,不同意见可争论,讨论结束后由教师进行简要的总结。这种讨论既深化了课堂教学内容,又锻炼了学生的语言组织和演讲能力,每次讨论课学生都争先恐后上台,绝大多数学生喜欢这种别开生面的教学方式。这样可使教师以主导者的身份,学生以认识者身份直接参与课堂教学,使课堂讲授成为师生双向参与的生动活泼的学习过程,从而引发学生愉快的学习情绪。

4.加重实践环节训练

石油地质学是一门理论性和实践性都很强的课程,为配合课堂理论教学,就必须加强实践环节的训练,我对原来使用的习题进行了大量补充和修改,将其他院校石油地质专业使用的习题与我校以往使用的习题以及科研中的实际资料结合起来,使其更加完善,由于这些习题是紧紧围绕课堂理论教学内容对学生进行实践训练的,并且大多数习题都来源于科研实际问题,因而大大提高了学生对课堂理论知识的深化理解,收到了良好效果。

总之,在教学中应改革单一的教学方法,而具体教学方法是多种多样相互关联的。在课堂教学中,不要因循守旧,按照一种固定的内容和模式一教数年,应根据不同的教学内容,必须灵活运用各种方法,不断改革,才能取得良好的教学效果,提高教学质量。

(作者单位:西南石油大学资源与环境学院 四川省成都市)

探究石油地质学及技术进展:浅析我国石油地质学的现状与进展

石油地质学是一门综合性的应用科学,它的发展基于相关基础学科的进展。当前世界科学技术的进步和广泛的油气勘探实践,使石油地质学中——些传统概念种研究方法正在被新的科学技术所充实,具有中国特色的石油地质理论,也正在这种变革和油气勘探实践中进一步发展和完善。

1.构造地质学在理论和实践上的重大进展,有力地促进了石油地质学的发展。在我国含油气区大地构造研究中,广泛应用了板块构造理论.深入研究了古生代以来,尤其是印支期和印支付期后的多期构造运动。研究中新生代陆相含油气盆地的形成与演化。总结中国大地构造含油气以及含油气盆地的基本特征.就古生代海相地层的发育演化.把我国划分为五大构造区;就中新生代陆相沉积盆地的分布,把我国划分为东部裂谷型盆地区、中部拗陷型盆地区、西部挤压型盆地区:又依其基底性质不同,发育演化历史不同和构造特征不同,上述这些分区在理论上可以阐明油气盆地的形成机理、沉积环境变迁和板块运动的关系,在实践上可指导油气勘探。

裂谷和裂谷作用也是当前构造地质学研究的重要方面,石油和蒸发岩类矿床是裂谷带,特别是中、新生代低纬度裂答带内的主要矿产,蕴藏了世界上大部份油气资源,因而引起了国内外学者的广泛重视。对于裂各作用和机理的研究已列入国际地幔和地球动力研究计划。

2.沉积学的进展十分显著。这种进展的速度,除导源于新技术的进步、学术思想活跃以及油气矿产资源需求因素之外,多学科的相互渗透、相互协作也是推动和促进沉积学发展的重要原因。

我国有关油气勘探的沉积学研究进展主要有:(1)以中、新生代陆相湖盆为主体的沉积相及其沉积模式的研究更加深入。系统深入的从流体力学的基础上讨论了各种沉积构造特征和形成机理,解释垂向沉积剖面和水平定向排列性质的沉积构造序列总结各类湖盆不同发育阶段的沉积类型和分布特征;同时注意不同构造环境、不同古地理环境以及古气候的影响下沉积作用的共同性和差异性,揭示出与古构造环境的空间展布关系和时间演化序列,建立了完整的古湖泊沉积相模式。(2)砂岩成岩后的作用和非均质性对储集空间的影响研究。(3)碳酸盐岩研究。八十年代初已被广泛运用于区域岩相古地理分析,油气藏、生储、盖组合的有利相带研究,并结合构造圈闭,进行油气勘探布署,取得了一定的成效。

近年来提出了具有我国特色的海相碳酸盐岩沉积模式、如陆缘碎屑岩相区与台棚相区、槽盆相区结台的模式、浅水台地与深水台盆相交替的台棚碳酸盐岩模式,补充了国外模式的不足。在不断引进新理论和先进测试技术的过程中,深入研究深层孔、洞、缝的形成与演化,探索其分布规律与油气储集条件,为油气评价提供了依据对深水碳酸盐岩沉积特别是对碳酸盐岩重力流沉积的研究,为研究裂陷槽提供了新的发展途径。

3.油气地球化学及陆相生油理论,在我国得到了迅速的发展。对含油气盆地的生油条件和生油岩定量评价的研究已成为石油地质研究中的重要组成部份。油气地球化学研究不仅在勘探初期对生油岩的确定、油源岩丰度与类型及油气源评价潜力估算起重要作用,而且在勘探过程中的油气源岩对比和生油中心的确定与中心转移时期,对进一步揭示油气藏的形成、分布与富集规律等方面,是一种行之有效的方法。

在我国一些含油气盆地中发现了按干酪根成因说是未成熟或低成熟的石油,突破了单纯干酪根的成烃学说并就我国许多含油气盆地中的生油岩和原油所组成的从未成熟经低成熟、成熟到高成熟的系列丰富和发展了我国陆相生油学说。

4.油气运移作用贯穿于油气生成,演化,聚集的全过程。油气运移机制的研究至今仍是石油地质学中难度较大的课题。它不仅关系到沉积盆地生油岩的定量评价,油气资源的定量估算,并对油气圈闭的形成和油气勘探效益有着至关重要的作用。近年来国内外学者都高度重视对油气运移的研究。

油气运移机理是泥岩中孔隙由于压实作用。埋深增加促使温度升高所产生的水热增压作用,粘土矿物转换过程中释放水所产生的增压作用,干酪根热降解形成烃所产生的增压作用等,使生油岩中孔隙流体压力增高,使得在生油层与储桌层之间产生一个剩余孔隙流体压力差,就是这个流体压力差是烃类克服生油层毛细管阻力和矿物对烃的吸附力,或者使生油层产生微裂缝而使烃类从生油层中排出的动力。在研究地下孔隙流体压力特征方面,取得了可信成果。

结合地下温度和压力条件,将粘土质沉积物压实过程划分为三个阶段,分析有效排炼时期,研究生油层排烃类型,确定排烃带的厚度,对于估算生汕量.油气初次运移量,盆地定量评价,结合圈闭形成条件及圈闭时空关系,选择有利勘探区,是有直接意义的

5.油气藏是综合性的研究课题。在油气勘探中应根据盆地构造类型、沉积相、生油岩、热演化史和油气圈闭的分布规律,及时的预测盆地勘探远景。在油气勘探实践中,建立起一套完整的陆相沉积盆地油气藏分布模式不同类型盆地有其自身的构造特征.沉积体系,成油组合和圈闭类型,相应的形成不同类型油气藏的分布模式。按盆地地质结构差异,可分为:断陷型油气藏分布模式,拗陷型油气藏分布模式,克拉通拗陷型油气藏分布横式,挤压型油气藏分布模式。

在勘探实践中总结出了复式油气聚集带的成油概念。复式油气聚集带是陆相拉张断陷盆地油气聚集的一种主要形式,它从属于同一、二级构造带和地层岩相带,具有一定的地质成因联系和相同的油气运移聚集过程,形成以一种油气藏类型为主、其他类型为辅的多类型油气藏的群集体,在纵向上相互叠置,在平面上由不同层系、不同圈闭类型相互连片的含油带(区)。这一认识有助于掌握油气富集规律,提高勘探成效。

总结:我国重油资源分布广泛,资源潜力大,近年来对重油的研究进展较快,这些研究主要包括重油藏形成条件,重油的分类和形成机理,重油藏富集区的地质背景。凝析油气的研究是板桥凝析油气藏发现后开始的,有关部门对凝析油气藏的形成机理进行深入剖析,并提出有价值的认识和总结,这些都是宝贵的经验和前进中的成就

探究石油地质学及技术进展:石油地质学及技术进展

通过近几年的研究实践,石油地震地质学可以研究和解决非常规油气勘探中的地质问题:①非常规油气储层构造表征。精细地震构造解释与制图技术得到了广泛应用,能较好满足非常规油气勘探开发对构造精度的要求。②精细煤层、页岩层等薄储层预测。利用叠后反演、叠前反演结合振幅、谱分解等地震属性,对埋深小于1200m、厚度大于3m的煤层气、页岩气储层进行预测。图7为某地区煤层气三维地质统计学反演剖面,可清楚地揭示具有明显低阻抗值的2层薄煤层的空间展布特征。③煤层气、页岩气目的层裂缝综合预测。应用相干体、曲率体、蚂蚁追踪体、基于分方位处理数据各向异性等几何属性,对裂缝进行预测,预测的成果实现了定性与定量的有机结合。④煤层气、页岩气甜点分布预测。综合应用多种属性、构造图、厚度图、裂缝预测成果等资料,对非常规油气甜点分布区进行研究,为相对高(稳)产井的部署提供了科学依据。⑤复杂井位设计。应用三维地震数据集成果,辅助煤层气、页岩气水平井、水平分支井及丛式井等设计,降低钻井工程风险,提高钻探成功率。⑥储层压裂改造。由于井中接收的压裂微地震监测技术已基本成熟并得到了工业化应用,因此通过实时监测非常规油气大容量水力压裂效果,计算压裂裂缝延展空间及储层改造体积,进而达到提高压裂效益和优化压裂参数的效果。⑦岩石组成分析。在结合地震与钻测井资料的基础上,通过目的层岩石物理模量反演,预测页岩有机质含量、胶结物类型及含量、岩石脆性等重要参数。

1几个相关技术问题的探讨

1.1岩石物理

岩石物理是使用地震信息表征储层的工作基础。所有的储层表征工作都是通过建立一些基本的岩石物理关系,如纵横波速度、密度、各种弹性模量与不同岩性、埋深之间的关系,来探讨它们是如何影响地震振幅变化的,而后有根据地利用地震信息去预测岩性及其含油气性。如果这项工作没有做扎实,有时地震信息会给出多解,从而导致地震预测的错误。目前对岩石物理认识得比较粗浅,需要大力加强。利用地震属性预测储层(包括波形聚类、神经网络等技术)[31-34],特别需要岩石物理研究的指导。简单利用某种地震属性预测储层与含油气性,有成功也有失败,关键在于没有搞清楚岩石物性与地震属性之间的关系,从而造成地震属性预测储层的盲目性。目前普遍应用的叠后地震声阻抗反演技术,本来是一项很好的技术,如果应用得当,会有很好的地质效果,但如不加以分析,仅简单利用声阻抗的异常来预测岩性与含油气性,特别是中、深层储层地震预测中,就会出现很多错误情况,究其原因就是缺乏岩石物理分析,对声阻抗的应用有误区。

1.2叠前反演

叠前反演方法和技术起源于国外,目前在国内仍然是一项很时髦的技术[14-15],用于研究储层和预测油气。在预测油气方面,实际上主要是用来检测天然气的,而且有较严格的应用条件,不是所有的地震资料都可以做叠前反演的,需要认真地做好相对振幅保幅处理,信噪比要高。在叠前反演之前首先需要进行先导性分析(如资料品质、AVO),如果资料品质差,没有AVO反映,则无法进行叠前反演;其次,需要查看是否有测井的横波资料,如果没有,则很难生成一个可信的横波资料,也就不能进行叠前反演。总之,不要随便、任意地推广叠前反演。当然,对苏里格气田的叠前反演是有效的[14],因为它检测的是天然气,而且地震资料比较符合叠前反演的要求。大量井资料精细的岩石物理分析表明,苏里格气田敏感弹性参数为纵横波速度比;同时,利用多个相关弹性参数交会解释,可以有效降低单一参数预测的多解性(图8)。对于叠前反演技术,需对数据处理提出新的更高的要求。鉴于目前对叠前时间偏移或叠前深度偏移如何进行更好地保幅还没有很好的解决办法,因而这给叠前反演技术的应用带来了挑战。

1.3裂缝预测

非常规油气储层以及碳酸盐岩储层都需要进行裂缝预测,这项技术是当前世界性的技术难题。储层裂缝在地震的宏观尺度上不易发现,因而给解释人员带来挑战。相干体、方差体、各种曲率体、玫瑰图(预测地应力方向)等都是比较适用的裂缝预测技术[29,,31-35],在许多地区都见到了较好的应用效果,但还需要进一步深化研究,尤其要进行半定量到定量化的地震裂缝预测;另外,关于裂缝带的油气开采,也是个难题,目前国内成功的例子较少。利用叠前方位角道集,根据远偏移距的振幅随方位角的变化情况,观察横波分裂现象和地应力方向,从而预测裂缝的发育方向。这项技术需要进行野外宽方位角采集、室内高质量振幅保护处理,才能达到较好的应用效果。如果不考虑实际资料情况,随便运用现有的地震数据就开展叠前方位角道集的研究,会产生很大的技术和成果风险。

1.4油气检测

目前油气检测的方法较多,如振幅变化(如亮点、平点)、时频分析、高频衰减与低频共振、弹性阻抗反演等,成功的例子也不少。但目前还没有一个通用方法去预测油气,每个工区都有自己的适用条件。最根本的原因是不同工区具有不同的岩石物理条件。因此,需要针对具体的地质目标,探究岩石物性及其含油气性是如何影响地震振幅与频率等属性的。如果不加具体分析,只是简单地利用振幅和频率的变化来预测油气,其结果往往不。目前,还需进一步加强理论与实践的结合,其中一个重要的方向就是发展多信息相结合的综合油气检测技术。

1.5地震成藏学

罗群和黄扞东2009年提出了“地震成藏学”[12]。其主要内容是以地震信息为主要依据,结合钻井、测井、地化和地质等资料,运用现代油气成藏理论的原理、方法,来研究复杂油气藏的形成机理,恢复其形成过程,预测其分布空间,为复杂、隐蔽油气藏的高效勘探提供了一个全新的“地震地质一体化”、“采集—处理—解释一体化”、“勘探—开发一体化”和“理论—技术一体化”研究思路。地震成藏学是一门新兴的边缘学科,具有独特的理念、观点及系统知识体系,是对地震信息及成藏理论的进一步丰富和发展,有较大的实用价值。它实际上不是一门理论学科而是有关技术方法的学科,其基本内容、架构刚刚提出,技术方法的应用及归纳也处于起步阶段,还很不成熟,有待在实际工作中进一步丰富和完善。

2石油地震地质学技术方法新进展

中国地震技术的发展大体可分为3个阶段:①20世纪70年代初期以前为初始地震时代,主要使用光点地震仪,人工解释,手工勾绘构造图;②20世纪70年代初期开始发展多次覆盖与三维地震,使用的地震仪从模拟进入到数字型,解释工作为人机交互式计算机解释;③近年来,由于地震仪器多道化等技术的发展,地震采集技术有了明显进步,进入了高密度采集和由单方位角采集再到宽方位角采集进而发展到多方位高密度采集的高精准度三维地震时代,从本质上大大改善了地震信息的“归位”问题。因此,石油地震地质学解释技术方法也应有相应创新,解决的地质问题也将由以构造沉积研究为主转为涉及油气勘探开发的所有环节。

2.1地震解释技术新流程

以前习惯性的做法是解释人员在开始工作之前先将处理的资料(成果带)及其他有关地质、测井等资料加载到工作站上,再开始解释工作。现在则加载处理的纯波带,然后解释人员做叠后修饰工作,之后做构造导向滤波,再做相干体等属性的处理。其优点是有助于复杂构造地区的解释。这程将提高资料的信噪比,更符合解释需要,应多加推广。当然,如果是进行沉积研究或储层表征,则不必做构造导向滤波。

2.2岩石物理研究

最近解释人员已普遍重视了岩石物理研究工作,一般在储层表征等工作之前都做一些岩石物理的分析,但如前所述,仍有许多问题值得我们探讨,不容忽视。未来,室内的岩石物理研究应 成为地震勘探的一项重要基础研究工作,不仅是储层表征的基础,也是引领地震采集和处理技术发展的基础。

2.3地质构造建模

库车盐卷入逆冲构造的应用效果很好,说明地质建模对解释工作非常重要。实际上解释工作从来就是在建模过程中完成的,贯穿于解释工作的始末。从解释工作之初到最终完成,就是建模的迭代完善到模型的最终确认过程,即初始模型的建立—模型的不断修改—模型的最终完善。今后,不仅针对复杂构造的解释,同时对其他的如碎屑岩、碳酸盐岩古岩溶、礁滩、煤层气、页岩气等储层的表征都需要推广这一研究方式。

2.4深度域解释

快速、大容量计算机的发展为叠前深度域处理提供了很好的条件。叠前深度偏移资料对认识复杂构造将会有很大帮助,相应的深度域地震资料解释技术的研发和应用将会促进地震构造解释精度的继续提高。

2.5全三维可视化“体”解释

计算机图形、图像技术的发展,使我们拥有了功能齐全、方便可行的全三维可视化“体”解释软件,目前已得到推广,应用效果很好。目前解释目标大都限制在较小的范围内,如针对储集层“体”和复杂断块的解释。今后可以在一些富油凹陷大连片三维地震资料的基础上,进行大区域或整个富油凹陷“体”的解释,从而精细刻画富油凹陷沉积、构造情况,为老探区寻找油气勘探新领域、新目标提供依据;同时,也可为开发地震建立静态与动态模型提供技术支持。

2.6三维重磁电

地震技术的产生与发展一直是与重磁电技术相伴和互为依存的。在三维地震技术的启发与引领下,重磁电技术也走上了三维。最近几年,在针对一些地震难以解决的地质问题(如极复杂构造的地质建模)时,三维重磁电发挥了很好的作用。其中对火山岩以及其他特殊地质体(如洪积、塌积巨厚大砾岩)的识别与表征等都显示了三维重磁电技术的优势和重磁电震联合解释的威力[21]。最近对干扰地震资料处理成像并造成错误解释的库车大北地区第四系和新近系五千多米厚的洪积大砾岩重磁电三维解释就是一个很好的例证。在三维重磁电资料的基础上,结合地面露头、钻井、地震等资料运用多种方法初步解释砾石层的分布、岩性变化等,然后将三维重磁电法资料与地震在同一平台上进行联合反演,从而得出电法与地震同相轴深度域的融合剖面,最终详细划分了第四系与新近系砾岩以及岩性、岩相变化情况,为大北地区的地震资料处理与解释提供了依据。这种三维重磁电资料与地震在同一平台工作并给出相同尺度解释成果是重磁电技术一个划时代的进步,也是重磁电技术步入新时代的良好开端。

3展望

石油地震地质学是一边缘学科,近来来发展迅速且已具有相当规模,几乎深入到油气勘探的每个领域,在国内外油气勘探中发挥了重要作用。石油地震地质学也已初步进入到油气开发和非常规油气研究领域。虽然在油气开发上基本停留在提供静态模拟阶段,但这已经是一个良好的开端。随着地震技术的快速发展和解释水平的相应提高,石油地震地质学将会继续发展和丰富其技术内涵,提升成果精度,为拓宽油气勘探的新领域、促进发现老油田的剩余油挖潜和非常规油气的勘探以及提高油气采收率提供有力的地震地质成果保障。

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