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探究石油地質學及技術進展:探究石油地質學及技術進展
通過近幾年的研究實踐,石油地震地質學可以研究和解決非常規油氣勘探中的地質問題:①非常規油氣儲層構造表征。精細地震構造解釋與制圖技術得到了廣泛應用,能較好滿足非常規油氣勘探開發對構造精度的要求。②精細煤層、頁巖層等薄儲層預測。利用疊后反演、疊前反演結合振幅、譜分解等地震屬性,對埋深小于1200m、厚度大于3m的煤層氣、頁巖氣儲層進行預測。圖7為某地區煤層氣三維地質統計學反演剖面,可清楚地揭示具有明顯低阻抗值的2層薄煤層的空間展布特征。③煤層氣、頁巖氣目的層裂縫綜合預測。應用相干體、曲率體、螞蟻追蹤體、基于分方位處理數據各向異性等幾何屬性,對裂縫進行預測,預測的成果實現了定性與定量的有機結合。④煤層氣、頁巖氣甜點分布預測。綜合應用多種屬性、構造圖、厚度圖、裂縫預測成果等資料,對非常規油氣甜點分布區進行研究,為相對高(穩)產井的部署提供了科學依據。⑤復雜井位設計。應用三維地震數據集成果,輔助煤層氣、頁巖氣水平井、水平分支井及叢式井等設計,降低鉆井工程風險,提高鉆探成功率。⑥儲層壓裂改造。由于井中接收的壓裂微地震監測技術已基本成熟并得到了工業化應用,因此通過實時監測非常規油氣大容量水力壓裂效果,計算壓裂裂縫延展空間及儲層改造體積,進而達到提高壓裂效益和優化壓裂參數的效果。⑦巖石組成分析。在結合地震與鉆測井資料的基礎上,通過目的層巖石物理模量反演,預測頁巖有機質含量、膠結物類型及含量、巖石脆性等重要參數。
1幾個相關技術問題的探討
1.1巖石物理
巖石物理是使用地震信息表征儲層的工作基礎。所有的儲層表征工作都是通過建立一些基本的巖石物理關系,如縱橫波速度、密度、各種彈性模量與不同巖性、埋深之間的關系,來探討它們是如何影響地震振幅變化的,而后有根據地利用地震信息去預測巖性及其含油氣性。如果這項工作沒有做扎實,有時地震信息會給出多解,從而導致地震預測的錯誤。目前對巖石物理認識得比較粗淺,需要大力加強。利用地震屬性預測儲層(包括波形聚類、神經網絡等技術)[31-34],特別需要巖石物理研究的指導。簡單利用某種地震屬性預測儲層與含油氣性,有成功也有失敗,關鍵在于沒有搞清楚巖石物性與地震屬性之間的關系,從而造成地震屬性預測儲層的盲目性。目前普遍應用的疊后地震聲阻抗反演技術,本來是一項很好的技術,如果應用得當,會有很好的地質效果,但如不加以分析,僅簡單利用聲阻抗的異常來預測巖性與含油氣性,特別是中、深層儲層地震預測中,就會出現很多錯誤情況,究其原因就是缺乏巖石物理分析,對聲阻抗的應用有誤區。
1.2疊前反演
疊前反演方法和技術起源于國外,目前在國內仍然是一項很時髦的技術[14-15],用于研究儲層和預測油氣。在預測油氣方面,實際上主要是用來檢測天然氣的,而且有較嚴格的應用條件,不是所有的地震資料都可以做疊前反演的,需要認真地做好相對振幅保幅處理,信噪比要高。在疊前反演之前首先需要進行先導性分析(如資料品質、AVO),如果資料品質差,沒有AVO反映,則無法進行疊前反演;其次,需要查看是否有測井的橫波資料,如果沒有,則很難生成一個可信的橫波資料,也就不能進行疊前反演。總之,不要隨便、任意地推廣疊前反演。當然,對蘇里格氣田的疊前反演是有效的[14],因為它檢測的是天然氣,而且地震資料比較符合疊前反演的要求。大量井資料精細的巖石物理分析表明,蘇里格氣田敏感彈性參數為縱橫波速度比;同時,利用多個相關彈性參數交會解釋,可以有效降低單一參數預測的多解性(圖8)。對于疊前反演技術,需對數據處理提出新的更高的要求。鑒于目前對疊前時間偏移或疊前深度偏移如何進行更好地保幅還沒有很好的解決辦法,因而這給疊前反演技術的應用帶來了挑戰。
1.3裂縫預測
非常規油氣儲層以及碳酸鹽巖儲層都需要進行裂縫預測,這項技術是當前世界性的技術難題。儲層裂縫在地震的宏觀尺度上不易發現,因而給解釋人員帶來挑戰。相干體、方差體、各種曲率體、玫瑰圖(預測地應力方向)等都是比較適用的裂縫預測技術[29,,31-35],在許多地區都見到了較好的應用效果,但還需要進一步深化研究,尤其要進行半定量到定量化的地震裂縫預測;另外,關于裂縫帶的油氣開采,也是個難題,目前國內成功的例子較少。利用疊前方位角道集,根據遠偏移距的振幅隨方位角的變化情況,觀察橫波分裂現象和地應力方向,從而預測裂縫的發育方向。這項技術需要進行野外寬方位角采集、室內高質量振幅保護處理,才能達到較好的應用效果。如果不考慮實際資料情況,隨便運用現有的地震數據就開展疊前方位角道集的研究,會產生很大的技術和成果風險。
1.4油氣檢測
目前油氣檢測的方法較多,如振幅變化(如亮點、平點)、時頻分析、高頻衰減與低頻共振、彈性阻抗反演等,成功的例子也不少。但目前還沒有一個通用方法去預測油氣,每個工區都有自己的適用條件。最根本的原因是不同工區具有不同的巖石物理條件。因此,需要針對具體的地質目標,探究巖石物性及其含油氣性是如何影響地震振幅與頻率等屬性的。如果不加具體分析,只是簡單地利用振幅和頻率的變化來預測油氣,其結果往往不。目前,還需進一步加強理論與實踐的結合,其中一個重要的方向就是發展多信息相結合的綜合油氣檢測技術。
1.5地震成藏學
羅群和黃捍東2009年提出了“地震成藏學”[12]。其主要內容是以地震信息為主要依據,結合鉆井、測井、地化和地質等資料,運用現代油氣成藏理論的原理、方法,來研究復雜油氣藏的形成機理,恢復其形成過程,預測其分布空間,為復雜、隱蔽油氣藏的高效勘探提供了一個全新的“地震地質一體化”、“采集—處理—解釋一體化”、“勘探—開發一體化”和“理論—技術一體化”研究思路。地震成藏學是一門新興的邊緣學科,具有獨特的理念、觀點及系統知識體系,是對地震信息及成藏理論的進一步豐富和發展,有較大的實用價值。它實際上不是一門理論學科而是有關技術方法的學科,其基本內容、架構剛剛提出,技術方法的應用及歸納也處于起步階段,還很不成熟,有待在實際工作中進一步豐富和完善。
2石油地震地質學技術方法新進展
中國地震技術的發展大體可分為3個階段:①20世紀70年代初期以前為初始地震時代,主要使用光點地震儀,人工解釋,手工勾繪構造圖;②20世紀70年代初期開始發展多次覆蓋與三維地震,使用的地震儀從模擬進入到數字型,解釋工作為人機交互式計算機解釋;③近年來,由于地震儀器多道化等技術的發展,地震采集技術有了明顯進步,進入了高密度采集和由單方位角采集再到寬方位角采集進而發展到多方位高密度采集的高精準度三維地震時代,從本質上大大改善了地震信息的“歸位”問題。因此,石油地震地質學解釋技術方法也應有相應創新,解決的地質問題也將由以構造沉積研究為主轉為涉及油氣勘探開發的所有環節。
2.1地震解釋技術新流程
以前習慣性的做法是解釋人員在開始工作之前先將處理的資料(成果帶)及其他有關地質、測井等資料加載到工作站上,再開始解釋工作。現在則加載處理的純波帶,然后解釋人員做疊后修飾工作,之后做構造導向濾波,再做相干體等屬性的處理。其優點是有助于復雜構造地區的解釋。這程將提高資料的信噪比,更符合解釋需要,應多加推廣。當然,如果是進行沉積研究或儲層表征,則不必做構造導向濾波。
2.2巖石物理研究
最近解釋人員已普遍重視了巖石物理研究工作,一般在儲層表征等工作之前都做一些巖石物理的分析,但如前所述,仍有許多問題值得我們探討,不容忽視。未來,室內的巖石物理研究應成為地震勘探的一項重要基礎研究工作,不僅是儲層表征的基礎,也是引領地震采集和處理技術發展的基礎。
2.3地質構造建模
庫車鹽卷入逆沖構造的應用效果很好,說明地質建模對解釋工作非常重要。實際上解釋工作從來就是在建模過程中完成的,貫穿于解釋工作的始末。從解釋工作之初到最終完成,就是建模的迭代完善到模型的最終確認過程,即初始模型的建立—模型的不斷修改—模型的最終完善。今后,不僅針對復雜構造的解釋,同時對其他的如碎屑巖、碳酸鹽巖古巖溶、礁灘、煤層氣、頁巖氣等儲層的表征都需要推廣這一研究方式。
2.4深度域解釋
快速、大容量計算機的發展為疊前深度域處理提供了很好的條件。疊前深度偏移資料對認識復雜構造將會有很大幫助,相應的深度域地震資料解釋技術的研發和應用將會促進地震構造解釋精度的繼續提高。
2.5全三維可視化“體”解釋
計算機圖形、圖像技術的發展,使我們擁有了功能齊全、方便可行的全三維可視化“體”解釋軟件,目前已得到推廣,應用效果很好。目前解釋目標大都限制在較小的范圍內,如針對儲集層“體”和復雜斷塊的解釋。今后可以在一些富油凹陷大連片三維地震資料的基礎上,進行大區域或整個富油凹陷“體”的解釋,從而精細刻畫富油凹陷沉積、構造情況,為老探區尋找油氣勘探新領域、新目標提供依據;同時,也可為開發地震建立靜態與動態模型提供技術支持。
2.6三維重磁電
地震技術的產生與發展一直是與重磁電技術相伴和互為依存的。在三維地震技術的啟發與引領下,重磁電技術也走上了三維。最近幾年,在針對一些地震難以解決的地質問題(如極復雜構造的地質建模)時,三維重磁電發揮了很好的作用。其中對火山巖以及其他特殊地質體(如洪積、塌積巨厚大礫巖)的識別與表征等都顯示了三維重磁電技術的優勢和重磁電震聯合解釋的威力[21]。最近對干擾地震資料處理成像并造成錯誤解釋的庫車大北地區第四系和新近系五千多米厚的洪積大礫巖重磁電三維解釋就是一個很好的例證。在三維重磁電資料的基礎上,結合地面露頭、鉆井、地震等資料運用多種方法初步解釋礫石層的分布、巖性變化等,然后將三維重磁電法資料與地震在同一平臺上進行聯合反演,從而得出電法與地震同相軸深度域的融合剖面,最終詳細劃分了第四系與新近系礫巖以及巖性、巖相變化情況,為大北地區的地震資料處理與解釋提供了依據。這種三維重磁電資料與地震在同一平臺工作并給出相同尺度解釋成果是重磁電技術一個劃時代的進步,也是重磁電技術步入新時代的良好開端。
3展望
石油地震地質學是一邊緣學科,近來來發展迅速且已具有相當規模,幾乎深入到油氣勘探的每個領域,在國內外油氣勘探中發揮了重要作用。石油地震地質學也已初步進入到油氣開發和非常規油氣研究領域。雖然在油氣開發上基本停留在提供靜態模擬階段,但這已經是一個良好的開端。隨著地震技術的快速發展和解釋水平的相應提高,石油地震地質學將會繼續發展和豐富其技術內涵,提升成果精度,為拓寬油氣勘探的新領域、促進發現老油田的剩余油挖潛和非常規油氣的勘探以及提高油氣采收率提供有力的地震地質成果保障。
作者:袁秉衡 徐禮貴 康南昌 李玲 鄭良合 王貴重 單位:中國石油集團東方地球物理公司
探究石油地質學及技術進展:淺析提高石油地質學授課質量的實踐與體會
[摘要]石油地質學是資源勘查工程專業最重要的一門專業理論課,是一門理論性和實踐性都很強的課程,如何上好專業課程,提高授課質量,才能達到理想的教學效果,是每位專業教師不斷迫求的目標,作者在講授石油地質學的教學實踐中,總結了激發學生學習興趣,提高課堂授課質量的幾點體會,并指出采用多手段課堂教學方法是上好專業課的關鍵。
[關鍵詞]石油地質學 教學內容 教學方法 授課質量
石油地質學是一門理論性和實踐性都很強的課程,是資源勘查工程專業最重要的一門專業理論課,也是該專業本科生真正接觸到有“油味”的及時門專業課程,因此,該課程不僅是一門傳授專業知識的課程而服務于就業和考研,更是一門高度綜合培養學生能力的課程。如何上好這門難度大、要求高的專業課程,才能達到理想的教學效果,是每位專業教師不斷迫求的目標[5]。在多年的石油地質學教學實踐中,總結出提高課堂授課質量的以下幾點體會。
一、結合油氣勘探開發形勢激勵學生學習興趣
常言道:“好的開端是成功的一半”。要激發學生的興趣,就必須要精心準備、講好緒論課。緒論課講解的效果,在很大程度上影響著學生對課程的學習興趣和對主講教師的信任程度,從而影響課程學習的效果。為此,作者在緒論課的講解上花費了較多的精力和時間去準備,并且每次講授內容都有所改進和完善,補充了學科的近期進展。除了講授課程的研究對象、課程性質、學習內容和學習任務外,更重要的是跟蹤國內外油氣工業的發展,闡述國內外油氣勘探與開發的現狀和發展趨勢,了解油氣世界的儲產情況,油氣與國家能源戰略和能源安全、國際油價波動對世界經濟發展的影響、油氣與國際政治格局、油氣與環境保護、油氣與經濟和社會的可持續發展,在國民經濟中的重要地位等一些相關專業問題,如我國的“西氣東輸”工程,就是為了優化中國能源結構,促進經濟的發展。學生會從中領略到找油找氣工作的重要性和使命感。因此,專業教師要盡力使學生置身于當今油氣工業發展的形勢中,讓他們認識到我國油氣工業的發展取決于高層次的人才,促使他們在學習上產生責任感和緊迫感。實踐證明,這樣的緒論課給學生全新的感受,極大地提高了學生對課程學習的興趣,為課程的順利進展奠定了良好的基礎。
二、認真鉆研,組織好教學內容是上好課的前提
人們常說:“臺上一分鐘,臺下一刻鐘”。對高校教師來說,要在有間內,有目的、有計劃、化地將課程知識傳授給學生,同時還要開拓學生智力、培養學生分析解決實際問題的能力,就必須在上課前根據教學大綱要求,做好充分的準備工作,認真組織好教學內容,這是上好課的前提。
石油地質學被視為資源勘查工程專業的“看家課”、“ 龍頭課”,學生對該課的“期望值”很高,同時也很重視。每當站在講臺上,看到臺下上百名同學充滿信任和期待的目光,就感到自己的責任重大。如果講不好課,就是失職,是誤人子弟;貴任心激勵授課者在教學上不惜花費相當多的精力,提煉的表達語言和手段,精心組織教學內容,投入的精力越多,準備得越充分,講課效果就會越好。因此,就必須全身心投入,要提高授課質量,必須使每一堂課都能達到的輸出信息和接收效果。
為了不辜負學生的期望,達到滿意的教學效果,首先必須刻苦鉆研,吃透教材,并把握學科整體的現狀和發展動向,使之成為學生便于接受。在組織教材時應按教學大綱規定的內容,圍繞重點,難點,適當調節教材內容的講解順序,組織好教學內容。石油地質學教學內容多而學時有限,在課堂講授中不可能做到面面具到。主要把握好課程結構體系,石油地質學研究的基本問題就是生、儲、蓋、運、圈、保六大成藏要素,將其歸納為成烴—成藏—油氣分布規律的結構主線和重點展開,在強調主線的同時,不時提醒學生注意課程的系統性和邏輯性,本課程與先期課程和后續課程的關系,當讓學生將這些內容聯想置于先期所學課程的框架當中之后,不僅有助于學生理解,更有助于掌握和記憶,同時有利于學生把握課程之間的邏輯關系,并將所學課程融會貫通,培養綜合分析問題和解決問題的能力,激起學生強烈的求知欲。在充分講解課程的基本理論和原理的基礎上,有些資料性或應用性的內容讓學生在課下自行閱讀或通過實驗課、習題課、查閱資料的方式加強理解。如在講油氣分布規律時,由于油氣聚集、分布規律隨具體的地質條件千變萬化并具有復雜的層次性,因此就著重闡明油氣聚集的基本規律,層次性及含油氣系統的概念,結合實例剖析重要代表性類型盆地的油氣富集、分布規律,以利于學生舉一反三。同時,在廣泛閱讀有關資料的基礎上,結合課程的進展適當加入國內外及授課者在科研工作中經歷的成功和失敗的實例,將自己在多年的科研實踐中的研究成果和油田實例融入到課堂教學中,加深學生對講授內容的理解記憶,解決課程中的重點、難點問題,以開拓學生視野,了解學科的發展動態,為以后的工作打下一定的基礎。事實證明,課程結束多年以后,還有學生能夠回憶起一些課堂上所講解的實例及對他們投身研究工作的影響。
三、采用多手段課堂教學方法是上好課的關鍵
石油地質學是一門理論體系較完整,涉及面廣、以敘述性內容為主的課程。許多內容似乎一聽就懂,但真正做到融匯貫通卻很難。傳統的專業課課堂教學方法是以教師為主體,學生被動聽課的方式,把老師講、學生聽,單純傳授知識看成是教學活動的全部內容,久而久之,學生在課堂上會出現注意力不集中,“你講你的,我干我的”的現象。單純靠課堂講授,可以傳授給學生大量理論知識,但由于缺乏感性認識,并且處于被動接受狀態,學生對這些知識的理解往往很膚淺,許多學生靠死記硬背應付考試,但考試后不久,一些概念問題就搞不清楚了,這樣將不可避免地造成學生死記硬背,高分低能的現象,如何讓學生靈活掌握知識而不是死記硬背來應付考試,給教學中提出了一個值得注意的問題。隨著社會的發展,必須在教學思想和手段方法等方面進行改革,培養學生能力。
1.借助現代化教學手段拓展授課內容
利用多媒體、制做課件等現代化手段來豐富、擴展授課廣度和深度。石油地質學課程全部采用多媒體教學,教學手段形象化,盡可能利用其動畫功能,加強對比、比較、演示和過程分析,學生感覺課堂教學不再抽象,而是言之有物,提高了學生學習的積極性,也增加了課堂教學的信息量。
2.在課堂教學中,堅持少而精的原則
精就是明確重點和關鍵。課堂講授要源于教材,高于教材,力求做到重點突出,難點分散、抓住關鍵,起到引導解惑的作用。要使精講達到預期的效果,必須有目的有計劃地引導學生自學,培養學生的自學能力。引導學生自學要抓好以下幾個環節;一是以教材為中心,指定參考書、讓學生在學習中,開闊眼界,從多角度加深對概念的理解。二是根據教學進度,要求學生預習,找出存在的問題,提出自己的獨到見解。三是課堂教學中做到精講,留給學生充分活動時間,讓學生討論,允許學生當面提出異議,各抒己見,百花齊放。四是課后布置作業,作業要有部分相當難度的習題,以提高學生的應用能力。
3.采用“問題教學法”進行教學
傳統教學是以教師講授為主,盡管講的很認真、很投人,卻常常使課堂變得呆滯、沉悶,教學效果不理想。而“問題教學法”是通過提出問題、解答問題、檢驗答案三個重要環節實現教學的。教師根據教學大綱,鉆研教材,在深人了解學生情況的基礎上,在每一章正式講課之前,向學生提出問題,要求學生帶著這些問題去聽課和思考,從而激發起他們探求問題答案的強烈愿望,提高他們對課堂教學的參與意識。對一般性問題,教師通過自己精煉的講述解決;對較為重要和復雜的問題,讓學生在課前通過閱讀教材和其他參考書,對問題進行深入分析,在講解的基礎上組織學生討論,并給予恰當的引導,培養學生的語言表達能力,不同意見可爭論,討論結束后由教師進行簡要的總結。這種討論既深化了課堂教學內容,又鍛煉了學生的語言組織和演講能力,每次討論課學生都爭先恐后上臺,絕大多數學生喜歡這種別開生面的教學方式。這樣可使教師以主導者的身份,學生以認識者身份直接參與課堂教學,使課堂講授成為師生雙向參與的生動活潑的學習過程,從而引發學生愉快的學習情緒。
4.加重實踐環節訓練
石油地質學是一門理論性和實踐性都很強的課程,為配合課堂理論教學,就必須加強實踐環節的訓練,我對原來使用的習題進行了大量補充和修改,將其他院校石油地質專業使用的習題與我校以往使用的習題以及科研中的實際資料結合起來,使其更加完善,由于這些習題是緊緊圍繞課堂理論教學內容對學生進行實踐訓練的,并且大多數習題都來源于科研實際問題,因而大大提高了學生對課堂理論知識的深化理解,收到了良好效果。
總之,在教學中應改革單一的教學方法,而具體教學方法是多種多樣相互關聯的。在課堂教學中,不要因循守舊,按照一種固定的內容和模式一教數年,應根據不同的教學內容,必須靈活運用各種方法,不斷改革,才能取得良好的教學效果,提高教學質量。
(作者單位:西南石油大學資源與環境學院 四川省成都市)
探究石油地質學及技術進展:淺析我國石油地質學的現狀與進展
石油地質學是一門綜合性的應用科學,它的發展基于相關基礎學科的進展。當前世界科學技術的進步和廣泛的油氣勘探實踐,使石油地質學中——些傳統概念種研究方法正在被新的科學技術所充實,具有中國特色的石油地質理論,也正在這種變革和油氣勘探實踐中進一步發展和完善。
1.構造地質學在理論和實踐上的重大進展,有力地促進了石油地質學的發展。在我國含油氣區大地構造研究中,廣泛應用了板塊構造理論.深入研究了古生代以來,尤其是印支期和印支付期后的多期構造運動。研究中新生代陸相含油氣盆地的形成與演化。總結中國大地構造含油氣以及含油氣盆地的基本特征.就古生代海相地層的發育演化.把我國劃分為五大構造區;就中新生代陸相沉積盆地的分布,把我國劃分為東部裂谷型盆地區、中部拗陷型盆地區、西部擠壓型盆地區:又依其基底性質不同,發育演化歷史不同和構造特征不同,上述這些分區在理論上可以闡明油氣盆地的形成機理、沉積環境變遷和板塊運動的關系,在實踐上可指導油氣勘探。
裂谷和裂谷作用也是當前構造地質學研究的重要方面,石油和蒸發巖類礦床是裂谷帶,特別是中、新生代低緯度裂答帶內的主要礦產,蘊藏了世界上大部份油氣資源,因而引起了國內外學者的廣泛重視。對于裂各作用和機理的研究已列入國際地幔和地球動力研究計劃。
2.沉積學的進展十分顯著。這種進展的速度,除導源于新技術的進步、學術思想活躍以及油氣礦產資源需求因素之外,多學科的相互滲透、相互協作也是推動和促進沉積學發展的重要原因。
我國有關油氣勘探的沉積學研究進展主要有:(1)以中、新生代陸相湖盆為主體的沉積相及其沉積模式的研究更加深入。系統深入的從流體力學的基礎上討論了各種沉積構造特征和形成機理,解釋垂向沉積剖面和水平定向排列性質的沉積構造序列總結各類湖盆不同發育階段的沉積類型和分布特征;同時注意不同構造環境、不同古地理環境以及古氣候的影響下沉積作用的共同性和差異性,揭示出與古構造環境的空間展布關系和時間演化序列,建立了完整的古湖泊沉積相模式。(2)砂巖成巖后的作用和非均質性對儲集空間的影響研究。(3)碳酸鹽巖研究。八十年代初已被廣泛運用于區域巖相古地理分析,油氣藏、生儲、蓋組合的有利相帶研究,并結合構造圈閉,進行油氣勘探布署,取得了一定的成效。
近年來提出了具有我國特色的海相碳酸鹽巖沉積模式、如陸緣碎屑巖相區與臺棚相區、槽盆相區結臺的模式、淺水臺地與深水臺盆相交替的臺棚碳酸鹽巖模式,補充了國外模式的不足。在不斷引進新理論和先進測試技術的過程中,深入研究深層孔、洞、縫的形成與演化,探索其分布規律與油氣儲集條件,為油氣評價提供了依據對深水碳酸鹽巖沉積特別是對碳酸鹽巖重力流沉積的研究,為研究裂陷槽提供了新的發展途徑。
3.油氣地球化學及陸相生油理論,在我國得到了迅速的發展。對含油氣盆地的生油條件和生油巖定量評價的研究已成為石油地質研究中的重要組成部份。油氣地球化學研究不僅在勘探初期對生油巖的確定、油源巖豐度與類型及油氣源評價潛力估算起重要作用,而且在勘探過程中的油氣源巖對比和生油中心的確定與中心轉移時期,對進一步揭示油氣藏的形成、分布與富集規律等方面,是一種行之有效的方法。
在我國一些含油氣盆地中發現了按干酪根成因說是未成熟或低成熟的石油,突破了單純干酪根的成烴學說并就我國許多含油氣盆地中的生油巖和原油所組成的從未成熟經低成熟、成熟到高成熟的系列豐富和發展了我國陸相生油學說。
4.油氣運移作用貫穿于油氣生成,演化,聚集的全過程。油氣運移機制的研究至今仍是石油地質學中難度較大的課題。它不僅關系到沉積盆地生油巖的定量評價,油氣資源的定量估算,并對油氣圈閉的形成和油氣勘探效益有著至關重要的作用。近年來國內外學者都高度重視對油氣運移的研究。
油氣運移機理是泥巖中孔隙由于壓實作用。埋深增加促使溫度升高所產生的水熱增壓作用,粘土礦物轉換過程中釋放水所產生的增壓作用,干酪根熱降解形成烴所產生的增壓作用等,使生油巖中孔隙流體壓力增高,使得在生油層與儲桌層之間產生一個剩余孔隙流體壓力差,就是這個流體壓力差是烴類克服生油層毛細管阻力和礦物對烴的吸附力,或者使生油層產生微裂縫而使烴類從生油層中排出的動力。在研究地下孔隙流體壓力特征方面,取得了可信成果。
結合地下溫度和壓力條件,將粘土質沉積物壓實過程劃分為三個階段,分析有效排煉時期,研究生油層排烴類型,確定排烴帶的厚度,對于估算生汕量.油氣初次運移量,盆地定量評價,結合圈閉形成條件及圈閉時空關系,選擇有利勘探區,是有直接意義的
5.油氣藏是綜合性的研究課題。在油氣勘探中應根據盆地構造類型、沉積相、生油巖、熱演化史和油氣圈閉的分布規律,及時的預測盆地勘探遠景。在油氣勘探實踐中,建立起一套完整的陸相沉積盆地油氣藏分布模式不同類型盆地有其自身的構造特征.沉積體系,成油組合和圈閉類型,相應的形成不同類型油氣藏的分布模式。按盆地地質結構差異,可分為:斷陷型油氣藏分布模式,拗陷型油氣藏分布模式,克拉通拗陷型油氣藏分布橫式,擠壓型油氣藏分布模式。
在勘探實踐中總結出了復式油氣聚集帶的成油概念。復式油氣聚集帶是陸相拉張斷陷盆地油氣聚集的一種主要形式,它從屬于同一、二級構造帶和地層巖相帶,具有一定的地質成因聯系和相同的油氣運移聚集過程,形成以一種油氣藏類型為主、其他類型為輔的多類型油氣藏的群集體,在縱向上相互疊置,在平面上由不同層系、不同圈閉類型相互連片的含油帶(區)。這一認識有助于掌握油氣富集規律,提高勘探成效。
總結:我國重油資源分布廣泛,資源潛力大,近年來對重油的研究進展較快,這些研究主要包括重油藏形成條件,重油的分類和形成機理,重油藏富集區的地質背景。凝析油氣的研究是板橋凝析油氣藏發現后開始的,有關部門對凝析油氣藏的形成機理進行深入剖析,并提出有價值的認識和總結,這些都是寶貴的經驗和前進中的成就
探究石油地質學及技術進展:石油地質學及技術進展
通過近幾年的研究實踐,石油地震地質學可以研究和解決非常規油氣勘探中的地質問題:①非常規油氣儲層構造表征。精細地震構造解釋與制圖技術得到了廣泛應用,能較好滿足非常規油氣勘探開發對構造精度的要求。②精細煤層、頁巖層等薄儲層預測。利用疊后反演、疊前反演結合振幅、譜分解等地震屬性,對埋深小于1200m、厚度大于3m的煤層氣、頁巖氣儲層進行預測。圖7為某地區煤層氣三維地質統計學反演剖面,可清楚地揭示具有明顯低阻抗值的2層薄煤層的空間展布特征。③煤層氣、頁巖氣目的層裂縫綜合預測。應用相干體、曲率體、螞蟻追蹤體、基于分方位處理數據各向異性等幾何屬性,對裂縫進行預測,預測的成果實現了定性與定量的有機結合。④煤層氣、頁巖氣甜點分布預測。綜合應用多種屬性、構造圖、厚度圖、裂縫預測成果等資料,對非常規油氣甜點分布區進行研究,為相對高(穩)產井的部署提供了科學依據。⑤復雜井位設計。應用三維地震數據集成果,輔助煤層氣、頁巖氣水平井、水平分支井及叢式井等設計,降低鉆井工程風險,提高鉆探成功率。⑥儲層壓裂改造。由于井中接收的壓裂微地震監測技術已基本成熟并得到了工業化應用,因此通過實時監測非常規油氣大容量水力壓裂效果,計算壓裂裂縫延展空間及儲層改造體積,進而達到提高壓裂效益和優化壓裂參數的效果。⑦巖石組成分析。在結合地震與鉆測井資料的基礎上,通過目的層巖石物理模量反演,預測頁巖有機質含量、膠結物類型及含量、巖石脆性等重要參數。
1幾個相關技術問題的探討
1.1巖石物理
巖石物理是使用地震信息表征儲層的工作基礎。所有的儲層表征工作都是通過建立一些基本的巖石物理關系,如縱橫波速度、密度、各種彈性模量與不同巖性、埋深之間的關系,來探討它們是如何影響地震振幅變化的,而后有根據地利用地震信息去預測巖性及其含油氣性。如果這項工作沒有做扎實,有時地震信息會給出多解,從而導致地震預測的錯誤。目前對巖石物理認識得比較粗淺,需要大力加強。利用地震屬性預測儲層(包括波形聚類、神經網絡等技術)[31-34],特別需要巖石物理研究的指導。簡單利用某種地震屬性預測儲層與含油氣性,有成功也有失敗,關鍵在于沒有搞清楚巖石物性與地震屬性之間的關系,從而造成地震屬性預測儲層的盲目性。目前普遍應用的疊后地震聲阻抗反演技術,本來是一項很好的技術,如果應用得當,會有很好的地質效果,但如不加以分析,僅簡單利用聲阻抗的異常來預測巖性與含油氣性,特別是中、深層儲層地震預測中,就會出現很多錯誤情況,究其原因就是缺乏巖石物理分析,對聲阻抗的應用有誤區。
1.2疊前反演
疊前反演方法和技術起源于國外,目前在國內仍然是一項很時髦的技術[14-15],用于研究儲層和預測油氣。在預測油氣方面,實際上主要是用來檢測天然氣的,而且有較嚴格的應用條件,不是所有的地震資料都可以做疊前反演的,需要認真地做好相對振幅保幅處理,信噪比要高。在疊前反演之前首先需要進行先導性分析(如資料品質、AVO),如果資料品質差,沒有AVO反映,則無法進行疊前反演;其次,需要查看是否有測井的橫波資料,如果沒有,則很難生成一個可信的橫波資料,也就不能進行疊前反演。總之,不要隨便、任意地推廣疊前反演。當然,對蘇里格氣田的疊前反演是有效的[14],因為它檢測的是天然氣,而且地震資料比較符合疊前反演的要求。大量井資料精細的巖石物理分析表明,蘇里格氣田敏感彈性參數為縱橫波速度比;同時,利用多個相關彈性參數交會解釋,可以有效降低單一參數預測的多解性(圖8)。對于疊前反演技術,需對數據處理提出新的更高的要求。鑒于目前對疊前時間偏移或疊前深度偏移如何進行更好地保幅還沒有很好的解決辦法,因而這給疊前反演技術的應用帶來了挑戰。
1.3裂縫預測
非常規油氣儲層以及碳酸鹽巖儲層都需要進行裂縫預測,這項技術是當前世界性的技術難題。儲層裂縫在地震的宏觀尺度上不易發現,因而給解釋人員帶來挑戰。相干體、方差體、各種曲率體、玫瑰圖(預測地應力方向)等都是比較適用的裂縫預測技術[29,,31-35],在許多地區都見到了較好的應用效果,但還需要進一步深化研究,尤其要進行半定量到定量化的地震裂縫預測;另外,關于裂縫帶的油氣開采,也是個難題,目前國內成功的例子較少。利用疊前方位角道集,根據遠偏移距的振幅隨方位角的變化情況,觀察橫波分裂現象和地應力方向,從而預測裂縫的發育方向。這項技術需要進行野外寬方位角采集、室內高質量振幅保護處理,才能達到較好的應用效果。如果不考慮實際資料情況,隨便運用現有的地震數據就開展疊前方位角道集的研究,會產生很大的技術和成果風險。
1.4油氣檢測
目前油氣檢測的方法較多,如振幅變化(如亮點、平點)、時頻分析、高頻衰減與低頻共振、彈性阻抗反演等,成功的例子也不少。但目前還沒有一個通用方法去預測油氣,每個工區都有自己的適用條件。最根本的原因是不同工區具有不同的巖石物理條件。因此,需要針對具體的地質目標,探究巖石物性及其含油氣性是如何影響地震振幅與頻率等屬性的。如果不加具體分析,只是簡單地利用振幅和頻率的變化來預測油氣,其結果往往不。目前,還需進一步加強理論與實踐的結合,其中一個重要的方向就是發展多信息相結合的綜合油氣檢測技術。
1.5地震成藏學
羅群和黃捍東2009年提出了“地震成藏學”[12]。其主要內容是以地震信息為主要依據,結合鉆井、測井、地化和地質等資料,運用現代油氣成藏理論的原理、方法,來研究復雜油氣藏的形成機理,恢復其形成過程,預測其分布空間,為復雜、隱蔽油氣藏的高效勘探提供了一個全新的“地震地質一體化”、“采集—處理—解釋一體化”、“勘探—開發一體化”和“理論—技術一體化”研究思路。地震成藏學是一門新興的邊緣學科,具有獨特的理念、觀點及系統知識體系,是對地震信息及成藏理論的進一步豐富和發展,有較大的實用價值。它實際上不是一門理論學科而是有關技術方法的學科,其基本內容、架構剛剛提出,技術方法的應用及歸納也處于起步階段,還很不成熟,有待在實際工作中進一步豐富和完善。
2石油地震地質學技術方法新進展
中國地震技術的發展大體可分為3個階段:①20世紀70年代初期以前為初始地震時代,主要使用光點地震儀,人工解釋,手工勾繪構造圖;②20世紀70年代初期開始發展多次覆蓋與三維地震,使用的地震儀從模擬進入到數字型,解釋工作為人機交互式計算機解釋;③近年來,由于地震儀器多道化等技術的發展,地震采集技術有了明顯進步,進入了高密度采集和由單方位角采集再到寬方位角采集進而發展到多方位高密度采集的高精準度三維地震時代,從本質上大大改善了地震信息的“歸位”問題。因此,石油地震地質學解釋技術方法也應有相應創新,解決的地質問題也將由以構造沉積研究為主轉為涉及油氣勘探開發的所有環節。
2.1地震解釋技術新流程
以前習慣性的做法是解釋人員在開始工作之前先將處理的資料(成果帶)及其他有關地質、測井等資料加載到工作站上,再開始解釋工作。現在則加載處理的純波帶,然后解釋人員做疊后修飾工作,之后做構造導向濾波,再做相干體等屬性的處理。其優點是有助于復雜構造地區的解釋。這程將提高資料的信噪比,更符合解釋需要,應多加推廣。當然,如果是進行沉積研究或儲層表征,則不必做構造導向濾波。
2.2巖石物理研究
最近解釋人員已普遍重視了巖石物理研究工作,一般在儲層表征等工作之前都做一些巖石物理的分析,但如前所述,仍有許多問題值得我們探討,不容忽視。未來,室內的巖石物理研究應 成為地震勘探的一項重要基礎研究工作,不僅是儲層表征的基礎,也是引領地震采集和處理技術發展的基礎。
2.3地質構造建模
庫車鹽卷入逆沖構造的應用效果很好,說明地質建模對解釋工作非常重要。實際上解釋工作從來就是在建模過程中完成的,貫穿于解釋工作的始末。從解釋工作之初到最終完成,就是建模的迭代完善到模型的最終確認過程,即初始模型的建立—模型的不斷修改—模型的最終完善。今后,不僅針對復雜構造的解釋,同時對其他的如碎屑巖、碳酸鹽巖古巖溶、礁灘、煤層氣、頁巖氣等儲層的表征都需要推廣這一研究方式。
2.4深度域解釋
快速、大容量計算機的發展為疊前深度域處理提供了很好的條件。疊前深度偏移資料對認識復雜構造將會有很大幫助,相應的深度域地震資料解釋技術的研發和應用將會促進地震構造解釋精度的繼續提高。
2.5全三維可視化“體”解釋
計算機圖形、圖像技術的發展,使我們擁有了功能齊全、方便可行的全三維可視化“體”解釋軟件,目前已得到推廣,應用效果很好。目前解釋目標大都限制在較小的范圍內,如針對儲集層“體”和復雜斷塊的解釋。今后可以在一些富油凹陷大連片三維地震資料的基礎上,進行大區域或整個富油凹陷“體”的解釋,從而精細刻畫富油凹陷沉積、構造情況,為老探區尋找油氣勘探新領域、新目標提供依據;同時,也可為開發地震建立靜態與動態模型提供技術支持。
2.6三維重磁電
地震技術的產生與發展一直是與重磁電技術相伴和互為依存的。在三維地震技術的啟發與引領下,重磁電技術也走上了三維。最近幾年,在針對一些地震難以解決的地質問題(如極復雜構造的地質建模)時,三維重磁電發揮了很好的作用。其中對火山巖以及其他特殊地質體(如洪積、塌積巨厚大礫巖)的識別與表征等都顯示了三維重磁電技術的優勢和重磁電震聯合解釋的威力[21]。最近對干擾地震資料處理成像并造成錯誤解釋的庫車大北地區第四系和新近系五千多米厚的洪積大礫巖重磁電三維解釋就是一個很好的例證。在三維重磁電資料的基礎上,結合地面露頭、鉆井、地震等資料運用多種方法初步解釋礫石層的分布、巖性變化等,然后將三維重磁電法資料與地震在同一平臺上進行聯合反演,從而得出電法與地震同相軸深度域的融合剖面,最終詳細劃分了第四系與新近系礫巖以及巖性、巖相變化情況,為大北地區的地震資料處理與解釋提供了依據。這種三維重磁電資料與地震在同一平臺工作并給出相同尺度解釋成果是重磁電技術一個劃時代的進步,也是重磁電技術步入新時代的良好開端。
3展望
石油地震地質學是一邊緣學科,近來來發展迅速且已具有相當規模,幾乎深入到油氣勘探的每個領域,在國內外油氣勘探中發揮了重要作用。石油地震地質學也已初步進入到油氣開發和非常規油氣研究領域。雖然在油氣開發上基本停留在提供靜態模擬階段,但這已經是一個良好的開端。隨著地震技術的快速發展和解釋水平的相應提高,石油地震地質學將會繼續發展和豐富其技術內涵,提升成果精度,為拓寬油氣勘探的新領域、促進發現老油田的剩余油挖潛和非常規油氣的勘探以及提高油氣采收率提供有力的地震地質成果保障。