二维地震勘探技术在青海省八宝山地区页岩气勘探中的应用

二维地震勘探技术在青海省八宝山地区页岩气勘探中的应用

马玉忠1,2,聂贵全1,2,王万庆1,2,马晓萍1,2

1.青海省第四地质勘查院，青海 西宁 810029；2.青海省页岩气资源重点实验室,青海 西宁 810029；

摘要：为查明青海省八宝山地区页岩气目的层的空间展布和形态，在该地区通过开展二维地震勘探工作，研究了八宝山盆地的结构、区域构造样式、地层层序，三叠系八宝山组泥页岩的分布特征、埋藏深度、地层厚度以及与其有关的构造格架、构造发育史等。结果表明：八宝山地区地覆构造展布为两个构造层系，中三叠系以下为早期的挤压构造结构，中三叠系以上为后期的沉积盆地，页岩气勘探有利层段为地震强反射同相轴连续段。可见二维地震勘探技术在八宝山盆地页岩气甜点区预测中能够取得较好的应用效果。

关键词：八宝山盆地；二维地震勘探技术；页岩气勘探；泥页岩

近年来，继美国在页岩气勘探开发方面取得了突破后，中国在焦石坝、威远气田等的志留系（龙马溪组）、寒武系（九老洞组）等海相沉积页岩气也进入了大量钻探开采期[1]。青海八宝山地区页岩气勘查始于2014年，主要针对三叠系八宝山组暗色岩段进行评价。在八宝山地区通过开展二维地震勘探和广域电磁法工作，查明了八宝山盆地的结构、区域构造样式、地层层序，了解了泥页岩的分布特征、埋藏深度、空间展布以及与其有关的构造格架、构造发育复杂程度、性质、延伸等情况，并预测了页岩气甜点区[2-3]，为下步页岩气压裂工作提供了依据。

1  八宝山地区地质条件

研究区山系属东昆仑布尔汗布达山系，海拔一般4000～5200m，比高600～1200m，山脉走向近东西向，整体地形北高南低。研究区内季节性河流以西南、北东向为主，一年大部分时间均有流水，每年五、六月份冰雪融化，河谷内还有大量的溶冰水。

1.1 构造特征

研究区位于东昆仑东段、昆中及昆南断裂之间，构造线方向以近东西向为主，全区分为东西两个坳陷及中部隆起区，其中东部坳陷分为南北向两个凹陷。断裂构造主要发育在研究区南北两侧，元古界老地层与侏罗系、三叠系呈断层接触，断层性质皆为逆断层。

1.2  地层特征

研究区内地层主要出露中-晚元古代、三叠纪、侏罗纪、新近纪及第四纪地层。

中-晚元古代主要分布于研究区北部，为一套低级区域变质的碎屑岩、火山岩及碳酸盐岩，属活动型沉积。三叠纪广布研究区，沉积环境较复杂，沉积类型多变，厚度巨大。侏罗纪主要分布于研究区东-中部一带，八宝山一带侏罗纪地层产状平缓，构成一北东向开阔向斜构造，与下伏晚三叠世八宝山组呈平行不整合接触。新近纪研究区零星分布，与下伏八宝山组、羊曲组地层呈断层接触，其上被第四纪地层不整合覆之。第四纪地层区内第四纪分布广泛，成因类型较多。

2  二维地震勘探技术

2.1 地震地质条件分析

八宝山地区断层、褶皱发育，构造复杂，成像难度大，不利于揭示断层体系，细分断层类型及深度，地层倾角变化大，地震波场复杂，有效波、绕射波相互干涉，造成地震资料成像困难。

2.2地震地质勘探

由于受复杂的地形条件和地表特殊岩性等的影响，在八宝山地区开展二维地震工作，地震勘探数据不能真实的反映深部的地质情况，导致有用信息不清，采用特殊的处理技术后，地震勘探技术取得了良好的效果。

2.3 针对性技术处理

2.3.1  IST静校正

本区地表条件：剧烈地表切割，高程起伏大，近200m厚大套砾岩发育，激发接收条件差。受近地表影响原始记录初至发生扭曲变形现象，IST静校正后得到明显改善，原始粗叠加剖面几乎看不到地层有效反射，IST静校后能见到地层有效反射。复杂地表条件下低信噪比地震资料，采用初至静校正与IST静校正组合的方法可以有效地消除复杂地表对目标地层反射成像的影响，八宝山二维地震资料处理应用此方法较好改善了页岩气目标侏罗纪、晚三叠纪地层的反射成像。

2.3.2  HVA沿层速度分析

采用HVA沿层速度分析可以有效消除高、低速速度异常体对地震反射成像的影响，使页岩气目标反射准确成像。应用HVA沿层速度分析，消除了侏罗纪大套砾岩高速体对下伏

晚三叠纪地层反射成像速度的影响。

3 资料解释推断成果

3.1  页岩气地震识别及地震地质层位标定

结合八页2井测井解释显示八宝组上、下段有多个储层发育段，主要储层段在地震剖面上表现为中强的波组特征。页岩是在海陆相向斜稳定沉积的岩石，这种多波组特征也说明了该区是一个多旋回的陆湖相页岩沉积区，页岩的范围和厚度与中强的波组特征密切相关，利用侏罗系底界层拉平技术来恢复古地貌环境及沉积相变，分别拾取上储层段和下储层段对应的中强反射波组[4]。八宝山地区八页2井声波曲线完整，曲线数据量纲比较标准，地震地质层位标定可靠。从井的合成记录标定地质层位图上，声波合成地震记录与井旁地震道所对应的各反射层的波形特征、波组关系一致，说明地质层位标定准确可靠。

3.2  地震识别断层展布特征

测区受到构造应力挤压形成逆冲断层，主要三个方向的断裂系统为北西向的F2号、北东东向F1号、北东向F3、 F4号逆断层是控制沉积盆地构造形态变化的主要断层，在测区东南边的F3-1、F5、 F4-1号逆断层控制盆地东南角构造的变化，断层走向仍呈多向性，纵向上靠近基底的断层发育，接近地表断层减少。

3.3  页岩气有利区解释成果

在低信噪比地区页岩气地震响应特征受到地震成像的影响，但页岩层的地震响应特征比较清楚，中强反射同相轴特征明显。在高信噪比地区页岩气地震响应特征比较清楚，龙马溪组优质页岩顶部在波谷反射中，底部为一强波峰反射。页岩储层段表现为中强的波组特征，页岩的范围和厚度与中强的波组特征密切相关。

页岩气有利区主要在盆地底部靠东的范围内，有利区上储层段范围面积为124km2（图1）、在2线至8线之间，有利区下储层段范围面积为200km2（图2）、在八页3井以东至八页1井之间。

图1  页岩上储层段有利区平面分布图

Fig.1 A plane distribution map of the favorable area in the upper shale reservoir section

图2  页岩下储层段有利区平面分布图

Fig.2 A plane distribution map of the favorable area in the lower shale reservoir section

4  应用效果分析

通过在研究区内开展二维地震勘探，基本查明了工区地下构造形态，区内主要为一向斜构造，呈近东西向展布，向斜核部地层保存完整。地面出露中-下元古界、中生界三叠系、侏罗系、新生界新近系及第四系地层，目的层埋深较浅。利用二维地震技术基本探明了研究区页岩气储层的厚度分布特征，八宝山组页岩平均厚度约200米，向斜北翼和东翼有剥蚀，向斜核部相对较厚，最大厚度450米，向两翼逐渐减薄，总体上有自向斜核部向两翼变薄的趋势，区内八宝山组TOC平均值为2.9%，满足勘探需求，利用地震属性，分析保存条件，结合目的层地球化学条件、地层厚度、埋藏深度等，经过综合分析认为，八宝山组有利区位于向斜核部，面积328Km2。八宝山组埋藏较浅，有利于进行勘探开发，二维地震勘探在该研究区取得了良好的地质效果。

5  结论

  由于受复杂的地形条件和地表特殊岩性等的影响，在八宝山地区开展二维地震工作，地震勘探数据不能真实的反映深部的地质情况，导致有用信息不清，采用特殊的处理技术后，该方法取得了较好的效果：

    1、八宝山地区陆相沉积地层层序正常，盆地沉积于基底属于较大型的挤压褶皱之上，在陆湖相多旋回沉积中，地震强反射同相轴范围是有利页岩气勘探区，页岩气勘探层段为地震强反射同相轴连续段。

2、通过对该区低信噪比的页岩气波组特征的初步认识以及地震属性分析，评价出了页岩气勘探的有利范围。

参考文献

[1] 张金川，姜生玲，唐玄，等.中国页岩气富集类型及资源特点[J].天燃气工业，2009,29（12）:109-114.

[2] 王万合.页岩气地震勘探技术研究[J].黑龙江科技信息，2014（14）:120—121.

[3] 邹才能，董大忠，王社教，等.中国页岩气形成机理、地质特征及资源潜力[J].石油勘探与开发，2010,37（6）：641-653.

[4] 姚姚.地球物理反演基本理论与应用方法[M].武汉：中国地质大学出版社，2002.