页岩气藏地震预测技术调查报告样本.doc

页岩气藏地震估计技术调研王 强目录一、国外页岩气勘探开发觉实状况.（1）二、中国页岩气勘探开发觉实状况.（3）三、页岩气藏地质特征.（5）四、页岩气勘探标准.（6）五、页岩气藏勘探目标.（7）六、页岩气藏地震估计技术.（7）1.泥（页）岩地层裂缝地质特征.（8）2.页岩气藏地震估计.（9）3.泥页岩裂缝发育带地震估计.（10）1）基于地震结构解释和沉积分析裂缝估计.（10）2）叠后地震属性裂缝估计.（11）（1）相干分析法裂缝估计.（11）（2）方差分析法裂缝估计.（13）（3）边缘检测分析法裂缝估计.（13）（4）传统地震属性分析法裂缝估计.（17）（5）沿层结构属性分析法裂缝估计.（19）（6）地震曲率分析法裂缝估计.（19）（7）分频属性分析法裂缝估计.（23）（8）吸收系数分析法裂缝估计.（26）（9）层间地震信息差异分析法裂缝估计.（27）（10）地震估计压力分析法裂缝估计.（28）3）叠前地震属性裂缝估计.（30）（1）AVO分析法裂缝估计.（31）（2）AVA（振幅随入射角改变）分析法裂缝估计.（32）（3）FVO分析法裂缝估计.（33）4)方位地震P波属性裂缝估计.（33）（1）AVA（方位AVO）分析法裂缝估计.（34）（2）VVA分析法裂缝估计.（38）（3）IPVA分析法裂缝估计.（41）（4) FVA分析法裂缝估计.（43）（5）AVAZ（即AVOA）分析法裂缝估计.（44）5）多波多分量地震属性裂缝估计.（47）6）地震和测井综合裂缝估计.（50）（1）泥岩裂缝储层特征参数提取和储层特征反演法.（51）（2）BP神经网络法.（52）（3）基于GA-BP理论储层视裂缝密度地震非线性反演法.（53）7）结构正反演裂缝估计.（54）8）结构应力场模拟裂缝估计.（56）9）地震波分形分析裂缝估计.（57）10）裂缝综合估计.（59）（1）数据融合分析法.（59）（2）多个方法估计结果迭合交集分析法.（60）（3）多个方法估计结果优选分析法.（61）4.泥页岩裂缝发育带含气性估计.（61）七、在页岩气藏钻探和开发中应用地震技术.（62）1.基于三维地震解释水平井轨迹设计技术.（62）2.微地震监测技术.（62）八、几点认识和提议.（65）参考文件.（67）伴随中国经济快速增加,对能源需求量越来越大,常规油气已不能满足国民经济发展需要。中国迫切需要新能源来满足中国日益增加能源需求。新能源包含不可再生能源中煤层气(瓦斯)、油砂矿、油页岩、可燃冰、页岩气天然气水合物等和可再生能源中地热、生物燃料、太阳能、风能等。中国新能源资源十分丰富,发展新能源对国家能源安全、环境改善、煤炭安全生产、三农问题等含相关键战略意义。非结构控藏是包含煤层气、页岩气、根缘气、水溶气、水合物等类型在内几乎全部很规机理天然气聚集共同特征，其中,根缘气、煤层气和页岩气勘探开发价值较高,也是现在很规天然气勘探中关键类型。页岩气是以多个相态存在、主体上富集于泥页岩（部分粉砂岩）地层中天然气聚集。页岩气藏中天然气不仅包含了存在于裂缝中游离相天然气，也包含了存在于岩石颗粒表面上吸附气。页岩气和其它类型天气显著差异在于，其含有经典“自生自储”特点。页岩气既能够是生物成因气也能够是热成因气，或是生物成因气和热成因气混合气。页岩气含有煤层气和根缘气在成藏意义上双重特征,吸附机理存在提升了页岩气资源量并延伸了勘探领域,页岩气可能是中国南方地域油气深入勘探关键突破口。一、国外页岩气勘探开发觉实状况1 2世界范围内泥岩和页岩约占全部沉积岩 60%，页岩气资源前景巨大，其资源量为，关键分布在北美、中亚、中国、拉美、中东、北非和前苏联。页岩气研究开始于美国，美国第一口工业性天然气钻井（1821年钻至8m深度时产出裂缝气）就是页岩气井，拉开了美国天然气工业发展序幕。到1926年时，发觉东肯塔基和西弗吉尼亚气田（泥盆系页岩）已成为当初世界上最大天然气田。从1980年开始，美国天然气研究所开始对东部页岩气进行系统研究，关键目标是摸清页岩气分布规律并进行资源潜力评价,不停地发觉新页岩气田并深入提升页岩气产量、储量，随即页岩气勘探和研究快速向其它地域扩展,页岩气研究全方面开展。美国现在已在密西根、阿巴拉契亚、伊利诺斯、威利斯顿、沃斯堡、圣胡安、富特沃斯、阿纳达科、阿科马、路易斯安娜等多个盆地中发觉并开采了页岩气（见图1），在1981年至1999年期间，美国页岩气钻井总数超出了 2.8万口，时已超出了 3.95万口，页岩气年产量逐年递增。1998年，美国页岩气产量占到了干气总产量 1.6%，为全美探明天然气储量2.3%。，美国页岩气产量占其天然气总产量4.5%，现在已达成10%左右。由美国近几年很规气产量增加趋势图（见图2）可知，页岩气产量成指数增加，是现在经济技术条件下天然气工业化勘探开发关键领域和目标。图1 美国页岩气盆地分布图 （据潘仁芳，）图2 美国很规气产量增加图 （据潘仁芳，）另外，加拿大也已经开始了页岩气勘探开发，并取得了一定效益。现在美国和加拿大页岩气勘探开发正处于快速发展阶段。二、中国页岩气勘探开发觉实状况3中国页岩气资源丰富，资源量达成1001012m3（Rogner，1997），约为常规天然气量两倍,含有良好勘探前景。和美国页岩气发育盆地对比发觉，在四川、鄂尔多斯、渤海湾、松辽、江汉、吐哈、塔里木和准噶尔等盆地均存在区域页岩气成藏地质背景和条件。依据地质背景，可将中国页岩气发育区大致划分为南方、中东部（华北东北）、西北及青藏等四大地域（见图3）。图3 中国潜在页岩气发育区分布图 （据张金川，）中国南方从震旦纪到中三叠世，发育了面积达200104km2海相地层，形成了8套以黑色页岩为主烃源岩层系其中下寒武统、上奥陶统（五峰组）下志留统（龙马溪组）、下二叠统、上二叠统等4套烃源岩是区域主力烃源岩。将这几套地层和美国东部对比可知，在结构运动强度、页岩形成时代上含有相同性。这4套地层分布广、厚度大，有机质含量高，是南方最有利页岩气勘探层位。四川盆地含有和美国经典盆地相同地质条件和结构演化特点，均属于古生代发育海相沉积盆地，含有较大页岩气勘探前景。现在中国南方页岩气勘探程度还很低，井浅数量少，只有少数井钻遇了寒武系和志留系。这在认识上还有缺憾。仅仅在四川盆地部分地域发觉有一定规模气田，其它地域勘探基础还是空白。同时，中国南方页岩普遍为有机质含量高黑色页岩，含有埋深浅、面积大、层厚等特点，最大厚度超出1400m。调查表明，中国黑色页岩分布十分广泛，南方、鄂尔多斯、吐哈、茂名和抚顺等地域页岩和油页岩，全部富含有机质。中国南方是页岩气勘探开发有利首选区域，四川盆地、鄂西渝东及中下扬子地域是平面上分布有利区。四川盆地上三叠统须家河组煤系，煤岩瓦斯含量低，有利页岩气成藏。 有利区块有二：一是川西南威远背斜周缘及川南之北段区块；二是米仓山前缘，目标层埋藏较浅。油系泥质烃源岩有利页岩气成藏层系是下侏罗统，有利区块在川东北、川北有机质成熟度高高陡结构翼部及盆地边缘浅埋带。在大巴山靠盆地一侧，江南古陆西北缘，其有机质成熟度有降低趋势，不失为页岩气成藏有利地带4。四川盆地威远地域九老洞页岩、灯影组页岩和泸州地域下志留统龙马溪页岩，其有机质丰富、厚度大，含有页岩气成藏条件。其中威远地域、阳高寺和九奎山158口井在复查中普遍见显示。尤其是1966年完钻威5井，钻遇九老洞页岩段发觉气浸和井喷，后测试产气量为2.46104m3d。教授认为，上述两个地层页岩气资源潜力应该在（6.88.4）1012m3，相当于四川盆地常规天然气资源总量5 中国南方广大地域分布志留系地层中,发育大套黑色页岩,有机碳含量大多达10% 15%,演化程度较高,可形成泥(页)岩气资源潜力相当可观,华南褶皱带和秦岭褶皱带、扬子准地台均是勘探有利区域。另外,松辽白垩系、渤海湾盆地、江汉盆地第三系、四川盆地中生界、南华北、柴达木和酒泉盆地均含有一定泥(页)岩气。在华北-东北地域，页岩气更可能发生在主力产油气层底部或下部，区域上古生界、鄂尔多斯盆地中古生界、松辽盆地中生界、渤海湾盆地埋藏较浅古近系等。泥页岩累计厚度在50m之间，平全部有机碳含量为1.02.0，局部平均只可达4.0，对应有机质成熟度改变较大。在西北地域，页岩气大部分分布在中生界（侏罗系及三叠系等）和盆地边缘埋藏较浅古生界泥页岩中。西北地域页岩有机质含量平均值普遍较高，成熟度改变范围也较大。青藏地域地表环境即使较差，但中古生界你页岩地层厚度大，有机质含量高，有机质演化成熟度适中，也是页岩气发育有前景地域。现在中国页岩气勘探进展情况：8 月 17 日綦江页岩气开发项目开启.标志着中国正式开始新型能源页岩气勘探和开发。该项目是一条以綦江为起点，经万盛、南川、武隆、彭水、黔江、酉阳、秀山勘探路线。BGP239-2211联队负担云南彝良小草坝赫章工区页岩气项目二维地震勘探采集工程，于4月19日圆满完成。BGP2202队负担四川筠连沐爱地域昭通页岩气沐爱三维地震勘探项目于2月开启，这是中国首个页岩气三维地震勘探项目。5月5日，BGP综合物化探事业部四川筠连页岩气非地震勘探项目开启。三、页岩气藏地质特征6页岩气藏是指以连续生物作用为主或经过热成熟作用及二者结合作用生整天然气在烃源岩中聚集，含有以下成藏要素和地质特征：1.页岩气藏烃源岩多为沥青质或富含有机质暗色、黑色泥页岩和高碳泥页岩类。形成“自生自储”式油气藏,烃源岩厚度必需超出有效排烃厚度，依据美国页岩气藏烃源岩厚度估量：美国5大页岩气藏页岩层厚度为30-600m 。2.页岩气藏因为页岩本身有效基质孔隙度很低,关键由大范围发育区域性裂缝,或热裂解生气阶段产生异常高压在沿应力集中面、岩性接触过渡面或脆性微弱面产生裂缝提供成藏所需最低程度储集孔隙度和渗透率。3.页岩气藏是“自生自储”式气藏,运移距离极短,其现今保留状态基础上能够反应烃类运移时状态,即天然气关键以游离相、吸附相和溶解相存在。当达成热裂解生气阶段,因为压力升高,若页岩内部产生裂缝,则天然气以游离相为主向其中运移聚集,受周围致密页岩烃源岩层遮挡、圈闭,易形成工业性页岩气藏。天然气继续大量生成,会因生烃膨胀作用而使富余天然气向外扩散运移,故此时不管是页岩地层本身还是薄互层分布砂岩储层,均表现为普遍饱含气性。4.页岩气藏形成于烃源岩层内由致密部分包围裂缝发育区域,和结构位置关系不大，形成通常意义上“隐蔽圈闭”型气藏。假如页岩内部未能产生裂缝系统,则天然气生成后直接向临近致密储层中聚集形成深盆气藏。泥岩(页岩)大量生、排烃能够使本身产生微裂缝,生整天然气以游离、裂缝表面吸附及泥 (页)岩孔隙表面吸附等方法赋存在泥(页)岩中,裂缝-微裂缝发育带是气藏形成有利区域。5.热裂解生气阶段形成页岩气藏常具异常高压,而生物化学生气成藏方法常造成气藏具异常低压,如美国Antrim页岩气藏关键由浅层生物气组成,埋藏深度仅为180-720m,具异常低压。6.页岩气藏分布范围理论上能够和有效烃源岩面积相当,但实际上受很多原因影响。最关键是受裂缝发育部位控制,张性裂隙发育在背斜结构缓翼靠近轴部部分,向斜范围内也存在张性裂隙；其次,只有发育超出有效排烃厚度烃源岩才能在内部形成原地驻留气藏。所以,盆地边缘斜坡页岩厚度合适且易形成张性裂隙,是页岩气藏发育最有利区域；盆地中心区域厚层页岩,在热裂解生气阶段若能形成大面积超压破裂缝,也可形成页岩气藏。在现在经济、技术条件下,可供工业开采气藏关键分布在1802600米 。总而言之，页岩气藏属于隐蔽气藏,其发育需要厚层成熟页岩或煤层充当烃源岩,裂缝充当关键储集空间,自生自储 ,无特定圈闭，气藏内多具异常低压(也可具异常高压)，而且分布广泛。四、页岩气勘探标准1依据页岩气藏主控地质原因及分布规律，页岩气藏勘探总体应遵照以下几大标准 :1.页岩气藏勘探尽可能优先在有机碳含量和热演化程度较高区域进行，尤其是有机碳含量大于2%和镜质组反射率大于0.4%区域，其中再以黑色页岩较发育区域进行优先布署；2.陆相和海相页岩气藏勘探应相互顾及，首先勘探沉积中心区域，在有所发觉条件下，再逐步扩大勘探范围。陆相中湖相和三角洲相是较为有利优先勘探区域。但也还应了解区域内海相海陆过渡相陆相纵向时空改变规律，寻求纵向上追踪勘探；3.裂缝发育区域判定是关键步骤，优选结构转折带、地应力较集中带和褶皱断裂带关键勘探，现今中深级埋藏深度是勘探关键，对海相沉积页岩过大抬升区域要进行侦察性勘探；4.暗色页岩单层厚度通常大于30m较适合勘探，应结合有机碳含量进行综合选择。暗色页岩层流体高势能区是勘探关键，游离页岩气高压异常带应优先勘探，而吸附高压异常带勘探可推后进行，低压异常带勘探要慎重，但也不可忽略低压异常中仍有较大产出能力可能性。在陆相盆地中，湖沼相和三角洲相沉积产物通常是页岩气成藏最好条件，但通常在或靠近于盆地沉降 沉积中心处，造成页岩气分布有利区关键集中于盆地中心处。从天然气生成角度分析，生物气产生需要厌氧环境，而热成因气产生也需要较高温度条件，所以靠近盆地中心方向是页岩气成藏有利区域7另外，在钻探布署时，勿忘裂缝性气田勘探“一占三沿”（即占高点，沿长轴、沿断层、沿扭曲）成功标准4五、页岩气藏勘探目标1.有机碳含量和热演化程度较高、黑色页岩较发育区域，页岩单层厚度通常大于30m 。2.在背斜结构缓翼靠近轴部部分、向斜范围内、盆地边缘斜坡页岩厚度合适易形成张性裂隙及裂缝-微裂缝发育带是页岩气藏发育最有利区域 。3.在暗色泥（页）岩地层中，含有高压或低压异常或流体高势能区是勘探关键 。4.海相页岩发育区、陆相中湖相和三角洲相是较为有利优先勘探区域 。5.靠近盆地中心是页岩气成藏有利区域 。六、页岩气藏地震估计技术和美国早期页岩气藏研究类似,中国研究者通常使用“泥页岩油气藏”、“泥岩裂缝油气藏”和“裂缝性油气藏”等术语对该类气藏进行描述和研究。自20世纪60年代以来,中国陆续在不一样盆地（如松辽、渤海湾和南襄、苏北、江汉、四川、酒西、柴达木、吐哈等）中发觉了工业性泥岩裂缝油气藏。中国传统“泥页岩裂缝性油气藏”概念和美国现今“页岩气”内涵并不完全相同；一是天然气存在相态不一样,从“游离”到“吸附+游离”；二是烃类物质成份不一样，从“油+气”到以“气”为主 。不过，二者之间也有很多相同之处（见表1）3，所以现在页岩气藏地震估计多采取泥岩裂缝油气藏估计方法。表1 经典页岩气和传统泥页岩气裂缝油气异同对比 （张金川）特点泥页岩裂缝油气页岩气共性界定赋存于泥页岩裂缝中油气同时以吸附和游离状态赋存于以泥页岩为主地层中天然气泥岩或页岩地层中寒烃天然气成因热成熟丛生物气到高成熟或过成熟气热成熟气为主介质泥岩或页岩裂缝泥页岩及砂岩夹层中裂缝、孔隙、有机质等泥岩或页岩裂缝赋存相态游离游离 + 吸附游离主控原因结构裂缝各类裂缝、有机碳含量、有机质成熟度等裂缝理论模式岩石破裂理论、幕式理论、浮力理论吸附理论、活塞式和置换式复杂理论岩石破裂理论、复杂成藏理论成藏特点以油为主原地、就近或移地聚集以气为主原地聚集临近或烃源岩内部成藏保留特点良好封闭和保留条件抗破坏（结构运动）能力强合适保留生产特点采收率高，产量递减快采收率低，生产周期长特殊开发技术 1.泥（页）岩地层裂缝地质特征8裂缝包含裂隙、节理和断层。裂缝含有一定延伸长度和宽度，裂缝之间有一定间隔距离.裂缝能够是敞开，也可能是闭合.裂缝中可充满流体，也可能被其它矿物充满。裂缝是夭然形成，也可是人工形成。因为结构力及其它力作用，泥页岩中极易生成裂缝,泥页岩中裂缝生成原因可分为以下两点:第一个是结构及区域地质力形成裂缝，地壳运动使泥页岩地层发生摺曲，从而形成很长裂缝带，能够观察到延伸几十千米长断层裂缝带,结构地质力除了会造成大裂缝之外，还会造成大量细小裂缝；第二种是受物理和化学作用形成，在一定温度和压力下，泥页岩本身脱水、收缩、干裂形成裂缝，这种裂缝多是细小微裂纹。从成因上泥岩裂缝关键存在四种类型裂缝：即结构缝、层间页理缝、成岩收缩缝和异常压力缝。泥页岩所受到力可分为三种:上覆岩石压力，侧向最大应力和侧向最小应力.垂直于岩层上覆岩石压力是最大主应力，平行于岩层侧向最小应力是最小主应力。依据岩石力学分析，裂缝多是垂直于最小主应力，所以泥页岩中裂缝通常是和岩层成直角方向发育，也就是说，大多数裂缝是垂直方向发展。这和电测解释结果是一致，在取出岩心中也观察到垂直于地层裂缝分布，极少有和岩层平行裂缝，平行于岩层裂缝，在上顶岩层压力作用下极易闭合。从泥页岩中裂缝几何形态来看，基础有四种类型，即垂直裂缝（组成HTI介质）、水平裂缝（组成VTI介质）、倾斜裂缝（组成TTI介质）和网状裂缝（见图4）。依据岩芯观察和测井解释发觉大多数裂缝是垂直或近似垂直裂缝。图4 泥页岩储层裂缝地质模型示意图裂缝有一定宽度，细小裂缝宽度是微米级，裂缝长度通常在几十到几百微米，大裂缝宽度是毫米级。裂缝长度在几米到十几千米之间，大裂缝可延长几十千米，小裂缝相互交又组成网状结构，网状结构也可延伸几到几十千米。裂缝间距通常是比较小，大致是在几十到几百厘米之间。裂缝宽度小，间距就小;裂缝宽，间距就大。裂缝分布密度在不一样部位是不一样，在受挤压关键部位密度高达每米几十条，而在翼部可能每千米只有几十条。裂缝不仅是储集空间，也是流体渗流通道。泥页岩裂缝储集层，是指夭然存在、对储集层内流体流动含相关键影响储集层。裂缝储集层能为油、气从基质孔隙流到井眼提供通道。裂缝储集层有孔隙度和渗透率，含有含油、气饱和度。只有相互连通裂缝才是有用。泥页岩裂缝能够是增加储集层渗透性和孔隙度，也可是增加储集层渗透率非均质性。裂缝分布密度、宽度，决定了储集层生产能力。2.页岩气藏地震估计裂缝研究基础应是介质各向异性理论。裂缝是跟油气藏关系比较亲密各向异性。定向裂缝描述特征有四要素：走向裂缝发育方向；密度裂缝发育程度，通常定义为单位体积内裂缝条数；倾角裂缝面倾角；倾向裂缝面倾向。在页岩油、气藏勘探中，寻求和查明裂缝是勘探成功关键。针对泥页岩裂缝探测方法关键有地质分析法（包含岩芯观察法、地质类比法等）、地球物理学法（包含测井方法、地震方法、重力方法）、地球化学勘探方法、结构物理模拟、结构应力场或应变场数值模拟和开发动态分析法等9。和其它类型油气藏勘探开发一样，页岩气藏勘探开发也离不开地震勘探技术，尤其是三维地震技术有利于正确定识复杂结构、储层非均质性和裂缝发育带； 三维地震解释技术能优化井位和井轨迹设计，以提升探井(或开发井)成功率。页岩气藏地震估计关键是利用地震资料针对泥页岩段地层进行裂缝发育带估计和裂缝发育带含油气估计。3.泥页岩裂缝发育带地震估计利用地震波在裂缝介质中传输理论，分析目标层系地震波运动学、动力学响应特征改变，能够估计储层裂缝发育带空间方位及分布密度，这已成为裂缝型储层横向估计一项关键内容。依据地震波传输特征不一样，地震储层裂缝发育带估计有纵波方法（如叠后地震资料估计、叠前地震资料估计）、横波方法（如地震转换波估计、地震多波多分量资料估计）之分10。用地震方法进行裂隙检测方法研究,前后经历了横波勘探、多波多分量勘探和纵波裂缝检测等多个发展阶段,形成了诸如横波地震勘探检测裂缝、转换横波探测裂缝、VSP(垂直地震剖面)法识别裂缝等技术。近几年来,在用纵波地震资料进行裂缝勘探方面取得了长足进步,并开始由以前定性描述向利用纵波资料定量计算裂缝发育方位和密度方向发展11。现在泥页岩裂缝地震估计能够采取泥岩裂缝或其它储层裂缝估计技术，包含：基于地震结构解释和沉积分析裂缝估计；叠后地震属性裂缝估计；叠前地震属性裂缝估计；方位地震P波属性裂缝估计；多波多分量地震属性裂缝估计；地震和测井综合裂缝估计；结构正反演裂缝估计；结构应力场模拟裂缝估计；地震波分形分析裂缝估计；裂缝综合估计。1）基于地震结构解释和沉积分析裂缝估计 这是一个基于成因分析估计方法，它将裂缝估计转化为结构研究、沉积相分析、岩石物性分析、储层厚度估计等，从而间接估计裂缝发育规律。 该方法依据钻井、录井、测井等资料识别出泥页岩层段，经过泥页岩层段顶、底界面地震层位标定和拾取，得到结构图和厚度分布图；利用地震属性分析或地震波形聚类等技术进行地震相分析和沉积相分析。在上述解释结果基础上，分析泥页岩地层厚度大于30米有利沉积相带和分布范围、分析裂缝发育有利结构部位等，揭示和估计裂缝分布和发育规律。沉积相就是沉积环境及在该环境中形成沉积岩(物)特征综合。地质上划分沉积相是依据沉积物理、生物和化学等特征。依据地震相干分析划分地震相，关键依据地震子波波形改变，将该区目标层地震波形进行相干分类，再和已知钻井资料进行对比，然后给予地震属性分类图以合理地质意义。从L42三维区沉积相分布图(见图5)上能够看出在该区发育了3个北东向泥岩裂缝有利沉积相带12。图5 L42三维区沉积相分布图（据苏朝光，）2）叠后地震属性裂缝估计从地震数据中派生多个多样地震属性（Chopra, .），便利地质结构、地层、岩石/流体特征解释。比如，能量、同相轴、频率（优势频率、平均频率、平均平方频率）、最大谱振幅、超出优势频率谱面积、吸收品质因子、频率斜坡下降、频率滤波、瞬时振幅、瞬时相位、瞬时频率、振幅一阶导数、振幅二阶导数、余弦相位、包络加权相位、包络加权频率、相位加速度、薄层指示、带宽、Q因子、数学、位置、缩放百分比、相干性（相同性）、谱分解（FFT、CWT）、三维滤波（低通、拉普拉斯、Prewitt、速度滤波器）、曲率、振幅梯度等。泥页岩地层中裂缝存在造成了多个地震属性改变,测量这些地震属性改变能够进行裂缝估计。常见估计方法包含：相干分析法；方差分析法；边缘检测分析法；传统地震属性分析法；沿层结构属性分析法；地震曲率分析法；分频数据分析法；吸收系数分析法；层间地震信息差异分析法；地震估计压力分析法。（1）相干分析法裂缝估计 当泥页岩地层中存在断层或裂缝发育时，地震剖面上波形特征会发生改变，相干分析技术对断层(或岩性改变带)、裂缝等因紊所引发地震道间改变反应敏感。所以三维地震相干分析可用于断裂系统及储层裂缝发育带估计。LX地域沙三段存在泥岩裂缝油气藏，泥岩裂缝油气藏发育程度不仅和泥岩中矿物成份有直接关系，而且和断层和断裂带相关。所以，细致研究断层和断裂带展布特点是寻求泥岩裂缝油气藏前提。在层位标定基础上，对该区地震资料进行了相干分析，因为相干分析技术对断层或裂缝引发地震相改变反应灵敏，图6较清楚地刻画了该区沙三段断裂和裂缝系统展布规律，该区关键发育了北西向、北东向和东西向断层和部分和泥岩裂缝储层亲密相关但常规解释轻易遗漏细小断层，已钻L42、L48等井均在裂缝周围，在目标层取得了较高产量13。图6 LX地域沙三段泥岩相干分析图（据刘传虎，）利用多属性相干体分析技术能够裂缝进行估计。对相邻地震道地层倾角和方位角进行扫描，把倾角和方位角信息投影到相干体平面图上得到多属性相干体平面图（通常见不一样颜色反图7 多属性相干体平面图（据张昕，） 映地层方位，而用颜色深浅来表示倾角大小）。在多属性相干体平面图（见图7）上，地层方位发生突变地方反应了可能小断层和细微断裂。将全部小断裂解释出来能够深入计算裂缝密度，定量描述裂缝展布14。张广智（）提出了以Cuevelet变换为基础一个估计断层和裂缝发育带方法15。在G 油田A地域目标层裂缝教发育，关键裂缝类型有直立缝、斜交缝和网状缝。在对该地域地震数据体进行基于特征值相干计算得到沿层切片，然后将该数据体进行3个尺度、4个方向Cuevelet变换，得到不一样尺度和含有方向特相干体，经过分析和计算得到断层、裂缝发育带分布图及其走向分布图。图8为由第三、第四尺度数据得到断层、裂缝发育带分布图和走向分布图。断层、裂缝发育带分布图上（见图8左）分辨率较高，清楚地展示出裂缝发育带分布细节，而走向分布图上（见图8右）所展示断层、裂缝发育带走向也十分清楚。经过对估计结果进行综合分析，在结合测井成像资料，能够正确地揭示断层和裂缝发育特征。 （2）方差分析法裂缝估计LX区块是泥岩裂缝发育地域，利用方差分析法进行了裂缝估计16。首先对该工区作层位标定和结构精细解释，正确地确定目标层，在此基础上，读取目标层地震数据,应用属性算法对目标层地震数据进行运算，计算该泥岩目标层段地震波振幅方差。图9是沿目标层顶面向下取一定时窗求得振幅方差平面分布图，在振幅方差平面分布图上，高值区对应于裂缝发育带，且和L48井、L42井、L53井和L7井井中资料反应裂缝基础上也是相符。（3）边缘检测分析法裂缝估计依据裂缝波动方程和试验模拟可知，通常有裂缝是振幅较弱，无裂缝时振幅较强。所以振幅强弱之间肯定有一条界线或过渡带，这条界线或过渡带能反应裂缝带分布。检测裂缝带分布实质就是检测振幅强弱横向分布和改变。应用边缘检测技术能够直观地描述数据中边缘特征,即不连续性。和相干体技术相比,边缘检测技术含有其独特优势,最大优点在于其多尺度特征。现在除采取Roberts算子、Sobel算子、Prewitt算子、Laplace算子和Canny算子等多个常见图像边缘检17外，还有小波多尺度边缘检测、分形边缘检测、模糊边缘检测、最优滤波二阶差分边缘检测、多维边缘检测和基于GHT边缘检测等。小波多尺度边缘检测是一个关键边缘检测方法，它经过选择不一样滤波尺度达成对异常特征正确定位目标。将小波多尺度边缘检测理论和岩石裂缝发育区独特地震波场特征相结合，形成岩石裂缝检测有效方法。用于裂缝检测小波多尺度边缘检测是在三维地震数据切片（如相干数据体切片）上进行。图10a是一个相干体层切片数据，虽可清楚地看出裂缝或断层展布，但难以估量裂缝发育程度。图10b为阀值检测结果，图中边界模糊，定位较粗；图10c为Sobel算子进行检测结果，其边缘连续性较差；图10d为小波多尺度检测结果，对边缘定位精度高，但对噪声响应也较大，且可能检测出部分背景细节边缘。比较图8b和图8d可看出，用小波多尺度边缘检测不仅能去掉短枝和杂散点，而且检测出边缘连续，精度较高18。 图10 多个方法检测裂缝效果对比（据苟量，）(a)振幅切片；(b)阀值检测；(c)Sobel检测；(d)小波对尺度检测 图11 某地域分形边缘检测结果（据黄捍东，）分形边缘检测是一个以迭代函数系统(IFS)理论为基础检测方法。利用岩石裂缝分布不规则、多尺度性,结合地震波场对岩石裂缝多尺度效应,将地震观察数据作为图像,横向改变作为边缘,引入图像边缘检测理论和分形检测算法,把隐蔽在地震图像中且实际存在横向改变检测出来,从而大大提升了地震统计横向分辨率。基于IFS理论对分形图像作压缩后,通常还要对图像作恢复处理。分析图像恢复前、后失真测度,发觉了失真测度和图像边缘之间存在关系,从而推导出分形图像边缘检测方法19。图11是针对某地域3D地震资料进行分形边缘检测结果。图11中颜色分级表示裂缝发育程度,一级表示裂缝发育程度最高,它关键反应断层分布；二级、三级反应小断层和裂缝分布;四级关键反应裂缝。图12 某地域应用快速模糊边缘检测法结果（据迟新刚，）模糊边缘检测方法首先是由Pal和King提出来,它能够更有效地将物体从背景中区分出来，不过此方法运行速度慢。改善一个快速模糊边缘检测方法（IFED）以一个简单线性函数替换复杂函数形式，能够依据图形检测需要切削掉部分中间过渡像素，在更大程度上增强两侧像素对比，确保了模糊增强效果。改善后模糊边缘检测方法在裂缝检测中保留了更多图像灰度信息,所以,检测结果既保留了更多局部裂缝分布特征,又能显著地估计裂缝发育带整体分布特征,而且计算速度比改善前有显著提升。该方法在实际资料处理中取得了令人满意效果。图12为某地域应用该方法进行裂缝检测结果20。最优滤波二阶差分边缘检测实现过程是,首先在一定范围内作平滑滤波,然后检测发生在对应尺度上边缘。经过采取一组滤波,能够分别检测出发生在小范围内灰度改变和大范围上模糊边缘。滤波器选择高斯滤波器，选择了无方向性拉普拉斯算子去作边缘检测。图13给出了应用最优滤波二阶差分边缘检测对储层小断裂成像实例21。图13 应用最有滤波二阶差分边缘检测法对小断层成像（据孙夕平，） 多维边缘检测是Turhan(Tury)Tanar(1999)提出一个边缘检测算法，它基于Mallat边缘检测算法，结构对应小波函数对三维地震数据体F(x,y,t)进行二维小波变换，并将上述方程推广到三维函数，然后变换到小波域。在小波域求出小波函数多尺度解，再将小波域解反变换到时空域重建得到实际Fx(x,y,t)、Fy(x,y,t)和Ft(x,y,t)。利用小波函数多尺度功效分析小波尺度因子大小和裂缝尺度间关系，合理选择小波尺度因子值能够提升地震裂缝估计精度。图14是利用该方法对野外露头裂缝照片进行正演试验结果，从图中能够发觉沿不一样方向进行检测，其结果有显著差异22。图14 野外露头照片模型正演不一样方位多维边缘检测法裂缝检测图（据黄捍东，）(a)露头裂缝照片；(b)横向检测；(c)纵向检测；(d)8个方位检测GHT裂缝检测方法是一个基于广义希尔伯特变换边缘检测方法。该方法首先采取二维保边去噪进行时间域振幅切片去噪处理，然后采取频率域加窗广义希尔伯特变换（GHT），经过优选时窗和阶次进行二维切片边缘检测，不仅有很强抑制噪声能力，而且具很高边缘检测精度，能够有效地进行裂缝发育带识别和估计。图15为基于GHT法裂缝检测结果23。图15 基于GHT法裂缝检测结果（据熊晓军，）（4）传统地震属性分析法裂缝估计泥页岩地层中裂缝存在会造成了地震属性改变，依据对裂缝敏感地震属性改变规律可进行裂缝估计。地震属性种类繁多, Brown(1996)把地震属性归纳为时间、振幅、频率、衰减四大类66种,Quincy Chen(1997)把地震属性归纳为振幅、波形、频率、衰减、相位、相关、能量、比率等八大类91种。.从地震属性实际应用看，依据不一样研究目标、层系、岩性改变,结合地震属性地质意义划分为：振幅统计类、频(能)谱统计类、相位统计类、复地震道类、层序统计类。可用于识别断裂、缝（洞）传统地震属性有：振幅统计类（瞬时振幅、振幅总量、相邻峰值振幅之比、均方根振幅、平均振幅、平均绝对振幅、最大峰值振幅、平均峰值振幅、最大谷值振幅、最大峰值振幅）；频(能)谱统计类（瞬时频率、主频、峰值频率、平均能量、能量总体）；相位统计类（瞬时相位余弦）；复地震道类（平均反射强度、平均瞬时相位平均瞬时频率、反射强度斜率）；层序统计类（能量半衰时、正负样点百分比波峰数、波谷数）；相关统计类（相干、相同系数、相关峰态、平均信噪比、相关长度、相关分量）24。在罗家泥岩裂缝储层估计中, 从得到地震属性图上看(见图16)，裂缝发育区表现出相对弱振幅、弱能量、低振幅改变率；椭圆指示部分表现出强振幅、强能量和大振幅改变率异常；从瞬时频率和瞬时主频图上看出,裂缝发育区表现出低频特征;椭圆指示高频率区可能是裂缝不发育区；从频率衰减梯度图上看出,裂缝发育区表现出低衰减特征,这和分频处理得到结果是吻合；椭圆指示高衰减区是裂缝不发育区25。图16 罗家地域沙三段底部泥岩段沿层地震属性平面图（据季玉新，）LX区块是泥岩裂缝发育地域, 对该工区作层位标定和结构精细解释,正确地确定目标层,在此基础上,读取目标层地震数据, 计算该泥岩目标层段地震波主频率。图17是目标层主频率平面分布图，图中高值区对应于裂缝发育带，且和L48井、L42井、L53井和L7井井中资料反应裂缝基础上也是相符16。图17