四川盆地J地区志留系龙马溪组页岩裂缝地震预测与评价
四川盆地下志留统龙马溪组页岩裂缝孔隙定量表征
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关 键词
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四 川 盆地
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四川盆地涪陵南地区奥陶系五峰组—志留系龙马溪组页岩古构造应力场及裂缝特征
第36卷第1期2024年1月岩性油气藏LITHOLOGIC RESERVOIRSV ol.36No.1Jan.2024收稿日期：2023-07-25；修回日期：2023-09-01；网络发表日期：2023-11-13基金项目：中国石油化工股份有限公司科技项目“白马地区常压页岩气富集高产机理与目标评价”（编号：P21087-1）资助。
第一作者：包汉勇（1981—），男，博士，研究员，主要从事油气勘探开发综合研究工作。
地址：（430223）湖北省武汉市东湖高新区大学园路18号勘探开发研究院。
Email ：**********************。
文章编号：1673-8926（2024）01-0014-09DOI ：10.12108/yxyqc.20240102引用：包汉勇，刘超，甘玉青，等.四川盆地涪陵南地区奥陶系五峰组—志留系龙马溪组页岩古构造应力场及裂缝特征［J ］.岩性油气藏，2024，36（1）：14-22.Cite ：BAO Hanyong ，LIU Chao ，GAN Yuqing ，et al.Paleotectonic stress field and fracture characteristics of shales of OrdovicianWufeng Formation to Silurian Longmaxi Formation in southern Fuling area ，Sichuan Basin ［J ］.Lithologic Reservoirs ，2024，36（1）：14-22.四川盆地涪陵南地区奥陶系五峰组—志留系龙马溪组页岩古构造应力场及裂缝特征包汉勇1，刘超1，甘玉青1，薛萌2，刘世强2，曾联波2，3，马诗杰2，罗良2（1.中国石化江汉油田分公司勘探开发研究院，武汉430223；2.中国石油大学（北京）地球科学学院，北京102249；3.北京大学能源研究院，北京100871）摘要：通过岩石力学实验、声发射实验和地震资料综合解释，利用有限元数值模拟方法，对涪陵南地区奥陶系五峰组—志留系龙马溪组海相页岩古构造应力场进行了数值模拟，并结合岩心实测结果，预测了构造裂缝的发育特征。
四川盆地及周缘地区五峰—龙马溪组页岩气概况及前景评价
１ １ 厚 度 与 有 效 厚 度 平 面 分 布 特 征 ．
受加里 东运 动 的 影 响 ， 留纪 末 期 发 生 大 规 志 模构 造隆 升剥蚀 作 用 ， 中上 扬 子 地 区形 成 大 在 古 隆起—— 乐 山 龙 女 寺 古 隆 起 和 黔 中古 隆 起 ， 顶 部志 留系被 剥蚀 掉 ， 如威 远 地 区龙 马 溪组 残 厚 ０ ８ ～１ ７ｍ。龙 马溪组 环 古 隆 起 分 布 ， 乐 山 龙 由
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２１ ０ ２年 ４月
［ 章 编 号 ］１７ ７７ ２１ ）２０ ７ ６ 文 ６ 卜９ ２ （ ０ ２０ １ ６０
四川 盆地 及 周缘 地 区 五 峰一 龙 马溪 组 页 岩气 概 况 及 前 景 评价
万 洪程 孙 玮 刘树 根 冉 波 叶碉 豪 王 世 玉 罗 超 田梦娜
探 的 主 要 目标 区 ， 巴 山前 缘 是 未 来 勘 探 的 潜 在 有 利 区。 大
［ 关键词］五峰 一龙马溪 组； 页岩气 ； 四川盆地
［ 类 号 ］ＴＥ ３ ． 分 ｌ２ ２ ［ 文献 标 志 码 ］Ａ
四 川 盆 地 及 周 缘 地 区 下 古 生 界 最 有 利 的 页 岩
一
般 为 ２ ￣ ８ ０ ０ｍ。有 机 碳 质 量 分 数 ＞ １ ， 腐 泥 型 Ｉ型 干 酪 根 ， 属 一般 Ｒ ＞ ２ 。黑 色 页 岩 段 。
为 海 侵 至最 大 海 平 面 时 的沉 积 产 物 ， 现今 埋 藏 较 浅 ， 地 内川 南 地 区埋 深 １ ５ ３ｋ 鄂 西 渝 盆 ． ～ ｍ， 东 地 区埋 深 １ ５ ３ｋ ． ～ ｍ。 川 东 及 鄂 西 渝 东 过 渡 带 埋 深 ２ ３ ５ｋ 的 黑 色 页 岩 段将 是 页 岩 气 勘 ～ ． ｍ
四川盆地志留系龙马溪组页岩与美国盆地石炭系Barnett组页岩
地质通报GEOLOGICAL BULLETIN OF CHINA第30卷第2~3期2011年3月Vol．30，No s ．2~3Mar.，2011美国Fort Worth 盆地为前陆盆地，石炭系Bar -nett 页岩是一套碎屑岩和碳酸盐岩混合沉积，主要由黑色页岩、黑色钙质页岩、泥灰岩、黑色白云质页岩和黑色含磷质页岩5种岩性构成[1-2]。
盆内Barnett 页岩覆盖面积约1.29×104km 2[3]，最大厚度可达305m ，平均厚度76m [4]，埋深为1982～2592m [5]，可采天然气地质储量达(0.85～1.24)×1012m 3[2，6]，页岩气产量超过0.99×108m 3/d [3]。
四川盆地是一个叠合盆地，构造和沉积演化较Fort Worth 盆地复杂，志留系龙马溪组也是一套碎屑岩和碳酸盐岩混合沉积，岩性四川盆地志留系龙马溪组页岩与美国Fort Worth 盆地石炭系Barnett 组页岩地质特征对比曾祥亮，刘树根，黄文明，张长俊ZENG Xiang-liang,LIU Shu-gen,HUANG Wen-ming,ZHANG Chang-jun成都理工大学/油气藏地质及开发工程国家重点实验室，四川成都610059State Key Laboratory of Oil and Gas Reservoir Geology and Exploitation/Chengdu University of Technology,Chengdu 610059,Sichuan,China摘要：从沉积学、地球化学、生烃演化、构造演化等方面，对美国Fort Worth 盆地石炭系Barnett 页岩和四川盆地下志留统龙马溪组页岩进行了对比性研究，发现四川盆地志留系，特别是川南志留系页岩气具有较好的勘探前景。
2套烃源岩共性与个性共存，具有相似的沉积背景、厚度、有机质类型（Ⅰ~Ⅱ1）和生烃演化史。
四川盆地东部地区下志留统龙马溪组页岩储层特征
四川盆地东部地区下志留统龙马溪组页岩储层特征刘树根;马文辛;LUBA Jansa;黄文明;曾祥亮;张长俊【摘要】四川盆地是中国西南部重要的舍油气盆地,在东部和南部地区下志留统龙马溪组页岩广泛发育.在川东南、鄂西渝东地区的勘探井中志留系具有良好的气显示.研究区龙马溪组厚65 -516m,底部为一套海侵沉积的富含笔石的黑色页岩,龙马溪纽向上和向东砂质和钙质含量增加,演变为浅水陆棚沉积.龙马溪组主要由层状-非层状泥／页岩、白云质粉砂岩、层状钙质泥／页岩、泥质粉砂岩、层状.非层状粉砂质泥／页岩、粉·细粒砂岩、钙质结核、富含有机质非层状页岩8种岩相组成.总有机碳含量(TOC)为0.2％～6.7％.有机质以Ⅱ型干酪根为主,R0为2.4％ - 3.6％.页岩中石英矿物含量在2% -93%,主要呈纹层状或分散状分布,主要为陆源碎屑外源成因.龙马溪组页岩岩心孔隙度为0.58% -0.67%.渗透率为0.Ol×10 -3μm2～0.93×10-3μm2.扫描电镜下龙马溪组页岩微孔隙度为2%左右,主要包括晶间孔和粒内孔,孔隙直径为lOOnm～50μm.页岩储层的形成机理主要为有利矿物组合、成岩作用和有机质热裂解作用.龙马溪组与美国Barnett页岩具有一定差异,主要表现在龙马溪组页岩埋藏较深、热演化程度较高、含气量较低、储层较致密、以陆源成因石英为主.对于评价下志留统龙马溪组页岩气勘探前景而言,今后须重点加强针对龙马溪组底部黑色硅质岩系石英成因、成熟度、埋藏史、含气量等方面的研究,以及进行详细的古地貌和古环境恢复.%The Sichuan basin is an oil-bearing and gas-rich basin with extensive development of the Lower Silurian Longmaxi Formation shale in southwestern China. The gas shows in the shale were identified in exploration wells mainly located between southeastern Sichuan basin and western Hubei-eastern Chongqing. The thickness of the Silurian Longmaxi Formation shale ranges from 65 to 516m. The base ofthe Longmaxi Formation shale is graptolite-rich transgressive black shale. Its thickness increases eastward in the study area, similarly as the sand content in the formation, with the latter also increasing stratigraphically upward. The Longmaxi Formation is comprised by eight lithofacies, including laminated and nonlaminated mudstone/shale, dolomitic siltstone, laminated lime mudstone/shale, argillaceous siltstone, laminated and nonlaminated silty mudstone/shale, fine grained silty sandstone, calcareous concretions and nonlaminated shale enriched organic matter. Longmaxi Formation contains 0. 2% to 6. 7% of organic carbon (TOC). The organic matter is overmature, with Ro 2.4% ~3.6% and dominated by type II-kerogen. Quartz silt, which is the second important component of the shale gas reservoir quality, occurs as laminae and/or disseminated and varies from 2% -93% in the shale. The size of quartz silt ranges from 0. 03 to 0. 05 mm, with terrigenous origin. Porosity measured on core samplesof the shale from the Longmaxi Formation in exploratory wells ranges from 0. 58% to 0.67%. The microporosity observed in the thin sections of the shale is about 2%, and dominated by the intercrystal and intragranular pores, with the pore size ranging from 100nm to 50μm. The formation mechanism of the shale reservoirs includes favorable mineral composition, diagenesis and thermal cracking of organic component There are some differences between Longmaxi Formation shale and Barnett shale in USA. The former is burial deeper, higher degree of thermal evolution, lower gas content, denser, more quartz of terrigenous origin. The prevailing low content of organic matter and highly variable quartz content in theLongmaxi Formation shale suggests there are only marginal conditions for exploration of shale gas resource. However, the high variability in both the content of TOC and quartz in the shale indicates that locally, particularly in the southeastern part of the basin, favorable conditions for shale gas may have developed. More detailed paleogeographic, burial history, gas content and quartz origin studies are needed to better access shale-gas potential of the Silurian Longmaxi Formation shale.【期刊名称】《岩石学报》【年(卷),期】2011(027)008【总页数】14页(P2239-2252)【关键词】下志留统;龙马溪组;页岩气;储层特征;四川盆地东部【作者】刘树根;马文辛;LUBA Jansa;黄文明;曾祥亮;张长俊【作者单位】油气藏地质及开发工程国家重点实验室,成都理工大学,成都610059;油气藏地质及开发工程国家重点实验室,成都理工大学,成都610059;Geological Survey of Canada-Atlantic, Dartmouth. N.S. & Earth Science Department, Dalhousie University, Halifax, Nova Scotia B3H3J4;地质勘探开发研究院,中国石油川庆钻探工程有限公司,成都61005l;油气藏地质及开发工程国家重点实验室,成都理工大学,成都610059;油气藏地质及开发工程国家重点实验室,成都理工大学,成都610059【正文语种】中文【中图分类】P534.4;P618.12页岩气是一种非常规气藏，具有典型的自生自储、近原地成藏富集的特点(Curtis,2002; 张金川等,2004,2008; Boyer et al.,2009; Hill et al.,2007; Jarvie et al.,2004,2007; Jarvie,2008; 刘树根等,2009)。
四川盆地长芯1井下志留统龙马溪组页岩气储层特征研究
四川盆地长芯1井下志留统龙马溪组页岩气储层特征研究一、本文概述本文旨在深入研究四川盆地长芯1井下的志留统龙马溪组页岩气储层的特征。
四川盆地作为中国重要的能源基地，其页岩气资源的勘探与开发对于满足国内能源需求、促进能源结构调整具有重要意义。
龙马溪组作为四川盆地内页岩气勘探的主要目标层位，其储层特征研究对于指导页岩气勘探和开发工作至关重要。
本文首先介绍了四川盆地及长芯1井的地理位置和地质背景，为后续研究提供了基础资料。
接着，通过详细的野外地质调查、岩心观察、实验测试等手段，对龙马溪组页岩的岩性、厚度、沉积相、有机质丰度、成熟度、储层物性等方面进行了系统研究。
在此基础上，分析了龙马溪组页岩气储层的形成条件和主控因素，探讨了储层非均质性及其对页岩气富集的影响。
本文还运用先进的地球物理和地球化学方法，对龙马溪组页岩气储层的含气性进行了评价，揭示了储层中页岩气的分布规律和富集机制。
结合区域地质条件和前人研究成果，对龙马溪组页岩气储层的勘探潜力和开发前景进行了综合评估。
本文总结了四川盆地长芯1井下志留统龙马溪组页岩气储层的特征，提出了针对性的勘探和开发建议，为四川盆地页岩气资源的进一步勘探和开发提供了有益参考。
二、区域地质背景四川盆地位于中国西南部，是中国最大的内陆盆地之一，其形成和演化历史复杂，经历了多期的构造运动和沉积作用。
盆地内地层发育齐全，构造变形复杂，岩浆活动微弱，沉积盖层厚度巨大，具有丰富的油气资源。
其中，下志留统龙马溪组是四川盆地内重要的页岩气储层之一。
龙马溪组地层主要分布于四川盆地南部和东南部，是一套以黑色页岩、炭质页岩为主的沉积地层。
该组地层形成于早志留世，时期正值海侵初期，沉积环境相对稳定，有利于有机质的保存和转化。
龙马溪组页岩有机质丰度高、类型好、成熟度适中，是四川盆地页岩气勘探开发的主要目标层位。
四川盆地龙马溪组页岩储层的发育受多种因素控制，包括沉积环境、古地理格局、古气候等。
沉积环境方面，龙马溪组页岩主要形成于深水陆棚环境，沉积物主要由远洋搬运的陆源碎屑和生物碎屑组成，沉积速率较低，有利于有机质的保存。
四川盆地下志留统龙马溪组页岩气勘探前景
四川盆地下志留统龙马溪组页岩气勘探前景胡顺庆;王兴志;庞江平;李鑫;向海洋;杨佳玲【摘要】利用野外露头、岩心、薄片及相关测试分析对四川盆地南部龙马溪组页岩气勘探前景分析。
页岩厚度可达700m，有机碳丰度为0.15%～8.75%、生烃潜力大；页岩裂缝较发育，为页岩气提供了充足的储集空间。
页岩其本身具有较强的抗破坏能力，是良好的盖层。
四川盆地南部龙马溪组页岩层与美国成功开采的页岩气盆地的成藏条件相似，展示了该套页岩层具有良好的勘探潜力。
%Based on the outcrop, core, thin section and test, the exploration prospects of shale gas in Lower Silurian Longmaxi Formation in Sichuan Basin are analysed. This shale has a great thickness about 700m, high organic content with 0.15~8.75%,. As the reservoir, according to analyses of rock core and logging, there exit s great quantity of cracks, which offers sufficient accumulated space for shale gas. As the reason of its strong damage resistance, shale can also be capping formation. Reservoir-forming conditions of shale gas is similar to several basins in USA, which had been successfully produced, indicating the great potential of shale gas.【期刊名称】《科技创新导报》【年(卷),期】2015(000)014【总页数】2页(P72-73)【关键词】四川盆地;龙马溪组;页岩气;勘探潜力【作者】胡顺庆;王兴志;庞江平;李鑫;向海洋;杨佳玲【作者单位】西南石油大学地球科学与技术学院四川成都 610500; 中国石油川庆钻探工程公司地质勘探开发研究院四川成都 610500;西南石油大学地球科学与技术学院四川成都 610500;中国石油川庆钻探工程公司地质勘探开发研究院四川成都 610500;成都北方石油勘探开发技术有限公司四川成都 610500;中国石油川庆钻探工程公司地质勘探开发研究院四川成都 610500;中国石油川庆钻探工程公司地质勘探开发研究院四川成都 610500【正文语种】中文【中图分类】P618.13页岩气已成为重要的非常规油气资源，由于其特殊的成藏条件和较强的保存能力，开辟了油气资源勘探的新领域，成为国内外学者研究的重点领域[1]。
四川盆地威远地区龙马溪组页岩储层上下亚段脆性差异
６０
看 来 ．四川Ｉ地 区龙 马溪 组沉 积 以浅水 陆棚 相 为主 ，从 西
向东沉 积相 类 型依 次为 古 隆起 、泥质 浅水 陆棚 、泥 质 深 水 陆棚 、砂 泥质 浅水 陆棚 、泥 质浅 水 陆棚 。
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ｂ 龙 一 段 与 龙 二 段 黏 土 矿 物 质 量 分 数 对 比
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（５）
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式中：△ｒ ，ｐ，△ 分别表示纵 、横波时差 ，Ｉｘｓ。ｉｎ～； 为体积
…） 密度 ，ｇ／ｅｍ 。
式 中 ：Ｅ为 弹性模 量 ，ＧＰａ；ＰＲ为 泊松 比。
岩 石 矿物 分析 表 明 。石英 、方 解石 和伊 利 石是 主 要
根 据工 区钻 遇地 层 情 况 ，结 合 取 心 、测 井 、地 震 等 资料 ，将 龙 马溪组 划分 为龙 马 溪组一 段 （３ ６１２～３ ７０３ ｍ）、龙 马溪组 二 段 （３ ２５１～３ ６１２ ｍ）（以下简 称 龙 一段 、 龙 二 段 ）。
ｘ 射 线衍 射 分 析 龙一 段 和 龙 二段 的样 品可 知 ．页 岩 样 品矿 物组 分 以石英 矿物 和黏 土矿 物为 主 ．含 有部 分 的碳 酸盐 岩及 少 量长石 和 黄铁 矿 （见 图 ２）。
ｘ射 线衍 射分 析研 究 区龙 马溪 组 龙一 段 、龙 二段 的取心 资料 （见 图 ２ａ），根 据 Ｊａｒｖｉｅ Ｅｍ 脆性 计算 式 ：
朋 赢
（１）
式 中 ：Ｂቤተ መጻሕፍቲ ባይዱＩＴ为 岩 石 脆 性 指 数 ； 为矿 物 质 量 分 数 ，％ ；
四川盆地及周缘地区五峰_龙马溪组页岩气概况及前景评价
堰向北东方向，由 乐 山 向 东 南 宜 宾 方 向 各 有 一 鼻 状构造，如同 飞 鸟 的 两 翅。 向 东 也 有 一 北 东 东 向 鼻状构造与龙女寺高点相接 。 ［８］
另一个具有重要意义的加里东古隆起即黔中 古 隆 起 。 该 古 隆 起 以 遵 义 为 中 心 ，呈 东 西 走 向 ，向 东 一 直 延 伸 至 雪 峰 推 覆 带 ，向 西 延 伸 至 昭 通 一 带 ， 南北为黔南拗陷和滇黔北部拗陷。该地区在地史 上形成过很多 古 油 藏，如 凯 里 奥 陶 系—志 留 系 残 余 油 藏 、麻 江 奥 陶 系 古 油 藏 ，均 与 志 留 系 黑 色 页 岩 有着重要的联系 。 ［１０］
图 ２ 四 川 盆 地 及 周 缘 五 峰 － 龙 马 溪 组 有 效 厚 度 与 ＴＯＣ 等值线图
Ｆｉｇ．２ Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｓｈａｌｅ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ａｎｄ ＴＯＣ ｉｓｏｌｉｎｅ ｍａｐ ｏｆ ｔｈｅ Ｌｏｗｅｒ Ｃａｍｂｒｉａｎ Ｗｕｆｅｎｇ－Ｌｏｎｇｍａｘｉ Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｉｎ Ｓｉｃｈｕａｎ Ｂａｓｉｎ ａｎｄ ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ ａｒｅａｓ
四川盆地上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩关键矿物成岩演化及其控储作用
四川盆地上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩关键矿物成岩演化及其控储作用一、本文概述Overview of this article本文旨在深入研究和探讨四川盆地上奥陶统五峰组至下志留统龙马溪组页岩的关键矿物成岩演化过程，以及这些过程如何控制储层的形成和分布。
四川盆地作为中国西南地区的一个重要沉积盆地，其页岩气资源的勘探和开发对于我国能源结构的优化和清洁能源的发展具有重要意义。
五峰组和龙马溪组页岩作为四川盆地页岩气勘探的主要目标层位，其成岩演化和储层特性研究对于提高页岩气勘探成功率和开发效益具有关键作用。
This article aims to conduct in-depth research and exploration on the key mineral diagenetic evolution processes of shale from the Upper Ordovician Wufeng Formation to the Lower Silurian Longmaxi Formation in the Sichuan Basin, and how these processes control the formation and distribution of reservoirs. As an important sedimentary basin in southwestern China, the exploration and development of shale gas resources in theSichuan Basin are of great significance for the optimization of China's energy structure and the development of clean energy. The Wufeng Formation and Longmaxi Formation shale are the main target layers for shale gas exploration in the Sichuan Basin. The study of their diagenetic evolution and reservoir characteristics plays a crucial role in improving the success rate and development efficiency of shale gas exploration.本文首先通过详细的野外地质调查和岩心观察，结合岩石学、矿物学、地球化学等多学科的理论和方法，对五峰组和龙马溪组页岩的岩性、岩石学特征、矿物组成和分布进行系统的分析。
四川盆地南缘昭通示范区罗布向斜志留系龙马溪组页岩储层裂缝建模
第36卷第3期2024年5月岩性油气藏LITHOLOGIC RESERVOIRSV ol.36No.3May 2024收稿日期：2022-11-17；修回日期：2023-01-28；网络发表日期：2024-01-11基金项目：国家科技重大专项“昭通页岩气勘探开发示范工程”（编号：2017ZX05063）与中国石油天然气集团有限公司重大现场试验项目“深层页岩气有效开采关键技术攻关与试验”（编号：2019F-13）联合资助。
第一作者：计玉冰（1989—），男，硕士，高级工程师，主要从事油气地质综合研究方面的工作。
地址：（310023）浙江省杭州市西湖区留下街道荆山岭浙江油田公司。
Email ：*********************.cn 。
通信作者：郭冰如（1998—），男，中国石油大学（北京）在读硕士研究生，研究方向为油气田开发地质。
Email ：******************。
文章编号：1673-8926（2024）03-0137-09DOI ：10.12108/yxyqc.20240313引用：计玉冰，郭冰如，梅珏，等.四川盆地南缘昭通示范区罗布向斜志留系龙马溪组页岩储层裂缝建模［J ］.岩性油气藏，2024，36（3）：137-145.Cite ：JI Yubing ，GUO Bingru ，MEI Jue ，et al.Fracture modeling of shale reservoirs of Silurian Longmaxi Formation in Luobu syn ‐cline in Zhaotong National Shale Gas Demonstration Area ，southern margin of Sichuan Basin ［J ］.Lithologic Reservoirs ，2024，36（3）：137-145.四川盆地南缘昭通示范区罗布向斜志留系龙马溪组页岩储层裂缝建模计玉冰1，郭冰如2，梅珏1，尹志军2，邹辰1（1.中国石油浙江油田公司勘探开发一体化中心，杭州310023；2.中国石油大学（北京）地球科学学院，北京102249）摘要：基于岩心分析、成像测井分析和三维地震资料，对四川盆地南缘昭通示范区罗布向斜龙一1亚段和五峰组的多尺度离散裂缝网络建模方法进行了研究。
四川地区志留系页岩气成藏的地质背景
四川地区志留系页岩气成藏的地质背景一、本文概述基于上述资料，《四川地区志留系页岩气成藏的地质背景》这篇文章的核心内容主要围绕着四川盆地志留纪地层中页岩气的形成与富集机理，特别是针对龙马溪组底部富含有机质的黑色页岩进行了深入研究。
本文旨在全面剖析四川盆地这一特定区域的页岩气成藏地质条件，通过揭示其构造演化历史、地层分布特征以及页岩的空间展布规律，着重探讨了龙马溪组页岩烃源岩的生烃作用历程及其与页岩气成藏之间的紧密联系。
本文系统性地研究了四川地区志留系页岩气的成藏地质背景，重点关注了盆地内下志留统龙马溪组底部富含有机质的黑色页岩作为烃源岩的特殊属性及其对页岩气形成的决定性影响。
结合四川盆地独特的构造格局、复杂的断裂与褶皱构造特征，以及较高的地温梯度等有利地质条件，本文首先梳理了盆地的地质历史与构造演化过程，其次详细阐述了龙马溪组页岩的空间分布特征及其有机质类型、成熟度、厚度等因素，并深入分析了这些因素如何共同促成了页岩气的有效生成与长期稳定保存。
文中还特别评估了威远、泸州、宜宾和自贡等地的龙马溪组页岩气资源潜力，并在此基础上，探讨了有利页岩气成藏区带的识别标志和评价标准，为今后四川盆地页岩气的勘探开发提供了坚实的地质理论依据和实践指导策略。
二、四川地区地质背景四川地区位于中国西南部，地理位置独特，跨越了多个构造单元，包括扬子地块、秦岭造山带和松潘甘孜褶皱带等。
这一复杂的地质构造背景为四川地区的页岩气成藏提供了有利的条件。
四川地区的地层发育齐全，自元古界至新生界均有出露，为页岩气的形成和保存提供了良好的地层基础。
志留系地层是四川地区页岩气勘探的重要目标层位之一。
志留系地层在四川地区分布广泛，厚度较大，且富含有机质，为页岩气的生成提供了充足的物质基础。
在构造方面，四川地区经历了多期次的构造运动，形成了复杂的构造格局。
这些构造运动不仅控制了地层的展布和变形，还为页岩气的聚集和保存提供了有利的空间。
特别是晚古生代至中生代的构造活动，对四川地区页岩气的成藏起到了关键作用。
四川盆地下志留统龙马溪组页岩气成藏条件
目录摘要 (2)关键字 (2)1 生烃条件 (3)1.1 地层和岩性特征 (3)1.2 有机碳含量 (4)1.3 有机质类型 (4)1.4 热演化程度 (5)2 储集条件 (5)2.1 孔隙 (5)2. 2缝和不整合面 (6)2.3 吸附气含量 (6)3 封盖及保存条件 (7)4 气测显示及有利地区预测 (7)5 结论 (8)6 参考文献 (8)四川盆地下志留统龙马溪组页岩气成藏条件及有利地区分析蒲泊伶1蒋有录1王毅2包书景2刘鑫金1（1、中国石油大学地球资源与信息学院山东东营 257061；2、中国石化石油勘探开发研究院北京 100083）摘要:四川盆地下志留统龙马溪组发育富含有机质页岩。
作为页岩气的源岩，该套页岩在盆地内分布广泛,厚度大，有机质含量高,有机质类型好，热演化程度高，生气潜力大；作为储层,页岩中孔隙和裂缝发育，为页岩气提供了充足的储集空间,并且等温吸附实验也表明，页岩具有较强的气体吸附能力；由于页岩的致密性及抗构造破坏性,本地区构造条件满足页岩气成藏要求。
多口井下志留统页岩的气测显示也为页岩气的存在提供了有利证据。
根据页岩厚度、有机碳含量、热演化程度和生烃强度等信息，预测宜宾---自贡---泸州一带及达州---万县一带为页岩气的有利勘探区域。
关键词:四川盆地；龙马溪组；页岩气；热演化程度；气体吸附能力；成藏条件；有利勘探区带中图分类号: TE112 文献标识码: A 文章编号:0253-2697(2010)02-0225-06 Reservoir-forming conditions and favorable exploration zones of shale gas in Lower Silurian Longmaxi Formation of Sichuan Basin PU Boling1JIANG Youlu1 WANG Yi2BAO Shujing2LIU Xinjin1（1. College ofGeo-resources and Information, China University of Petroleum,Dongying257061, China;2.Sinopec Research Institute of Petroleum Exploration and Production, Beijing100083,China）Abstract: There develops shale with rich organic matters in Longmaxi Formation of the Lower Silurian in Sichuan Basin. This shale with a great thickness is the source of shale gas and widely distributed in the basin. As the source,the shale is characterized as high organic content,good organic type and high organic thermal evolution degree.As the reservoir,there exits great quantity of cracks,porous and wrinkles,which offers sufficient accumulated space for shale gas. The isothermal adsorption test shows that the shale has strong ability of gas adsorption. The structural condition in this basin is available for forming shale gas reservoir. The gas shows of many wells drilled in the shale strata of the Lower Silurian in this area indicated the great potential of shale gas. The shale indexes of thickness distribution, organic carbon content, thermal evolution degree and gas generation level in Sichuan Basin show that Yibin- Zigong-Luzhou and Dazhou-Wanxian areas are the favorable zones for shale gas exploration.Key words: Sichuan Basin; Longmaxi Formation; shale gas; thermal evolution degree; ability of gas adsorption;reservoir-forming conditions; favorable exploration zone页岩气是一种非常规油气资源，是以“自生自储”方式赋存在页岩层中的天然气。
昭通地区五峰—龙马溪组页岩地震岩石物理特征研究
摘要昭通地区五峰-龙马溪组页岩地震岩石物理特征研究摘要五峰-龙马溪组页岩是目前国内页岩气勘探的首选层位，而其地震岩石物理特征是利用地震方法进行―甜点‖预测的重要基础之一，但对五峰-龙马溪组页岩地震弹性特征变化规律的研究并未考虑沉积、成岩过程的影响，致使相应的规律性认识缺乏地质意义。
本文在对五峰-龙马溪组页岩样品系统声学测量基于上，分析了页岩样品地震弹性性质的变化规律。
利用X－射线衍射分析、扫描电镜(SEM)、阴极发光(CL)与能谱分析确定了五峰-龙马溪组页岩在不同沉积环境下的成岩过程。
并讨论了成岩过程与地震弹性性质变化规律的因果关系。
研究结果表明，页岩中有机质(TOC)受高热演化程度的影响,其密度通常高于1.4g·cm-3，并接近于有机碳密度上限 1.6g·cm-3(石墨密度)。
五峰-龙马溪组页岩地震弹性性质变化规律整体受沉积环境控制,沉积环境的差异形成不同的成岩过程，致使地震弹性特征也表现出不同的变化规律。
表现在五峰－龙马溪页岩样品动态岩石物理特征主要受岩石结构控制(支撑颗粒弹性性质)，而孔隙度、TOC含量以及孔隙形状则为对地震弹性特征影响的次一级因素。
五峰-龙马溪组页岩上段为浅水陆棚相，机械压实与化学压实(硅质胶结)为先后两个过程，造成样品表现出高的速度～孔隙度变化率、高速度比（泊松比）、高各向异性以及低TOC含量的特征。
五峰-龙马溪组页岩下段为深水陆棚相，机械压实过程中同时伴有生物成因的硅质胶结，造成岩石样品表现出较高TOC含量与孔隙度、各向异性较弱以及较小的速度～孔隙度变化率。
研究结果可为五峰-龙马溪页气储层的测井解释和地震―甜点‖预测提供依据。
通过静态实验分析建立了龙马溪页岩微观破裂机制，岩石的脆性在围压不断加大下逐渐减弱，最终变成塑性；页岩脆性指数与粘土含量有较强的相关性；定性分析了岩石脆性预测。
关键词：五峰-龙马溪组页岩岩石物理特征成岩过程脆性The seismic rock physical properties research of Wufeng and Longmaxi Formation shales on the Zhaotong areaAbstractWufen and Longmaxi Formation shales are the most important horizon for shale gas exploration in China. Seismic rock physical properties for the formation are the important basis for ―sweet spot‖ prediction by seismic method. But corresponding researches on the seismic rock physical properties do not consider the influence of diagenetic evolution, causing relative rule knowledge is insufficient in geological implication.In this paper, seismic rock physics properties for the shale gas samples from Wufen and Longmaxi Formation are discussed based on acoustic experiments. Based on X-diffraction analysis, scanning electron microscope (SEM) combined with cathode luminescence (CL) and energy spectrum analysis, depositional and diagenetic evolution for Wufen and Longmaxi Formation shales in different sedimentary environment are determined, and the influence of diagenetic evolution on seismic rock physical properties is discussed. According to the results, we find that bulk density of the shale gas samples is above 1.4g·cm-3, and is close to the upper limit value of 1.6g·cm-3 for organic matter, due to the high thermal evolution. Seismic rock physics properties and its variation is controlled by the sedimentary environment, and different sedimentary environment means different diagenetic evolution procedure, which results in different seismic rock physics properties. Rock texture (elastic properties of load-bearing grain) is the primary factor to determine the seismic rock physics properties for the formation, and porosity and the content of organic matter (TOC) is only the second factor.The upper part of the Wufeng and Longmaxi Formation shales are interpreted as of shallow shelf, mechanical compaction and chemical compaction (silica cementation) are two sequential processes, which results in corresponding shale samples showing much larger change of velocity with porosity, high poisson’s ratio and strong anisotropy. The low part of the Wufeng and Longmaxi Formation shales are interpreted as of deep shelf, mechanical compaction accompanied by biogenic quartz cementation, which results in shale samples showing relatively lower change ofvelocity with porosity, low poisson’s ratio and week anisotropy. Our results can provide basis for well-logging interpretation and ―sweet spot‖ discrimination by seismic method for Wufen and Longmaxi Formation shale.The microscopic fracture mechanism of Longmaxi Formation shale is established by static test. It is pointed out that as the effective pressure increases, the brittleness is gradually transformed into plasticity, and the fissure gradually changes into shear fissure. For rock with high mud content, In the presence of significant differences in the stiffness of the particles between; given the criteria for brittle prediction.Key words:Wufen and Longmaxi Formation shales; Rock physical properties; Diagenetic evolution; Brittleness目录摘要 (I)Abstract (II)第1章引言 (1)1.1 选题依据 (1)1.2 国内外研究现状 (2)1.2.1页岩气开发历程现状 (3)1.2.2页岩储层岩石物理技术 (4)1.2.3页岩脆性评价 (5)1.3 主要研究内容及研究思路 (6)1.3.1主要研究内容 (6)1.4 取得成果 (7)第2章地质背景及储层特征 (8)2.1地质背景 (8)2.2 页岩气样品岩石特征 (9)2.2.1 昭通五峰-龙马溪组页岩储层特征 (9)2.2.2 昭通五峰-龙马溪组页岩储层的孔隙分类 (13)第3章页岩弹性特征测量方法 (15)3.1 页岩样品制备 (15)3.2 岩石弹性特征测量方法 (16)3.2.1 速度测量原理与装置 (16)3.2.2 岩石各项异性声学测试 (17)3.2.3 页岩静态弹性性质测量 (19)第4章龙马溪组页岩岩石物理特征分析 (22)4.1页岩样品地震岩石物理特征分析 (22)4.1.1 岩样速度测量 (22)4.1.2 TOC含量变化规律 (23)4.1.3 密度变化规律 (25)4.1.4 速度变化规律 (26)4.1.5 弹性各向异性变化规律 (29)4.2 岩样岩石物理特性与沉积特征关系 (31)4.3 样品静态及破裂特征 (35)4.3.1 致密页岩应力—应变曲线特征 (35)4.3.2 围压与弹性参数的关系 (37)4.3.3 岩样的破裂特征及机制 (40)4.4 页岩样品脆性评价 (45)4.4.1 岩石脆性参数计算方法 (45)第5章井中储层地球物理特征 (51)5.1 基于井数据的岩石物理分析 (51)结论 (55)致谢 (57)参考文献 (58)攻读学位期间取得学术成果 (61)第1章引言第1章引言1.1 选题依据现今，页岩气的在能源中的地位日益提升，同样非油气勘探在石油部门也得到了很高的重视。
川南地区龙马溪组页岩储层裂缝特征
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｅｏｌｏｇｙ 工程地质学报 １００４－９６６５／２０２１／２９（１） ０１７１ １２霍健，王星皓，罗超，等．２０２１．川南地区龙马溪组页岩储层裂缝特征［Ｊ］．工程地质学报，２９（１）：１７１－１８２．ｄｏｉ：１０．１３５４４／ｊ．ｃｎｋｉ．ｊｅｇ．２０２０－５６１ＨｕｏＪｉａｎ，ＷａｎｇＸｉｎｇｈａｏ，ＬｕｏＣｈａｏ，ｅｔａｌ．２０２１．ＦｒａｃｔｕｒｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＬｏｎｇｍａｘｉｓｈａｌｅｉｎｓｏｕｔｈｅｒｎＳｉｃｈｕａｎ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｅｏｌｏｇｙ，２９（１）：１７１－１８２．ｄｏｉ：１０．１３５４４／ｊ．ｃｎｋｉ．ｊｅｇ．２０２０－５６１川南地区龙马溪组页岩储层裂缝特征霍 健①②③ 王星皓④ 罗 超④ 黄浩勇④ 陈 娟④ 尹 超①②③赫建明①②③（①中国科学院地质与地球物理研究所，中国科学院页岩气与地质工程重点实验室，北京１０００２９，中国）（②中国科学院地球科学研究院，北京１０００２９，中国）（③中国科学院大学，北京１０００４９，中国）（④中国石油西南油气田分公司页岩气研究院，成都６１００５１，中国）摘 要 我国页岩气资源储量巨大，四川盆地更是我国主要的页岩气产区。
在页岩气勘探开发中一个重要指标便是裂缝，它承载着气体储存和运输通道两大功能。
因此了解储层裂缝的微观性质对于判断储层含气量以及开采远景具有重要意义。
本文以页岩气主要产区———川南地区页岩气气田泸２０１井的岩芯为主要研究对象，以手持显微镜、体式显微镜为主要观察工具，对岩芯进行了细观尺度下的观察，借助于图像软件对岩芯表面进行了图像重构，对储层裂缝的类别及特征、发育特征及矿物特征等进行了统计分析，并成功构建出研究区页岩岩芯二维裂缝模型。
通过宏观到微观角度观察研究发现：（１）龙马溪组龙一１亚段１、２小层与五峰组页岩储层裂缝多为裂缝长度／岩芯周长小于２５％的短裂缝，平均占比７９ ８％。
四川盆地南部深层五峰组-龙马溪组裂缝孔隙评价
Ｄ ＯＩ ： １ ０ ． １ １ ６ ９ ８ ／ Ｐ Ｅ Ｄ． ２ ０ １ ７ ． ０ ４ ． ０ ６
四川盆地 南部深 层 五峰组一 龙 马溪组裂 缝孔 隙评 价
王玉 满 １ ，王宏 坤 ２ ，张晨晨 ，李 新 景 ，董大 忠
（ １ ．中 国石油勘 探开发研 究院 ，北京 １ ０ ０ ０ ８ ３ ；２ ．中国石 油大 学 （ 北 京 ），北京 １ ０ ２ ２ ４ ９ ）
ＷＡ ＮＧ Ｙ ｕ ｍａ ｎ ， ＷＡ ＮＧ Ｈ ｏ ｎ ｇ ｋ ｕ ｎ ， Ｚ Ｈ Ａ ＮＧ Ｃ ｈ ｅ ｎ ｃ ｈ ｅ ｎ ， Ｌ Ｉ Ｘ ｉ ｎ ｊ ｉ ｎ ｇ ， Ｄ Ｏ Ｎ Ｇ Ｄ ａ ｚ ｈ ｏ ｎ ｇ
（ １ ． Ｐ ｅ ｔ ｒ ｏ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｐ ｅ ｔ ｒ ｏ ｌ ｅ ｕ ｍ Ｅ ｘ ｐ ｌ ｏ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ＆Ｄｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍ ｅ ｎ ｔ ， Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ ０ ８ ３ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ； ２ ． Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｐ ｅ ｔ ｒ ｏ ｌ ｅ ｕ ｍ（ Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ ） ， Ｂｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ２ ２ ４ ９ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
基金项 目：国家科技重 大专项 （ ２ ０ １ ７ ｚ ｘＯ ５ ０ ３ ５ ０ ０ １ ． ０ ０ １ ） ； 中国科 学院 Ａ类战略性先导科技专项 （ ＸＤ Ａ０ １ ０ １ ０ １ ０ ３）
中国石 油勘探 与生产分公 司页岩 气资源评价 与战略选 区课题 （ １ ０ １ ０ ｌ ６ ｋ ｔ ｌ ０ １ ２ ｏ ０ １ ｂ ２ ４）
川南下志留统龙马溪组优质页岩识别与评价
川南下志留统龙马溪组优质页岩识别与评价作者：周维娜胡华伟熊亮康保平何显莉付晓宁来源：《科技风》2016年第09期摘要：川南地区龙马溪组页岩气勘探开发潜力大，但页岩储层的低孔、特低渗性导致其测井响应变化较弱。
在川南地区龙马溪组优质页岩的测井响应特征上，建立了直观、有效、快速识别优质页岩的方法：曲线重叠法、雷达图法、聚类分析法，建立了矿物组分、TOC、孔隙度、脆性等页岩参数的测井计算模型，对川南页岩气储层进行了综合分类评价，应用效果良好。
关键词：川南地区；龙马溪组；优质页岩；快速识别；综合分类评价四川盆地是国内页岩气资源最丰富的地区[ 1 ]。
近年来川南油气勘探也展示了巨大的勘探开发潜力，但页岩气储层含气测井响应变化较弱，为此，建立一套快速、有效识别和评价优质页岩气储层的测井方法。
1 识别优质页岩储层的方法1.1 优质页岩测井相应特征川南龙马溪组下部岩性为灰黑色、黑色碳质页岩，向上颜色逐渐变浅为深灰色、灰色页岩。
勘探实践表明：优质页岩具有“三高两低（高伽马、高声波、高电阻、低密度、较低中子）”的测井响应特征（图1）。
据川南优质页岩测井相应特征及地化等资料，采用了曲线叠合法、雷达图法和聚类分析法。
1.2 识别优质页岩储层的测井方法1.2.1曲线重叠法曲线重叠法是将伽马、密度、中子三条曲线重叠来判别优质页岩发育段，叠合面积越大，含气指示性越好（图1）。
此法简单快速，效果直观，适合于定性-半定量判别优质页岩层段。
1.2.2雷达图法该法较为直观地确定井剖面地层岩性，识别储层流体，适用于对更多属性特征进行表征。
优质页岩为典型的“五角星”形，普通页岩由于有机质丰度低，有机孔相对不发育，含气量低，“挖掘效应”不明显，造成其为“仓”形，二者形状和面积差异较大，容易区分（图2），适合于半定量判别优质页岩层段。
1.2.3聚类分析法聚类分析法是研究“物以类聚”的一种数理统计的方法[ 2 ]。
K-means聚类是基于距离的聚类算法。
龙马溪组页岩强度评价与分析
龙马溪组页岩强度评价与分析I. 引言A. 研究背景B. 研究目的C. 研究意义II. 龙马溪组页岩物性分析A. 岩石组成与岩相特征B. 孔隙特征分析C. 孔隙度分析D. 孔喉半径分析E. 孔隙连通性分析III. 龙马溪组页岩力学性质分析A. 单轴压缩实验B. 剪切实验C. 硬度测试D. 岩石物理数据分析E. 无损检测实验IV. 龙马溪组页岩强度评价A. 岩石破裂的力学机制B. 页岩寿命预测模型C. 强度评价方法V. 结论与展望A. 本文研究结论B. 进一步研究展望注：以上章节仅供参考，实际论文可根据具体研究内容进行修改和调整。
第一章：引言随着石油勘探与开发的不断深入，页岩油气资源逐渐成为了当前国内外油气勘探开发的主要方向之一。
而在页岩油气开发过程中，通过页岩强度评价，能更好地预测页岩储层的性质，为油气勘探和生产提供有力的依据。
因此，本文将对龙马溪组页岩强度评价进行分析，为实际工程应用提供参考。
第二章：龙马溪组页岩物性分析1. 岩石组成与岩相特征龙马溪组页岩主要由石英、长石、云母、方解石和白云石等矿物质组成。
岩相特征主要包括页岩厚度、成岩阶段和岩石层理等。
通过岩相分析能够了解岩石的组成比例和岩石构造形态，为后续的强度评价提供基础数据。
2. 孔隙特征分析页岩储层存在的孔隙类型主要有微观孔隙和介观孔隙，其中介观孔隙是页岩储层中主要的孔隙类型。
通过扫描电镜等技术手段来观察龙马溪组页岩的孔隙特征，以了解页岩储层中的孔隙形态、分布规律及数量等。
3. 孔隙度分析孔隙度是指岩石中所有孔隙所占的比例，是评价岩石储层物性的重要参数。
通过物理实验和图像分析等手段，计算出龙马溪组页岩的孔隙度，为后续的强度评价提供数据支持。
4. 孔喉半径分析孔喉半径是指孔隙中半径大小，决定了孔隙的通透性和渗透性。
通过扫描电镜等技术手段来观察龙马溪组页岩的孔喉半径，以了解页岩储层中孔隙的通透性和渗透性。
5. 孔隙连通性分析孔隙连通性是指孔隙之间的连通程度。
川南页岩地层裂缝地震物理模拟及敏感属性分析
苟其勇,丁拼搏,凌玮桐,等．川南页岩地层裂缝地震物理模拟及敏感属性分析[J．石油物探,２０２３６２２３１４㊀Ｇ３２６G O U Q i y o n g ,D I N GP i n b o ,L I N G W e i t o n g ,e t a l ．S e i s m i c p h y s i c a lm o d e l i n g a n d s e n s i t i v e a t t r i b u t e a n a l ys i s o f f r a c t u r e s i n t h e s h a l e l a y e r i n t h e s o u t h e r nS i c h u a nB a s i n [J ]．G e o p h y s i c a l P r o s p e c t i n g fo rP e t r o l e u m ,２０２３,６２(２):３１４㊀Ｇ３２６收稿日期:２０２１Ｇ１２Ｇ２７.第一作者简介:苟其勇(１９８４ ),男,高级工程师,主要从事页岩气地球物理综合研究工作.E m a i l :g o u q i y o n g＠p e t r o c h i n a ．c o m．c n 基金项目:国家自然科学基金(４２１７４１３２)㊁中国石油大学(北京)科研基金(２４６２０２０Y X Z Z ００８)和中石油西南油气田共同资助.T h i s r e s e a r c h i s f i n a n c i a l l y s u p p o r t e db y th eN a t i o n a lN a t u r a l S c i e n c eF o u n d a t i o no fC h i n a (G r a n tN o ．４２１７４１３２)a n d t h eF u n d a m e n t a lR e s e a r c h F u n d s f o r t h eC e n t r a lU n i v e r s i t i e s (G r a n tN o ．２４６２０２０Y X Z Z ００８)．川南页岩地层裂缝地震物理模拟及敏感属性分析苟其勇１,丁拼搏２,３,凌玮桐１,蒋文韬２,３,刘恩良２,３,魏建新２,３,狄帮让２,３(１．中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司页岩气研究院,四川成都６１００５６;２．中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室,北京１０２２４９;３．中国石油大学(北京)C N P C 物探重点实验室,北京１０２２４９)摘要:四川盆地南部龙马溪组页岩气资源潜力大,但页岩地层裂缝发育,对页岩气的保存条件具有较大影响,在页岩气工程开发过程中容易造成井间压窜,给页岩气的勘探和开发带来困难.针对L Z 区块F J 向斜构造进行地震物理模拟研究,依据目标工区地质模式㊁地震解释结果及裂缝发育特征设计地震物理模型,在目标地层中设计具有不同参数的裂缝带,进行地震物理模型制作和数据采集,开展裂缝带的地震波场响应特征分析,并对物理模型的地震数据进行处理和反演,开展裂缝预测研究.叠前地震反演结果表明,经过优选叠前裂缝预测方法,可利用阻抗因子F 和A V O 梯度等敏感参数预测裂缝密度,利用纵波阻抗㊁λρ和A V O 截距等敏感参数预测裂缝倾角.利用地震物理模型技术分析裂缝参数对应的地震响应特征,可检验不同裂缝预测方法的有效性,为目标工区的页岩地层裂缝预测和综合解释提供依据.关键词:页岩;裂缝;物理模型;地震属性;叠前反演;地震物理模拟;地震响应特征中图分类号:P ６３１文献标识码:A文章编号:１０００Ｇ１４４１(２０２３)０２Ｇ０３１４Ｇ１３D O I :１０．３９６９/j ．i s s n ．１０００Ｇ１４４１．２０２３．０２．０１２S e i s m i c p h y s i c a lm o d e l i n g a n d s e n s i t i v e a t t r i b u t e a n a l ys i s o f f r a c t u r e s i n t h e s h a l e l a ye r i n t h e s o u t h e r nS i c h u a nB a s i n G O U Q i y o n g １,D I N GP i n b o ２,３,L I N G W e i t o n g １,J I A N G W e n t a o ２,３,L I U E n l i a n g ２,３,W E I J i a n x i n ２,３,D IB a n g r a n g２,３(１．S h a l eG a s R e s e a r c h I n s t i t u t e o f P e t r o C h i n aS o u t h w e s t O i l a n dG a s F i e l dC o m p a n y ,C h e n g d u ６１００５６,C h i n a ;２．S t a t eK e y La Ｇb o r a t o r y o f P e t r o l e u mR e s o u rc e a n dP r o s p e c t i n g ,C h i n aU n i v e r s i t y o f P e t r o l e u m ＧB e i j i n g ,B e i j i n g １０２２４９,C h i n a ;３．C N P C K e y L a b o r a t o r y o f G e o p h y s i c a lE x p l o r a t i o n ,C h i n aU n i v e r s i t y o f P e t r o l e u m ＧB e i j i n g ,B e i j i n g １０２２４９,C h i n a )A b s t r a c t :T h eW u f e n g ＧL o n g m a x i s h a l e s i n t h e s o u t h e r nS i c h u a nB a s i nh a v e s u b s t a n t i a l p o t e n t i a l f o r i n d u s t r i a l pr o d u c t i o no f s h a l e g a s ．H o w e v e r ,t h e f r a c t u r e d e v e l o p m e n t i n t h e s h a l e f o r m a t i o n i n t h i s r e g i o nh a sas u b s t a n t i a l i m p a c t o ns h a l e g a s s t o r a ge c o n d i Ｇt i o n s ．I na d d i t i o n ,t h e c r o s s Ｇw e l l i n t e r a c t i o nr e l a t e dt on a t u r a lf r a c t u r e so c c u r r i ng d u r i n g sh a l e g a s p r o d u c ti o nc a n m a k e s h a l e g a s e x p l o r a t i o na n d p r o d u c t i o nd i f f i c u l t ．U n d e r s t a n d i n g t h e f r a c t u r e s ys t e mc a n p r o v i d e e v i d e n c e f o r s h a l e e v a l u a t i o n a n d p r o d u c t i o n ．I n t h i s s t u d y ,s e i s m i c p h y s i c a lm o d e l i n g i su s e d t o s i m u l a t e t h ew a v e p r o p a g a t i o n i n t h e s h a l e f o r m a t i o n i n t h e t a r g e t a r e a ．T h e p h y s i Ｇc a lm o d e l i s d e s i g n e d b a s e d o n t h e g e o l o g i c a l p a t t e r n ,s e i s m i c c h a r a c t e r i s t i c s ,a n d f r a c t u r e p a r a m e t e r s o f t h e t a r g e t a r e a ．T o s i m u l a t e t h ev a r i o u s f r a c t u r e d e v e l o p m e n t s i n t h e t a r g e t a r e a i n f i e l d ,f r a c t u r e z o n e sw i t h v a r y i n g p a r a m e t e r s a r e d i s t r i b u t e d i n t h e s h a l e f o r Ｇm a t i o n l a y e r ．H e n c e ,t h e s e i s m i cw a v e f i e l d r e s p o n s e s c a nb e a n a l y z e du s i n g t h e f o r w a r dm o d e l l i n g d a t a a c q u i r e d f r o mt h e p h ys i c a lm o d e l．F o l l o w i n g t h e p r o c e s s i n g a n d i n v e r s i o n o f p h y s i c a lm o d e l i n g d a t a,t h e f e a s i b i l i t y o f f r a c t u r e p r e d i c t i o nm e t h o d o l o g i e s i s a n aＧl y z e da n d c o m p a r e da n da f t e r t h ee v a l u a t i o na n dc o m p a r i s o nf o r t h ed i f f e r e n t p r eＧs t a c kf r a c t u r e p r e d i c t i o n m e t h o d s,t h eo p t i m a l p r e d i c t i o nm e t h o d s t o p r e d i c t d i f f e r e n t f r a c t u r e p a r a m e t e r s c a nb e d e t e r m i n e d．T h e i m p e d a n c e f a c t o rF,A V O g r a d i e n t c o u l db e t h e p r e f e r a b l e s e n s i t i v e s e i s m i c a t t r i b u t e s f o r p r e d i c t i n g t h e f r a c t u r e d e n s i t y,w h i l e t h ePＧw a v e i m p e n d e n c e,λρa n dA V Oi n t e r c e p t a r e m o r e r e l e v a n t f o r p r e d i c t i n g t h e f r a c t u r e d i p a n g l e．T h i s r e s e a r c h c o u l d p r o v i d e t h e f u n d a m e n t a l b a s i s f o r t h e f r a c t u r e s y s t e me v a l uＧa t i o no f s h a l e f o r m a t i o n i n f i e l d．K e y w o r d s:s h a l e,f r a c t u r e s,p h y s i c a lm o d e l,s e i s m i c a t t r i b u t e s,i n v e r s i o n,s e i s m i c p h y s i c a lm o d e l l i n g,s e i s m i c r e s p o n s e s㊀㊀四川盆地五峰龙马溪组页岩气储层条件变化大,海相页岩气埋藏较深且破坏较强[１],有利甜点区面积较小㊁压裂难度大[２].同时,在钻井㊁分段压裂增产改造等工艺已经初步成熟的情况下,存在页岩气产量依然不高的情况[３].裂缝发育对页岩气保存条件具有较大影响[４],且在页岩气工程开发过程中套管变形经常发生于天然裂缝发育带.由于裂缝带平面沟通,因而容易造成井间压窜,给页岩气勘探和开采造成较大影响[５].总体而言,四川盆地页岩气资源潜力大,但富集规律不清,地球物理响应特征不明,页岩气储层预测难度大,现有国内外页岩气甜点识别方法精度不足,储层地球物理技术急需突破[６].四川盆地复杂构造演化过程对页岩气保存条件的影响巨大[７Ｇ８],盆地内不同构造变形强度下多尺度裂缝分布规律与发育模式尚不清楚.需要在精细表征裂缝系统的基础上,明确差异构造变形和裂缝系统地震波场响应,以明确裂缝系统对页岩气保存的影响,为页岩气成藏和有利区评价提供支撑[９].因此,开展页岩地层裂缝模拟和预测,对页岩脆性和甜点评价具有重要意义[１０].由于区域构造导致页岩储层物性横向变化大,因而仅靠测井资料开展储层评价较为困难,需要结合地震资料识别高角度构造裂缝和中小裂缝群,为页岩储层评价提供依据[１１].因此,利用地震资料预测裂缝发育情况是页岩气储层评价的重要内容.张宇生等[１２]利用宽方位三维地震属性预测了四川盆地海相页岩气勘探区块的裂缝发育程度,应用了多种三维地震叠后属性对页岩储层裂缝展开预测.刘喜武等[１３]利用叠后高精度曲率属性预测了页岩地层的断层和大尺度裂缝发育情况,并利用V T I各向异性反演方法预测层理裂缝.何嘉等[１４]利用地震蚂蚁体属性等多种叠后地震属性预测长宁地区页岩储层裂缝,并比较了不同方法的预测效果及差异.陆明华等[１５]利用曲率㊁相干㊁蚂蚁体等不同地震叠后属性预测了威远地区页岩气储层,并利用分频检测方法预测多尺度裂缝,不同频带的分频数据预测不同尺度裂缝.肖鹏飞等[１６]分析了T T I介质中裂缝密度预测受地层倾角的影响,认为当裂缝倾角较大(高角度缝)时,常规方法比较可靠.当倾角变小时会使裂缝密度预测的结果产生较大偏差.魏欣伟等[１７]开展了A V O A裂缝密度直接反演,用O V T域叠前地震资料开展了A V O A裂缝密度反演,并将地震资料裂缝预测结果与测井资料进行对比,验证了方法在裂缝密度反演和储层预测中的准确性与应用前景.尽管如此,由于页岩地层中发育不同规模的断裂和裂缝,裂缝尺度差异较大,利用地震资料有效识别裂缝发育信息仍面临很大挑战.地层中大断裂反射特征较明显,中小尺度裂缝发育情况较复杂且反射特征不明,无法从地震剖面上识别中小尺度裂缝的发育和方位信息[１８].因此,需要进一步讨论各种裂缝预测方法[１９Ｇ２１]对页岩地层裂缝预测的适用性.作为一种重要的地震正演方法,地震物理模拟在指导裂缝储层识别和定量预测中起着重要作用[２２Ｇ２４],可针对单一的裂缝参数开展研究[２５Ｇ２６].基于裂缝岩石物理特征研究的裂缝地震物理模型建模技术近年来取得了较大的发展[２７].尹志恒等[２８]利用地震物理模拟的叠前C D P道集数据提取品质因子Q值随炮检距变化(Q V O)属性,根据Q值的方位各向异性特征预测裂缝走向.WA N G等[２９]针对四川盆地碳酸盐岩储层裂缝发育特征开展了地震物理模拟研究,分析了裂缝带参数的地震反射波场特征,并对比了不同叠后预测和叠前预测方法的效果.随着勘探要求的提高,对利用地震资料开展裂缝预测的可靠性和精度提出了更高的要求,基于地震物理模拟可对现有裂缝预测方法的有效性进行验证.本研究针对四川盆地南部龙马溪组页岩地层的构造背景和裂缝发育特征,选取L Z区块的F J向斜构造作为物理模拟的构造背景,设计和制作了物理模型,并在目标地层中设计具有不同参数的裂缝带,进行地震物理模型的数据采集,开展裂缝地震响应特征的模型分析和裂缝预测效果评价.５１３第２期苟其勇等．川南页岩地层裂缝地震物理模拟及敏感属性分析１㊀页岩裂缝物理模型设计和制作１．１㊀研究区构造背景及目标层位设计研究区位于四川盆地南部一边界清楚㊁构造特征显著㊁规律统一的三角形构造区,西邻川中隆起,东邻川鄂湘黔坳褶带,北与川东隔挡式褶皱直接相连.该地区构造以褶皱为主,除少数规模较大㊁发育时间较长的边界断裂外,其余断裂大都伴随褶皱作用发生.该区页岩气资源潜力大,但地层裂缝较发育,页岩气勘探和开发具有一定的难度.本次研究选择L Z区块的F J向斜构造作为物理模型模拟的构造背景(图１).为了模拟川南地区页岩地层裂缝的地震响应,本研究选取的实际工区面积为１３k mˑ１０k m,物理模型与实际工区相似比为１ʒ１００００(即模型中的１mm代表实际工区中的１０m),构建了一个长为１．３m,宽为１．０m的模型.由地震剖面(图２)可以看到,该地区构造起伏较大,断裂发育复杂,在模型设计时对实际地层做了相应的简化,根据勘探区地层构造特点设计出符合实际地质构造的形态.为此,针对目的层五峰 龙马溪组页岩,设计两条断裂带以控制区域整体向斜形态.在纵向上,以测井数据为依据,综合构造特征和地震特征,共设计７个模拟层位,包括下二叠统㊁龙二段上㊁龙二段下㊁龙一２亚段㊁龙一１亚段㊁奥陶系和寒武系.模型整体深度设计从地面到深部寒武系地层,包括地面到二叠系㊁目的层㊁奥陶系和寒武系.各层的岩性分布㊁厚度等参数设计依据测井资料提供的信息.根据地震剖面和测井信息,设计出地层剖面图㊁各层厚度㊁层速度(速度相似比为１ʒ２)和层密度等信息.由于龙二段上㊁龙二段下㊁龙一２亚段㊁龙一１亚段和奥陶系的底界面形态相似,设计为相同界面形态,下二叠统顶界面(模型顶界面)和下二叠统底界面形态相似,也设计为相同界面形态,以简化模型构造㊁方便模型制作.实际裂缝常成群㊁成带分布,因此裂缝设计主要模拟裂缝系统,即在目的层设置单一参数变化的裂缝带.在本次裂缝设计中,主要利用各向异性材料模拟不同裂缝参数的变化,裂缝薄片由基质和裂缝充填物构成,设计每种裂缝类型采用相同的基质和裂缝充填材料,其中基质纵波速度为２０００m/s,裂缝充填物纵波速度为１３５０m/s,设计裂缝薄片的长宽为４０mmˑ４０mm,厚度为２mm,保持裂缝宽度不变,图１㊀研究区构造背景图２㊀过研究区中部的地震剖面(沿图１中A B线)的地震解释剖面模拟不同的裂缝密度(图３)和裂缝倾角(图４).在所有裂缝块中,裂缝宽度都为０．２mm(即为模拟裂缝的填充物厚度为０．２mm),裂缝密度采用线密度(单位为条/c m,表示每厘米内平均的裂缝条数).设计的不同裂缝密度组中,所有裂缝块为垂直裂缝(即裂缝倾角与水平方向的夹角呈９０ʎ),每个裂缝块的裂缝密度不同,其它参数均相同.不同裂缝倾角组中,所有裂缝块的裂缝线密度均相同,每个裂缝块的裂缝倾角不同.１．２㊀页岩裂缝物理模型制作和质控在进行模具制作时,依据下二叠统底界地震解释构造层位和五峰组底等高线进行设计制作.模型模具根据设计好的模型区构造图纸,采用３D打印技术制作.模型各层位与裂缝块的制作均采用浇注法,以环氧树脂与硅橡胶的不同配比模拟不同速度和密度６１３石㊀油㊀物㊀探第６２卷㊀㊀㊀㊀图３㊀模拟不同的裂缝密度a 模型过不同裂缝密度裂缝带的层位剖面;b 不同裂缝密度裂缝带示意;c制作完成的不同裂缝密度裂缝块实物图４㊀模拟不同的裂缝倾角a 模型过不同裂缝倾角裂缝带的层位剖面;b 不同裂缝倾角裂缝带示意;c 制作完成的不同裂缝倾角裂缝块实物的地层,然后逐层浇注和固化,并对各地层结构参数进行形态测试.１．２．１㊀层位制作用３D 打印技术制作下二叠统顶界面与五峰组底界面的模具,并将其用于模型整体制作.在制作其它层位时,其顶底界面均由模具界面修改而成.根据各地层地震参数配比模型浇注材料,然后实现逐层浇注和固化.在每层浇注和固化完成之后,利用激光定７１３第２期苟其勇等．川南页岩地层裂缝地震物理模拟及敏感属性分析位系统对各地层结构参数进行形态测试.其中第６层浇注完成后,在第６层顶界面按设计放置裂缝薄片(图５),待裂缝薄片粘接完成后,进行第５层的制作.１．２．２㊀裂缝带制作在基质中叠合多个薄层裂缝充填物材料即构成裂缝带.首先,制作大块长方体模具,浇注基质底层,固化后再浇注裂缝充填物及基质,重复以上步骤,浇注厚度大约１０mm .随后将大块长方体进行切割,根据设计裂缝密度对块体进行拼接,而后进行粘合压制.在每层制作完之后进行形态测试,将做好的层位放到激光坐标定位系统进行激光扫描和成像,以评价层位结构参数是否符合设计要求.若误差较大,则需进行进一步的加工修正,直至达到精度要求.放置于目的层的裂缝带样品需测试纵㊁横波速度,保证不同裂缝密度样块的速度变化符合设计要求.表１给出了对放置在目的层裂缝样品不同方向纵横波速度的测试结果和裂缝参数变化情况.v P ʊ为平行于裂缝走向的纵波速度;v P ʅ为垂直于裂缝面的纵波速度;ε为纵波各向异性参数.图５㊀在第６层顶界面按设计放置的裂缝薄片a 第６层物理模型平面展布和断层分布设计(C X ５５０为过不同裂缝密度裂缝带的测线,C X ３５０为过不同裂缝倾角裂缝带的测线);b 第６层制作完成之后的物理模型实物表１㊀不同裂缝密度(D 组)和不同裂缝倾角(A 组)的裂缝样品参数及速度编号v P ʊ/(m s－１)v P ʅ/(m s－１)ε,％裂缝密度/(条 c m －１)裂缝倾角/(ʎ)裂缝宽度/mmD Ｇ１D Ｇ２D Ｇ３D Ｇ４D Ｇ５D Ｇ６A Ｇ１A Ｇ２A Ｇ３A Ｇ４A Ｇ５A Ｇ６２０４３１８４８１０．５５０９．９５２２０７５２０１２３．１３０２．８５６２０７９２００１３．９００３．３２８２０９６１９９４５．１２０３．８０１２１００１９７２６．４９０４．１８２２０６５１９２９７．０５０４．７０９２１００１９７２６．４９０４．１８２９００１０２０３０４０４５０．２００８１３石㊀油㊀物㊀探第６２卷ε＝C １１－C ３３２C ３３ʈv P ʊ－v P ʅv P ʅ(１)式中:C １１和C ３３为弹性系数.２㊀页岩裂缝物理模型数据采集和质量分析２．１㊀页岩裂缝物理模型数据采集将模型放置在水层之下,水层作为低速层,水深为距模型最高点处１５７０m m ,并且在模型的底部放置垫块以架空模型(图６).根据实际采集参数设置观测系统,二维多次覆盖数据采集换能器主频约为２４０K H z,按模型比例进行换算,模拟野外地震波激发频率为４８H z.采用高频的目的是为了分析高频时对裂缝的分辨率是否有相应变化.根据相似比换算到实际工㊀㊀㊀㊀区,二维多次覆盖观测系统的道间距为２０m ,炮间距为４０m ,最小偏移距为２００m ,最大偏移距为４９８０m ,每炮２４０道接收,总炮数为２８４炮,覆盖次数为６０次,时间采样点数为４０９６,采样间隔为１m s(图７).图６㊀地震物理模型和采集系统示意图７㊀观测系统定义及检查２．２㊀模型原始数据分析获得原始地震数据后,分析了单炮数据和叠加剖面的特征,包括:①频率特征.进行频率特征分析目的是了解地震数据中频率分布范围,主频特征,截止高㊁低频特征等,为后续的处理提供基础.由频率特征分析结果可以看出,根据比例因子换算后资料６~８H z 有效信号比较少,有效信号主要分布在８~４５H z 之间,５０H z 以上有效信号能量比较弱.物理模拟地震资料有效信号的频带集中在８~５０H z ,主频为３０H z .②能量特征.能量在同一炮不同道之间㊁不同炮集之间分布相对均匀.③噪声和干扰波特征.主要的噪声类型为低频线性干扰㊁中高频线性干扰和多次波,多次波尤其发育.低频线性干扰频率主要分布在１２H z 以下,中高频线性干扰频率与有效信号频率重合.多次波能量强㊁类型多,既有水底相关多次波,又有层间多次波.因此,数据处理重点之一就是线性干扰的压制和多次波压制.图８a 为该测线某一单炮记录;图８b 为初始叠加剖面.可以看出,数据整体信噪比较高,但也存在线性干扰和多次波等不同种类的干扰波.由于目的层９１３第２期苟其勇等．川南页岩地层裂缝地震物理模拟及敏感属性分析㊀㊀㊀㊀图８㊀单炮记录(a)和初始叠加剖面(b)较薄(根据比例因子换算后为４０m)且横跨不同的裂缝密度薄片,使得对该目的层的地震分辨能力较低㊁裂缝响应特征不明显.３㊀物模数据处理和反演３．１㊀模型数据处理和成像３．１．１线性噪声压制针对物理模型原始地震数据的有效波和噪声的特点,应用一系列保真叠前去噪技术,以突出有效波及提高信噪比.针对线性干扰,利用阵列线性噪声压制技术进行压制,将物理模拟地震数据分解为不同的频带,在每一个频带内根据速度特征进行线性噪声和有效信号的分离.线性噪声在不同域中都会存在,通过在炮域㊁检波点域和C D P域等不同域中进行阵列线性噪声压制,能够取得较好的效果.针对低频线性噪声,对原始数据分析得到其频率主要分布在１０H z以下,通过限定０~１０H z频带,在此频带内根据线性噪声和有效信号的速度差异,利用阵列线性噪声压制技术,将线性噪声和有效信号分离,达到压制低频线性噪声的目的.中高频线性噪声的频带与有效信号的频带重合,因此对中高频线性噪声的压制要特别小心,易伤害有效波信息.针对该问题,采用了多域线性噪声压制思路,分别在炮域㊁检波点域和C D P域进行压制.先在炮域,然后在检波点域,最后在C D P域分别进行压制.在每一个域中通过将地震信号分解成不同的频带,在每一个频带中利用线性噪声与有效信号速度的差异将二者进行分离,最终达到噪声压制的目的.物理模拟地震数据中的侧反射是另一类干扰波,该干扰波最大的特点是同相轴的形态与有效信号差异极大,且在炮域和检波点域都具有该特征,利用该差异对侧反射进行有效压制.３．１．２㊀多次波压制与提高分辨率该物理模拟地震数据多次波较发育,能量强㊁类型多(水底相关长程多次波㊁层间短程多次波等).多次波压制主要是应用拉东变换和波动方程方法进行压制.首先,利用波动方程延拓的方法,在炮集域中压制与水底相关的多次波.然后,根据多次波和一次波的剩余时差的差异,利用高精度拉东变换对多次波做进一步的压制.最后,利用多道预测反褶积对剩余多次波进行压制.目的层龙一１亚段地层厚度４０m,需要在保证信噪比的情况下,尽可能提高物理模拟地震数据的分辨率,同时压制部分层间多次波.预测反褶积过程中的预测距离是关键参数之一,不同的预测距离直接影响信噪比和分辨率.通过测试对比不同的预测距离(２,４,８,１２,１６,２０,２４,２８,３２,３６,４０和４４m s),最终选用２０m s预测距离.预测反褶积中的算子长度是另一个关键参数.如果算子长度过小则预测反褶积效果不稳定,产生较小的振幅尖脉冲,并有相对高频的尾巴.较长的算子使谱进一步白化,接近于尖脉冲,但算子长度也不能过长,需要合适的算子长度.通过测试对比不同的算子长度(６０,１２０,１８０和０２３石㊀油㊀物㊀探第６２卷２００m s ),最终选用１２０m s 算子长度.预测反褶积统计子波时,可以采用单时窗也可以采用多时窗.按照浅层和目的层(２０００~２１５０m s )分开还是合并统计,给出单时窗和双时窗两种方法,其中,单时窗参数是指１４５０~４０００m s 时窗,双时窗指１４５０~２２００m s 和１９５０~４０００m s 两个时窗.经过测试对比,最终选用双时窗.图９为反褶积处理前㊁后的叠加剖面和对应的频谱,反褶积后频带从８~５０H z展宽到８~７５H z ,主频由３０H z 拓展到３８H z ,层间多次波得到了有效压制.图９㊀反褶积处理前(a )与反褶积处理后(b)的叠加剖面及对应频谱３．１．３㊀偏移成像合理准确的偏移速度场是高质量成像的前提.根据初始速度模型进行目标测线叠前时间偏移,得到偏移后的共反射点道集,对共反射点道集反动校,进行均方根速度分析,用新的速度对目标测线进行叠前时间偏移.如此迭代多次,直到共反射点道集同相轴拉平,使目标测线偏移效果最好,建立最终偏移速度模型完成数据偏移.构造偏移成像,采用的是弯曲射线克希霍夫叠前时间偏移,有利于保幅,在分辨率和构造成像方面具有明显的优势,可以使地下地质结构成像更加清晰㊁准确.除了偏移速度场外,影响克希霍夫叠前时间偏移成像精度的主要因素是偏移参数,包括偏移孔径和反假频因子等.选取偏移孔径的过程中分别试验了偏移孔径４,６,８,１０k m 的偏移结果,偏移孔径为４k m ,８k m 和１０k m 的偏移剖面中噪声相对较大,而偏移孔径为６k m 的剖面上噪声相对较少,最终选用的偏移孔径为６k m .选取反假频因子的过程中测试了０．５,１．０,２ ０,３．０共４个反假频因子偏移剖面,反假频因子为１．０时的偏移剖面信噪比最高,其它反假频因子偏移剖面噪声相对较多.因此,最终选取反假频因子为１．０.利用优选的偏移参数,通过速度模型的多轮更新迭代,最终得到该二维测线的偏移剖面(图１０).可以看到,该偏移剖面能够清晰地反映各套地层,目的层龙一１亚段地层响应在偏移剖面上的一个波谷中,该偏移结果可以作为后续裂缝预测的基础.１２３第２期苟其勇等．川南页岩地层裂缝地震物理模拟及敏感属性分析图１０㊀地震数值正演结果(a)与叠前时间偏移结果(b)的层位对比３．１．４㊀数值正演模拟及层位标定为了开展裂缝预测研究,需要明确各套地层在地震剖面上的响应特征.为此,利用数值正演模拟建立地质地震模型剖面与地震反射波场成像剖面之间的对应关系,以明确地质剖面各套地层与地震剖面同相轴之间的对应关系.根据图３提供的模型及相应的纵㊁横波速度㊁密度和地层厚度等参数,根据波阻抗模型可以计算出各个地层界面处的反射系数,选取雷克子波,与反射系数进行褶积正演,得到了图１０a所示的时间域地震数值正演模拟剖面.通过褶积正演剖面与图１０b中的时间域地震反射波场叠前偏移成像剖面的对比,明确了剖面各同相轴与地质模型各套地层的层位之间的对应关系,完成层位标定工作.３．１．５㊀道集优化及角道集分析在利用叠前地震道集进行弹性参数反演之前,需要对地震道集进行优化处理,目的是提高弹性参数反演的精度.物理模型采集数据叠前道集质量较高,并经过噪声压制进一步提高了道集质量.进行叠前弹性参数反演时,输入的是角道集,需要将原有偏移距道集转换为角道集.图１１为偏移距道集转为角道集的结果,可以看到目的层龙一１亚段(对应时间２．１s左右)最大入射角约２１ʎ.由于三参数反演要求最大入射角大于３０ʎ,而该观测系统采集数据最大入射角不满足该要求,因此需选择用两参数反演方法对资料进行反演.３．２㊀地震属性叠前反演根据S h u e y三项式公式可得:R(θ)ʈ１２Δv P vP＋Δρρæèçöø÷＋１２Δv Pv P－４v２Sv２PΔv S vS－æèç２v２S v２PΔρρöø÷s i n２θ＋１２Δv Pv P(t a n２θ－s i n２θ)(２) R(θ)ʈA＋B s i n２θ＋C(t a n２θ－s i n２θ)(３)㊀㊀据(３)式可反演出A,B,C三项参数.为了反演出三项参数,输入的道集入射角一般要大于３０ʎ,否则反演结果误差较大.如果入射角小于３０ʎ,利用G a r d n e r经验关系对S h u e y公式进行简化,变成两项公式,即R(θ)ʈA＋B s i n２θ(４)㊀㊀根据两项式公式反演弹性参数.１)纵横波速度v P和v S.２)阻抗因子F,表达式为:F＝Δv Pv P－１βv Sv PΔv S vSæèçöø÷(５)㊀㊀３)伪泊松比(P s e u d oＧP o i s s o n R e f l e c t i v i t y),表达式为:Δqq＝Δv Pv P－Δv Sv S,q＝v Pv S(６)㊀㊀４)纵波阻抗I P和横波阻抗I S,表达式为: R＝０．５ΔI PI P(１＋t a n２θ)－４v P vSæèçöø÷２ΔI SI S s i n２θ(７)㊀㊀５)弹性波阻抗由s h u e y的近似A V O公式计算:２２３石㊀油㊀物㊀探第６２卷图１１㊀偏移距道集(a)转为角道集(b)R(θ)＝N I＋G s i n２θ(８)式中:A V O截距为N I;A V O梯度为G;A V O乘积为G∗N I.６)泊松比(P o i s s o n),表达式为:Δσ(１－σ)２＝R０＋G(９)㊀㊀７)弹性模量表达式为:λ ρ＝６N I－２G(１０)μ ρ＝２N I－２G(１１)㊀㊀在反演不同敏感参数的过程中,为避免间接计算地震属性参数而造成的累积误差,本文中利用叠前C R P道集和不同的佐普里兹方程简化形式,直接反演不同敏感参数.需要指出的是,在地震物理模型数据采集过程中,由于换能器的指向性可能会造成大偏移距数据振幅的误差较大,从而影响A V O响应分析的精度,因此通常需要经过矫正,减小和消除换能器的指向性造成的影响.如图１１所示,本次物理模拟数据最大入射角为２１ʎ,由于换能器指向性造成的影响较小,因此没有针对大偏移距数据开展矫正.但是,在后续进一步开展三维长排列采集和数据处理过程中,有必要考虑到换能器指向性的影响,必须开展大偏移距道集的矫正.４㊀叠前裂缝预测与分析对物理模拟地震数据进行叠前弹性参数反演,得到相应的弹性参数剖面.利用图１０给出的地层标定结果,解释出目的层龙一１亚段地层的层位.利用该层位,提取反演的弹性参数值.通过对比,弹性波阻抗E I㊁阻抗因子F㊁A V O梯度G㊁横波阻抗S i m p㊁μρ㊁A V O截距N I㊁A V O乘积(G∗N I)是裂缝的敏感弹性参数.图１２为物理模拟地震数据C X５５０测线(图５a)过不同裂缝密度样块的叠前弹性参数反演结果.从反演剖面上可以看出,横向变化合理,没有出现异常值,纵向上地层分辨率较高,总体来看,反演结果相对比较合理.这些弹性参数在６个裂缝片对应位置有异常响应,而且异常响应的强弱与裂缝的密度基本吻合,唯一不足之处是横向分辨率不高,可能是二维测线偏移成像效果不理想造成的.图１２横轴表示各地震道对应的横坐标,纵轴表示各个弹性参数值,同时给出６个裂缝片对应的位置.图１２a为反演的弹性波阻抗E I剖面.由于地层倾斜,目的层龙一１亚段地层裂缝响应特征不能直观表达出来,对反演剖面进行了层拉平处理,其目的是为了更直观显示目的层龙一１亚段的裂缝响应特征.图１２b至图１２d分别为层拉平后的弹性波阻抗A V O截距和A V O梯度反演剖面.可见经层拉平后,裂缝得到明显突出.C X３５０测线穿过不同裂缝倾角区域(图５a),对该条测线进行叠前弹性参数反演,得到相应的弹性参数剖面(图１３).利用地层标定结果解释出目的层龙一１亚段地层的层位,提取各个反演的弹性参数值.经过对比,可以提取纵波阻抗(I P)㊁纵波速度(v P)㊁３２３第２期苟其勇等．川南页岩地层裂缝地震物理模拟及敏感属性分析。
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图1J地区龙马溪组优质页岩段沿层相干切片
间的对应关系来预测裂缝的空间展布［20-22］。
研究区主体为箱状背斜，平面上构造高部位的主曲率和主应力正值较高，是张应变条件下的张应力集中释放区，有利于裂缝的形成；其它部位的主曲率和主应力主要表现为负值或较低，属于负向构造部位，是压应变条件下的压应力集中释放区，不利于裂缝的发育。
利用JY1井、JY2井、JY3井的测井资料进行速度反演，得到速度体，再沿层提取其深度、速度值进行应力场分析。
从预测的裂缝指数（图2）看，区内主要的裂缝发育区呈红—淡绿色（裂缝指数＞0.1），其中，大、中型裂缝发育区呈黄色、红色（裂缝指数＞0.8），大型裂缝主要沿断层带呈线状分布，中型裂缝主要在构造主体部位上呈交错线状展布；淡绿色及淡黄色区为小型裂缝发育区（裂缝指数0.1～0.8），呈小型斑块状展布；淡蓝色及白色区则相对致密（裂缝指数＜0.1），零星展布。
以JY1井区为例，利用JY1井平台所钻的JYHF-1水平井，水平井段设计为北东—南西向，与主应力的走向垂直（图3a，水平井段玫瑰花图反映主应力为北西向，与裂缝走向一致），这与FMI测井分析的裂缝方向基本一致(图3b)；水平井段处于淡黄色—绿色区，属裂缝指数相对低值区，推测该井段的中型裂缝
图2J地区龙马溪组优质页岩段构造应力预测
裂缝指数强度与方向
图3JY1井区裂缝发育特征
1.3.3叠前各向异性裂缝预测
通过分析研究区叠前三维地震道集数据方位角和偏移距信息，认为基本满足了P波各向异性对裂缝预测的需要。
在地震资料处理过程中，相对保幅、保真处理的叠前道集在控制偏移距为20～3600m的前提下，基于对称原理及按方位角0°～180°均分，对15°、45°、75°、105°、135°、165°为中心角的方位角范围内的道集数据进行叠加、偏移及数据重构处理，得到具有六个中心角的方位角道集数据体；然后分析振幅随中心角的变化，并进行椭圆拟合得到各向异性强度值（图5）。
对目的层裂缝发育带进行振幅各向异性强度5）检测分析可知，中小型裂缝发育带主要分布在构造主体部位；大型裂缝则主要发育在断层及其附近区域——
—构造两翼部位（图5中的西北及东南部），基本上是由断层所引起的，呈现出与断层走向一致的条带状展布形态，并且各向异性强度值呈高值状＞1.3），该区域被认为不利于页岩气保存。
由图5可见，研究区构造主体部位的红色、黄色区各向异性大。
从过井各向异性强度剖面（图6）可见：龙马溪组优质页岩段JYHF-1井的水平段位于红色区，反映中小型裂缝相对密集发育；并且总体上裂缝发育段相对集中，没有向上扩张，这有利于页岩气的保存
图5J地区龙马溪组优质页岩段裂缝各向异性强度图２页岩裂缝综合评价
勘探开发实践证实，当页岩中存在断层或与断层伴生的裂缝时，页岩储层受到严重破坏，被保存
图4JY1井不同岩石裂缝密度时P波各向异性正演示意图
图6J地区龙马溪组页岩段过JY1、JYHF-1井
各向异性强度剖面图
的游离气极易释放。
因此，与断层沟通的裂缝一般情况下不利于页岩气的保存，如JY3井区向东南部打的一系列开发水平井，由于钻遇与断层伴生的大型裂缝系统，页岩气保存条件差而不得不临时终；其实真正对页岩储层起改善作用的是中小型裂，当中小型裂缝发育时，它们是页岩气聚集和运移的主要空间。
对比前述三种裂缝预测方法对应的结果（图1 2，图5），裂缝发育部位基本吻合，具有较好的可比性；同时，不同方法各有优势，并且也可相互验证和进行综合分析。
对于大型裂缝检测，相干体分析具有优势；对于中小型裂缝检测，以P波各向异性检测裂缝效果最佳，其次为应力场分析，相干体分析略弱。
综合分析可知：龙马溪组优质页岩段在构造主体部位的中小型裂缝相对发育且呈大面积小斑块状展布，有利于对页岩储层进行压裂及页岩气释放；断层及其伴生的大型裂缝主要集中发育于构造两翼。