AVO反演技术在页岩气勘探开发中的应用

在北美，天然气的勘探和开发由常规储层转到非常规储层，如煤层气、致密砂岩气和页岩气。这些非常规储层是低孔低渗的，气体储集在天然裂缝、夹层或者基质孔隙中。由于低渗透率，可以通过水力压裂增产获得工业价值的天然气产量。有效增产需要打通天然裂缝中的通道或由于地质力学脆性而易于发育裂缝的“甜点区”。所以，预测天然裂缝和裂缝区的“甜点”是勘探这些圈闭的关键。

ＡＶＯ叠前反演技术是油气勘探领域正在兴起的一项新技术，该技术通过研究地下介质的地震反射波振幅随炮间距的变化来反映地下介质的岩性和孔隙流体的性质，进而直接预测储层。ＡＶＯ叠前反演所依据岩石物理学理论和振幅随偏移距变化理论，借助于Ｚｏｅｐｐｒｉｔｚ方程或近似式，对ＣＤＰ道集反射振幅的变化作最小平方拟合，直至理论值与观测值很好的拟合为止，最终导出泊松比、拉梅常数、体积模量、切变模量和杨氏模量等弹性参数，进而进行岩性识别，寻找由于岩石力学脆性而导致破碎带和易于破碎带是非常适用的方法。

σσσσ供高的地质力学脆性支持额外的断裂。将刚性模量在４￣８Ｇ．Ｐａ作为划分岩石脆性区和塑性区的分界是较为合理的，因为Ｂａｒｎｅｔｔ页岩有裂缝当前，日益增加的能源需求和供应滞后所导致着石油和天然气的价格上涨是人们转向寻找非常规油气藏的主要动力。而作为三大非常规油气藏（页岩气、煤层气和可燃冰）之一的页岩气必然备受关注。２００８年４月２０日￣２３日在美国Ｓａｎ－Ａｎｔｏｎｉｏ召开的ＡＡＰＧ年会，使页岩气在近年来再次成为油气地质研究的热点。

与传统意义上的泥页岩裂缝气并不相同，现代概念的页岩气是主体上以吸附和游离状态同时赋存于具有生烃能力泥岩及页岩等地层中的天然气聚集，具有自生自储、吸附成藏、隐蔽聚集等地质特点。美国在页岩气勘探开发中采用了致密岩石分析技术、录井和测井技术、水平井钻井技术、特殊的完井工艺以及水力压裂等储层改造技术。

页岩既是气源岩，又是储集层和封盖层。一般表现为致密物性特点，若含气则有效孔隙度一般只为１％￣５％。页岩气藏因为页岩基质孔隙度很低。最高仅为４％￣５％，渗透率小于１×１０ｕｍ，因此，主要由裂缝提供其存储空间。故页岩气的开发主要是找裂缝区或是由于岩石力学脆性而导致破碎带和易于破碎带，这样的“甜点区”，来布置井位或者实施压裂，以达到节约成本，增加生产效率的目的。ＡＶＯ叠前反演技术是油气勘探领域正在兴起的一项新技术，通过研究地下介质的地震反射波振幅随炮间距的变化来反映地下介质的岩性和孔隙流体的性质，进而直接预测储层。ＡＶＯ叠前反演所依据的是岩石物理学理论和振幅随偏移距变化理论，通过借助于Ｚｏｅｐｐｒｉｔｚ方程或近似式，对ＣＤＰ道集反射振幅的变化作最小平方拟合，直至理论与观测值很好的拟合为止，最终导出泊松比σ、拉梅常数λ、体积模量Ｋ、剪切模量μ和杨氏模量Ｅ等弹性参数，进而进行岩性识别。

上述参数与岩石密度ρ、纵波速度ν和横波速度ω具有以下关系：

以目前勘探开发程度最高的Ｂａｒｎｅｔｔ页岩来制作岩性模板指导我国研究与实践，具有一定的意义。

杨氏模量Ｅ和泊松比的力学性质如图１所示。初步观察，图１中Ｂａｒｎｅｔｔ页岩泊松比随着杨氏模量Ｅ增加而减小，杨氏模量Ｅ和泊松比是负线性关系。

我们可以通过下面的公式更好的理解各参数之间的关系：

式中泊松比、拉梅常数λ、体积模量Ｋ、剪切模量μ和杨氏模量Ｅ，只有λ和μ是独立的，知道这２个参数就可以求出其他３个。各种岩性的地层都有不同的岩石弹性参数，而且一般都在某一固定范围内。

图２是杨氏模量、拉梅系数和刚性模量，泊松比交汇图，影响杨氏模量的主要因素是岩石内部的结构、岩石的矿物成分、构造和孔隙度；拉梅系数在储层描述中与不可压缩性关系密切；刚性模量在地质解释中表征了岩层或岩体承受剪切力的能力，其值大小反映了岩石的柔韧性；泊松比是一个与岩石的矿物成分、结构、构造、孔隙度盒含水饱和度等有关的无量纲物理参数，能够更深刻的反映岩体的岩石特征和构造变化规律。在地震资

料的储层描述中，常用刚性（）和不可压缩性（）来描述岩石的岩性和岩石孔隙的流体的性质。

用ＡＶＯ／ＬＭＲ（Ｌａｍｂｄａ，Ｍｕ，Ｒｈｏ即拉梅常数λ、刚性模量μ、岩石密度ρ）反演分析裂缝和裂缝发育能力需要高的μ或者值。

结合Ｂａｒｎｅｔｔ页岩的物理特性，我将刚性模量在４￣８Ｇ．Ｐａ作为划分岩石脆性区和塑性区的分界。这个交汇图可以作为用地球物理和ＡＶＯ方法来寻找类似页岩气的模板。利用３Ｄ地震ＡＶＯ反演出岩石的力学物理参数。重点看来刚性模量大于４￣８Ｇ．Ｐａ．的“甜点区”，早期布置探井，节约成本，后期进行压裂开采，提高压裂效果。用常规的各向异性ＡＶＯ来识别可以通过有效水力压裂增产的致密页岩圈闭的“甜点区”。基于和Ｂａｒｎｅｔｔ页岩的对比，最优的页岩气属性应具有低的λ值（不可压缩性）和高的μ值（刚性）可以提供高的地质力学脆性支持额外的断裂。确定高μρ的易于破碎带再结合３Ｄ相干体确定断层以及ＡＶＡＺ确定断裂强度和方向量，对生产实践中具有一定的指导意义。

用ＡＶＯ／ＬＭＲ反演出岩石的力学物理性质，并以勘探开发程度最高的Ｂａｒｎｅｔｔ页岩岩石属性制作的岩性模板，来寻找我国类似页岩具有一定的指导意义。基于和Ｂａｒｎｅｔｔ页岩的对比，最优的页岩气属性应具有低的λ值（不可压缩性）和高的μ值（刚性）可以提－３

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ＡＶＯ反演技术的应用

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结语

图１Ｂａｒｎｅｔｔ页岩泊松比和杨氏模量的关系

（据Ｇｒｉｇｇ，ＳＰＥ２００４改）

（转１２０页）

ＡＶＯ反演技术在页岩气勘探开发中的应用

陈俊

（中国地质大学＜北京＞能源学院）

摘要关键词本文对ＡＶＯ叠前反演的原理进行了简单剖析，并以勘探开发程度较为成熟的福特沃斯盆地Ｂａｒｎｅｔｔ页岩为例，制作页岩气岩性模板，为国内的页岩气勘探与开发提供新的思路。

ＡＶＯ反演页岩气岩性模板“甜点区”Ｚｏｅｐｐｒｉｔｚ方程

供水水量漏失率是反映企业管理水平的重要标志之一，在供水管理中，漏失率的大小直接影响着供水成本、产销差率、服务质量等。而最大限度地降低水量流失，减少无效供水，不仅是供水管理的重要任务，也是供水企业提高经济效益、降低成本的重要因素。降低供水管网漏损率蕴藏着极大的经济效果和社会效益。为此，我们根据供水目前的状况和在生产过程中的实际分析，供水漏失一般由管网漏失、管理漏失和计量漏失造成的。（１）管网漏失。①管线漏失最明显的表现就是管线漏水，管线漏水的原因是各种各样的：管线老化严重，穿孔、破裂、焊接口断裂等时有发生。其漏水量不容忽视，特别是压力稍大时，可以说是整管到处都漏。随着管网服务年限的增长，管线腐蚀老化日趋严重，许多楼房建成于８０年代，但从未进行过管网改造，所以供水管线管壁变薄，导致管线经常出现“跑、冒、滴、漏”的现象发生，造成管网漏水；还有个别新建楼房，由于施工单位偷工减料，造成了管线漏水，而且是暗流，很难发现，对我们的查找漏失工作造成了一定的难度。②阀门安装、阀井筑砌不规范，伸缩器不合格不能伸缩，造成阀门维护工作难以开展，发生漏水后难以维修。表前附件漏水处理不及时，甚至长期跑、冒、滴、漏。

（２）管理漏失。①由于历史原因，个别的供水设施在建设上一直无正规的、长期的规划，管理松散，管网铺设混乱，管线走向不清，使用部门对资料的重视程度不够，致使很多原始资料没有保存，一些管线的走向无法准确查找。这些情况给我们现在的管理工作带来很大的难度，使得部分工厂、企业等用户有了可乘之机，在我们不清楚的管线上私接管线长期用水，不但不缴纳水费，而且也使得一些管线漏水不能被及时发现和维修，造成了管理上的供水漏失。②在管网维修工作中，我们发现在主管线和楼前管上有很多走向不正常的管线，通过认真查看，发现这些管线是用户单位和个人私接的用水管线。但是，这种私接管线一般都十分地隐蔽，很难发现，长期偷用水，造成水量的漏失。③消火栓管理不力，从消火栓上大量盗水。

（３）计量漏失。计量的作用便是为了准确用水量，理论上应当不存在漏失的可能，但是，实际上却有计量漏失。①部分用户或用户用水量增大时，故意损坏水表进行盗水而计收少，造成漏失。②一些居民用户的“节水意识”都有很大提高，他们利用水表精确度的缺陷，人为的控制水流量，每天可接几桶水而水表不走一个数字；还有的自行拆装水表，使水表在一定时间里倒转，从而达到节约用水量的目的。这些行为也是造成水量漏失的原因。③抄表收费员管理不力，存在人情水、关系水，少抄、低估等现象，也是造成水量漏失的原因之一。（１）科学规划，精心设计。①通过管网规划实施，合理调度供水，使供水的流量、压力在合理的经济范围内，既保证居民生活的需要，又保证供水管网的合理、经济、安全运行。②管材的选用积极推广新型管材。推广使用ＰＰＲ管、ＰＥ管和塑料复合管，坚决淘汰灰口铸铁管和钢管，保证安全供水和防止水质二次污染，满足供水需要。③加强管网巡检维护工作，及时发现、处理漏水。埋设较浅的管道，漏水大多冒出地面；此外，阀门漏水也为数不少。所以，加强管网巡检工作，把管网分区域落实到人，定期巡检、维护。④积极进行科学管网改造工作。⑤认真做好管道施工竣工图绘制，及时归档备案，方便管网维修、管理。

（２）尽可能安装使用精确度高的水表，可防止个别用户的不正确的“节水意识”。对单位和个人用表，在水表安装带铅封的卡子，防止个别用户私自拆装水表。

（３）加强计量管理。①出厂水计量器具选型必须先进准确，确保计量正确。建议将来出厂水计量器选用管段式电磁流量计。②加强用户水表的强行周检工作，减少计量漏失。③细划片区，尝试分区分片，指标承包，即：抄表员、收费员、督查员捆邦指标承包。健全激励机制，利于分区分片指标承包和考核。降低水量漏失率工作是一项长期任务，需要我们相互协调，综合治理，需要我们不断创新，从机制上探求一种最科学的管理办法，真正使得漏失率达到有效控制，为节约每一滴水资源，让我们用“水带微笑进万家”的服务理念更好地为用户服务。

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供水漏失原因

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控制水量漏失的措施

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结语

参考文献

作者简介［１］《最新供水企业精细化管理实用手册》．中国城市管理出版社［２］《最新城镇供水国家标准规范及法规汇编》．科学技术出版社［３］《中国城镇供水技术发展手册》．中国建筑工业出版社［４］《城市供水管网漏损控制及评定标准》．国家建设部

程维兰，现任中原油田供水管理处工程师。

（收稿日期：２０１１－０２－１６）

供水水量漏失的原因分析及控制措施

程维兰

张慧敏

（河南濮阳中原油田供水管理处）

摘要关键词本文通过对当前供水企业漏失原因的现状进行阐述，对漏失形成的原因进行了科学、客观的分析，并提出了降低漏失的控制措施。

供水漏失控制措施（接９４页）发育能力是因为，对其他页岩来说，它具有高的石英含量。可以基于区域石英含量相对的修改“甜点区”的划分边界，确定了高μρ的易于破碎带再结合３Ｄ相干体确定断层以及ＡＶＡＺ确定断裂强度和方向量，或使用独立参数产生的综合属性体，提供断裂发育区强有力的证据。

和天然裂缝参考文献

作者简介［１］何诚，蔡友红，李刊登．ＡＶＯ属性交汇图解释技术在碳酸盐岩储层预测中的应用．石油地球物理勘探，４０（６）：７１１

［２］刘洪林，王莉，王红岩，等．中国页岩气勘探开发适用技术探讨．油气井测试，１８（４）：６８－７２

［３］江怀友，宋新民，安晓璇，等．世界页岩气资源与勘探开发技术综述．天然气技术，２（６）：２６－３０

［４］刘雯林．油气田开发地震技术：石油工业出版社，［５］李艳玲．ＡＶＯ叠前反演技术研究．大庆石油地质与开发，

２５（５）：１０３

［６］苑书金，于常青．地震弹性属性的解释和应用．勘探地球物理进展，２８（４）：２３４－２３６

［７］张金川，汪宗余，聂海宽，等．页岩气及其勘探研究意义．现代地质，２２（４）：６４０－６４７

［８］张金川，徐波，聂海宽，等．中国页岩气资源勘探潜力．天然气工业，２８（６）：１３６－１３９

［９］ＧｒｉｇｇＭ．，２００４，ＧａｓＳｈａｌｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＥｘｃｈａｎｇｅ，ＳＰＥ

［１０］ＧｏｏｄｗａｙＷ，ＡＶＯａｎｄＬａｍéｃｏｎｓｔａｎｔｓｆｏｒｒｏｃｋｐａｒａｍｅｔｅｒｉｚａｔｉｏｎａｎｄｆｌｕｉｄｄｅｔｅｃｔｉｏｎ．ＣＳＥＧＲｅｃｏｒｄｅｒＪｕｎｅ＇０１，２００１

［１１］ＧｏｏｄｗａｙＷ．ＶａｒｓｅｋＪ．ａｎｄＡｂａｃｏＣ．，ＰｒａｃｔｉａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＰ－ｗａｖｅＡＶＯｆｏｒｕｎｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｇａｓＲｅｓｏｕｒｃｅＰｌａｙｓ－１ＳｅｉｓｍｉｃｐｅｔｒｏｐｈｙｓｉｃｓａｎｄｉｓｏｔｒｏｐｉｃＡＶＯ，陈俊（１９８６－），硕士，主要从事储层沉积学和石油地质学方面的研究。

（收稿日期：２０１１－０３－０４）

２００５２００９２００８，１９９５

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