快速识别页岩气_甜点_目标的时频电磁勘探技术及应用.docx

周印明，刘雪军，张春贺，等．快速识别页岩气“甜点”目标的时频电磁勘探技术及应 用［J］． 物 探 与 化 探，2015，39( 1) : 60 － 63，83． http: / / doi． org /10．11720 / wtyht．2015．1．10Zhou Y M，Liu X J，Zhang C H，et al．The TEEM technology for quick identification of ＇sweet spot＇ of shale gas and its applications［J］．Geophysical andGeochemical Exploration，2015，39( 1) : 60－63，83．http: / / doi．org / 10．11720 / wtyht．2015．1．10快速识别页岩 气“甜 点 ”目 标 的时频电磁勘探技术及应用 周印明1 ，刘雪军1 ，张春贺2 ，朱永山1( 1．中国石油集团 东方地球物理勘探有限责任公司，河北 涿州 072751; 2．中国地质调查局 油气资源调查中心，北京100029)摘 要: 通过研究南方碳酸盐岩海相地层发育区岩石标本电磁物性特征，得出页岩层系在地层剖面中为典型的低阻目标，具备利用电磁法勘探的基础，同时，基于岩石样品和井中岩芯的测定结果证实富有机质页岩层系的高极化响 应和高 TOC 含量有很好的对应关系，具备利用极化异常圈定页岩气“甜点”区的有利条件。时频电磁法将时间域 电性勘探和频率域极化性勘探结合在一起，通过大功率发射有效激发页岩层系的响应，配合地震勘探等技术，发挥 了综合勘探的技术经济优势，实现了快速识别页岩气“甜点”目标的目的。笔者从页岩气目标的物性基础研究入 手，总结了针对页岩气目标的电性和极化性异常提取和综合分析技术，为页岩气勘探提高成功率提供了一种快速 识别“甜点”目标的新思路和有效手段。关键词: 时频电磁法; 富有机质页岩; “甜点”目标; 电阻率; 极化率; 地震勘探; 时频—地震联合反演中图分类号:文献标识码:文章编号: 1000－8918( 2015) 01－0060－04P631A页岩气在非常规天然气中异军突起，已成为全球油气资源勘探开发的新亮点。加快页岩气资源勘 探与开发，已成为世界主要页岩气资源大国和地区 的共同选择。地球物理勘探在常规能源勘探中发挥 了巨大的作用。如何有效应用地球物理勘查技术发 现页岩油气目标和提高采收率，成为我国页岩气勘 查与开发所面临的重要研究课题之一，其中如何快 速识别页岩气“甜点”区成为关键。所谓页岩气“甜 点”是指最佳的页岩气勘探与开发的区域或层位， 其典型 特 征 为: 页 岩 厚 度 大 ( ＞ 30 m) 、处 于“生 气 窗”、有机质含量高、石英等脆性矿物含量高 ( 可压 性强) 、蒙脱石含量低、超压、气测异常、与常规油气 藏相邻、地表条件良好 等［1－3］。我国南方地区的复 杂地表条件和高陡构造地层导致常规地震勘探方法 的使用受到限制，高阻的碳酸盐岩地层阻挡了地震 弹性波向下 穿 透，难以获取地层深部的可靠信息。 时频电磁法勘探通过探测油气藏的电性及电化学异 常来确定含油气状况，它不是检测油气藏中的烃类 成分，而是直接探测油气藏本身，因此时频电磁法勘探方法具有其他非地震方法所不可比拟的优势。时频电磁法勘探激发场源强，是地面油气检测技术中 最有潜力的方法之一［4－6］。但是常规油气藏的异常 模式与非常规的油气藏的异常模式有所不同，很难 用现有针对前者的方法技术来全面有效地解决后者 问题。通过在南方碳酸盐岩发育区开展的页岩气时频电磁法勘探攻关工作，综合总结了富有机质页岩 层系电阻率和极化率特征，证明时频电磁法对页岩 气藏是一种行之有效的勘探方法，可以快速圈定富 有机质页岩层系及“甜点”目标。1富有机质页岩电磁特性对从页岩气目标区采集的岩石标本进行电性测定，获得了该区主要沉积岩的电性统计数据( 表 1) 。 表中可见，相对于其他沉积岩，本区的页岩层系电阻 率较低。测井资料也表明，本区页岩、泥岩含量高， 束缚水饱和度高，而这两者的电阻率都很低，使得页 岩层系相对于其他沉积岩有较低的电阻率。美 洲地区页岩层系电性结构研究表明［7］，富含收稿日期: 2014－01－18基金项目: 国家重大专项( 2011ZX05019－007) ; 中国石油集团东方地球物理公司科技项目(1 期周印明等: 快速识别页岩气“甜点”目标的时频电磁勘探技术及应用·61·表 1 岩石标本电性参数测定结果物理、化学和其他响应的异常。综合上述分析，在南方碳酸盐岩海相地层发育 区，页岩层系具有以下电磁属性及规律: ①泥页岩不 含气时通常为低阻目标层，含气或富含有机质时，表 现为局部