岩气藏地震预测技术调查报告

1、 HYPERLINK 页岩气藏地地震预测测技术调调研王 强目录一、国外页页岩气勘勘探开发发现状.（1）二、中国页页岩气勘勘探开发发现状.（3）三、页岩气气藏的地地质特征征.（55）四、页岩气气勘探原原则.（6）五、页岩气气藏勘探探目标.（7）六、页岩气气藏地震震预测技技术.（7）1.泥（页页）岩地地层裂缝缝的地质质特征.（8）2.页岩气气藏地震震预测.（9）3.泥页岩岩裂缝发发育带地震震预测.（100）1）基于地地震构造造解释和和沉积分分析的裂裂缝预测测.（100）2）叠后地地震属性性裂缝预预测.（111）（1）相干干分析法法裂缝预预测.（111）（2）方差差分析法法裂缝预预测.（133）（3

2、）边缘缘检测分分析法裂裂缝预测测.（133）（4）传统统地震属属性分析析法裂缝缝预测.（177）（5）沿层层构造属属性分析析法裂缝缝预测.（19）（6）地震震曲率分分析法裂裂缝预测测.（199）（7）分频频属性分分析法裂裂缝预测测.（233）（8）吸收收系数分分析法裂裂缝预测测.（266）（9）层间间地震信信息差异分分析法裂裂缝预测测.（277）（10）地地震预测测压力分分析法裂裂缝预测测.（28）3）叠前地地震属性性裂缝预预测.（330）（1）AVVO分析析法裂缝缝预测.（331）（2）AVVA（振振幅随入入射角变变化）分分析法裂裂缝预测测.（332）（3）FVVO分析析法裂缝缝预测.（33

3、3）4)方位地地震P波波属性裂裂缝预测测.（333）（1）AVVA（方方位AVVO）分分析法裂裂缝预测测.（334）（2）VVVA分析析法裂缝缝预测.（338）（3）IPPVA分分析法裂裂缝预测测.（411）（4) FFVA分分析法裂裂缝预测测.（443）（5）AVVAZ（即即AVOOA）分分析法裂裂缝预测测.（444）5）多波多多分量地地震属性性裂缝预预测.（447）6）地震与与测井综综合裂缝缝预测.（500）（1）泥岩岩裂缝储储层特征征参数提提取和储储层特征征反演法法.（511）（2）BPP神经网网络法.（522）（3）基于于GA-BP理理论的储储层视裂裂缝密度度地震非非线性反反演法.（5

4、53）7）构造正正反演裂裂缝预测测.（554）8）构造应应力场模模拟裂缝缝预测.（56）9）地震波波分形分分析裂缝缝预测.（577）10）裂缝缝综合预预测.（559）（1）数据据融合分分析法.（599）（2）多种种方法预预测结果果迭合交交集分析析法.（600）（3）多种种方法预预测结果果的优选选分析法法.（611）4.泥页岩岩裂缝发发育带含含气性预预测.（611）七、在页岩岩气藏钻钻探和开开发中应应用的地地震技术术.（622）1.基于三三维地震震解释的的水平井井轨迹设设计技术术.（662）2.微地震震监测技技术.（622）八、几点认认识和建建议.（665）参考文献.（667）随着中国经经济的快

5、快速增长长,对能能源的需需求量越越来越大大,常规规油气已已不能满满足国民民经济发发展的需需要。中中国迫切切需要新新的能源源来满足足国内日日益增长长的能源源需求。新新能源包包括不可可再生能能源中的的煤层气气(瓦斯斯)、油油砂矿、油油页岩、可可燃冰、页岩岩气天然然气水合合物等和和可再生生能源中中的地热热、生物物燃料、太太阳能、风风能等。中中国新能能源资源源十分丰丰富,发发展新能能源对国国家能源源安全、环环境改善善、煤炭炭安全生生产、三三农问题题等具有有重要的的战略意意义。非构造控藏藏是包括括煤层气气、页岩岩气、根根缘气、水水溶气、水水合物等等类型在在内的几几乎所有有非常规规机理天天然气聚聚集的共共

6、同特征征，其中,根缘气气、煤层层气和页页岩气的的勘探开开发价值值较高,也是目目前非常常规天然然气勘探探中的主主要类型型。页岩岩气是以以多种相相态存在在、主体体上富集集于泥页页岩（部部分粉砂砂岩）地地层中的的天然气气聚集。页页岩气藏藏中的天天然气不不仅包括括了存在在于裂缝缝中的游游离相天天然气，也也包括了了存在于于岩石颗颗粒表面面上的吸吸附气。页页岩气与与其他类类型天气气的显著著差别在在于，其其具有典典型的“自生自自储”特点。页页岩气既既可以是是生物成成因气也也可以是是热成因因气，或或是生物物成因气气与热成成因气的的混合气气。页岩岩气具有有煤层气气和根缘缘气在成成藏意义义上的双双重特征征,吸附附

7、机理的的存在提提高了页页岩气资资源量并并延伸了了勘探领领域,页页岩气可可能是中中国南方方地区油油气进一一步勘探探的重要要突破口口。一、国外页页岩气勘勘探开发发现状12世界范围内内泥岩与与页岩约约占全部部沉积岩岩的 660%，页页岩气资资源前景景巨大，其其资源量量为，主主要分布布在北美美、中亚亚、中国国、拉美美、中东东、北非非和前苏苏联。页岩气的研研究开始始于美国国，美国国的第一一口工业业性天然然气钻井井（18821年年钻至88m深度度时产出出裂缝气气）就是是页岩气气井，拉拉开了美美国天然然气工业业发展的的序幕。到到19226年时时，发现现的东肯肯塔基和和西弗吉吉尼亚气气田（泥泥盆系页页岩）已已

8、成为当当时世界界上最大大的天然然气田。从从19880年开开始，美美国天然然气研究究所开始始对东部部页岩气气进行系系统研究究，主要要目的是是摸清页页岩气分分布规律律并进行行资源潜潜力评价价,不不断地发发现新的的页岩气气田并进进一步提提高页岩岩气产量量、储量量，随后后页岩气气勘探和和研究迅迅速向其其他地区区扩展,页岩气气研究全全面开展展。美国目目前已在在密西根根、阿巴巴拉契亚亚、伊利诺诺斯、威威利斯顿顿、沃斯斯堡、圣圣胡安、富特沃斯、阿纳达科、阿科马、路易斯安娜等多个盆地中发现并开采了页岩气（见图1），在1981年至1999年期间，美国页岩气钻井总数超过了 2.8万口，2006年时已超过了 3.9

9、5万口，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的 1.6%，为全美探明天然气储量的2.3%。2005年，美国页岩气产量占其天然气总产量的4.5%，目前已达到10%左右。由美国近几年非常规气产量增长趋势图（见图2）可知，页岩气产量成指数增长，是目前经济技术条件下天然气工业化勘探开发的重要领域和目标。图1 美美国页岩岩气盆地地分布图图 （据潘仁芳芳，20009）图2 美美国非常常规气产产量增长长图 （据潘仁芳，2009）此外，加拿拿大也已已经开始始了页岩岩气勘探探开发，并并取得了了一定的的效益。目前美国和加拿大的页岩气勘探开发正处于快速发展阶段。二、中国页页岩气勘勘探开发

10、发现状3我国页岩气气资源丰丰富，资资源量达达到100010122m3（Roogneer，119977），约约为常规规天然气气量的两两倍,具具有良好好的勘探探前景。与美国国页岩气气发育盆盆地对比比发现，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的地质背景和条件。根据地质背景，可将我国的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区（见图3）。图3 中中国潜在在的页岩岩气发育育区分布布图（据张金金川，220088）中国南方从从震旦纪纪到中三三叠世，发发育了面面积达22001044km22的海相相地层，形形成了88套以黑黑色页岩岩为主的

11、的烃源岩岩层系其其中下寒寒武统、上上奥陶统统（五峰峰组）下志留留统（龙龙马溪组组）、下下二叠统统、上二二叠统等等4套烃烃源岩是是区域主主力烃源源岩。将将这几套套地层与与美国东东部对比比可知，在在构造运运动强度度、页岩岩形成时时代上具具有相似似性。这这4套地地层分布布广、厚厚度大，有有机质含含量高，是是南方最最有利的的页岩气气勘探层层位。四川盆盆地具有有与美国国典型盆盆地相似似的地质质条件和和构造演演化特点点，均属属于古生生代发育育的海相相沉积盆盆地，具具有较大大的页岩岩气勘探探前景。目前中国南南方页岩岩气勘探探程度还还很低，井井浅数量量少，只只有少数数的井钻钻遇了寒寒武系和和志留系系。这在在认

12、识上上还有缺缺憾。仅仅仅在四四川盆地地的部分分地区发发现有一一定规模模的气田田，其他他地区的的勘探基基本还是是空白。同同时，中中国南方方页岩普普遍为有有机质含含量高的的黑色页页岩，具具有埋深深浅、面面积大、层层厚等特特点，最最大厚度度超过114000m。调调查表明明，我国国黑色页页岩分布布十分广广泛，南南方、鄂鄂尔多斯斯、吐哈哈、茂名名和抚顺顺等地区区的页岩岩和油页页岩，都都富含有有机质。中中国南方方是页岩岩气勘探探开发的的有利首首选区域域，四川川盆地、鄂鄂西渝东及及中下扬扬子地区区是平面面上分布布的有利利区。四川盆地上上三叠统统须家河河组煤系系，煤岩岩瓦斯含含量低，有有利页岩岩气成藏藏。 有

13、有利区块块有二：一是川川西南威威远背斜斜周缘及及川南之之北段区区块；二二是米仓仓山前缘缘，目的的层埋藏藏较浅。油油系泥质质烃源岩岩有利页页岩气成成藏的层层系是下下侏罗统统，有利利区块位位于川东东北、川川北有机机质成熟熟度高的的高陡构构造翼部部及盆地地边缘浅浅埋带。在在大巴山山靠盆地地一侧，江江南古陆陆西北缘缘，其有有机质成成熟度有有降低的的趋势，不不失为页页岩气成成藏的有有利地带带4。四川盆地威威远地区区的九老老洞页岩岩、灯影影组页岩岩和泸州州地区下下志留统统龙马溪溪页岩，其其有机质质丰富、厚厚度大，具具备页岩岩气成藏藏的条件件。其中中威远地地区、阳阳高寺和和九奎山山的1558口井井在复查查中

14、普遍遍见显示示。尤其其是19966年年完钻的的威5井井，钻遇遇九老洞洞页岩段段发现气气浸与井井喷，后后测试产产气量为为2.446104m3d。专专家认为为，上述述两个地地层的页页岩气资资源潜力力应该在在（6.888.4）1012m3，相当于四川盆地常规天然气资源总量5中国南方广广大地区区分布的的志留系系地层中中,发育育大套黑黑色页岩岩,有机机碳含量量大多达达10% 115%,演化程程度较高高,可形形成的泥泥(页)岩气资资源潜力相相当可观观,华南南褶皱带带和秦岭岭褶皱带带、扬子子准地台台均是勘勘探的有有利区域域。另外外,松辽辽白垩系系、渤海海湾盆地地、江汉汉盆地的的第三系系、四川川盆地的的中生界

15、界、南华华北、柴柴达木以以及酒泉泉盆地均均具有一一定的泥泥(页)岩气。在华北-东北地地区，页页岩气更更可能发发生在主主力产油油气层的的底部或或下部，区区域上的的古生界界、鄂尔尔多斯盆盆地的中中古生界界、松辽辽盆地的的中生界界、渤海海湾盆地地埋藏较较浅的古古近系等等。泥页页岩累计计厚度在在5020000m之之间，平平均有机机碳含量量为1.02.00，局局部平均均只可达达4.00，对对应有机机质成熟熟度变化化较大。在西北地区区，页岩岩气大部部分分布布在中生生界（侏侏罗系及及三叠系系等）和和盆地边边缘埋藏藏较浅的的古生界界泥页岩岩中。西西北地区区页岩有有机质含含量平均均值普遍遍较高，成成熟度变变化范

16、围围也较大大。青藏藏地区的的地表环环境虽然然较差，但但中古生界界你页岩岩地层厚厚度大，有有机质含含量高，有有机质演演化成熟熟度适中中，也是是页岩气气发育的的有前景景地区。目前我国页页岩气勘勘探进展展情况：2009年年8 月月 177 日綦綦江页岩岩气开发发项目启启动.标标志着我我国正式式开始新新型能源源页岩气气的勘探探与开发发。该项项目是一一条以綦綦江为起起点，经经万盛、南南川、武武隆、彭彭水、黔黔江、酉酉阳、秀秀山的勘勘探路线线。BGP2339-222111联队承承担云南南彝良小小草坝赫章工工区20011年年页岩气气项目二维维地震勘勘探采集集工程，于于20111年44月199日圆满满完成。B

17、GP22202队队承担四四川筠连连沐爱地地区昭通通页岩气气沐爱三三维地震震勘探项项目于220111年2月月启动，这这是国内内首个页页岩气三三维地震震勘探项项目。2011年年5月55日，BBGP综综合物化化探事业业部四川川筠连页页岩气非非地震勘勘探项目目启动。三、页岩气气藏的地地质特征6页岩气藏是是指以连连续的生生物作用用为主或或通过热热成熟作作用及两两者结合合作用生生成的天天然气在在烃源岩岩中的聚聚集，具具有以下下成藏要要素和地地质特征征：1.页岩气气藏烃源源岩多为为沥青质质或富含含有机质质的暗色色、黑色色泥页岩岩和高碳碳泥页岩岩类。形成“自生自自储”式油气气藏,烃源源岩厚度度必须超超过有效效

18、排烃厚厚度，根据美美国页岩岩气藏烃烃源岩厚厚度估计计：美国55大页岩岩气藏的的页岩层层厚度为为30-6000m 。2.页岩气气藏因为为页岩自自身的有有效基质质孔隙度度很低,主要由由大范围围发育的的区域性性裂缝,或热裂裂解生气气阶段产产生异常常高压在在沿应力力集中面面、岩性性接触过过渡面或或脆性薄薄弱面产产生的裂裂缝提供供成藏所所需的最最低限度度的储集集孔隙度度和渗透透率。3.页岩气气藏是“自生自自储”式气藏藏,运移移距离极极短,其其现今保保存状态态基本上上可以反反映烃类类运移时时的状态态,即天天然气主主要以游游离相、吸吸附相和和溶解相相存在。当当达到热热裂解生生气阶段段,由于于压力升升高,若若

19、页岩内内部产生生裂缝,则天然气气以游离离相为主主向其中中运移聚聚集,受受周围致致密页岩岩烃源岩岩层遮挡挡、圈闭闭,易形形成工业业性页岩岩气藏。天然气气继续大大量生成成,会因因生烃膨膨胀作用用而使富富余的天天然气向向外扩散散运移,故此时时不论是是页岩地地层本身身还是薄薄互层分分布的砂砂岩储层层,均表表现为普普遍的饱饱含气性性。4.页岩气气藏形成成于烃源源岩层内内由致密密部分包包围的裂裂缝发育育区域,与构造造位置关关系不大大，形成成一般意意义上的的“隐蔽圈圈闭”型气藏藏。如果页页岩内部部未能产产生裂缝缝系统,则天然然气生成成后直接接向临近近致密储储层中聚聚集形成成深盆气气藏。泥岩(页岩岩)的大大量

20、生、排排烃可以以使自身身产生微微裂缝,生成的的天然气气以游离离、裂缝缝表面吸吸附及泥泥 (页页)岩孔孔隙表面面吸附等等方式赋赋存在泥泥(页)岩中,裂缝-微裂缝缝发育带带是气藏藏形成的的有利区区域。5.热裂解解生气阶阶段形成成的页岩岩气藏常常具异常常高压,而生物物化学生生气成藏藏方式常常导致气气藏具异异常低压压,如美美国Anntriim页岩岩气藏主主要由浅浅层生物物气组成成,埋藏藏深度仅仅为1880-7200m,具具异常低低压。6.页岩气气藏的分分布范围围理论上上可以与与有效烃烃源岩的的面积相相当,但但实际上上受诸多多因素影影响。最最主要是是受裂缝缝发育部部位控制制,张性性裂隙发发育在背背斜构造

21、造缓翼靠靠近轴部部的部分分,向斜斜范围内内也存在在张性裂裂隙；其次,只有发发育超过过有效排排烃厚度度的烃源源岩才能能在内部部形成原原地驻留留气藏。所所以,盆盆地边缘缘斜坡页页岩厚度度适当且且易形成成张性裂裂隙,是是页岩气气藏发育育的最有有利区域域；盆地中中心区域域的厚层层页岩,在热裂裂解生气气阶段若若能形成成大面积积的超压压破裂缝缝,也可可形成页页岩气藏藏。在目目前的经经济、技技术条件件下,可可供工业业开采的的气藏主主要分布布在1880226000米。总之，页岩岩气藏属属于隐蔽蔽气藏,其发育育需要厚厚层的成成熟页岩岩或煤层层充当烃烃源岩,裂缝充充当重要要储集空空间,自自生自储储 ,无无特定圈圈

22、闭，气藏内内多具异异常低压压(也可可具异常常高压)，而且且分布广广泛。四、页岩气气勘探原原则11根据页岩气气藏主控控地质因因素及分分布规律律，页岩岩气藏勘勘探总体体应遵循循以下几几大原则则:1.页岩气气藏勘探探尽可能能优先在在有机碳碳含量和和热演化化程度较较高区域域进行，特特别是有有机碳含含量大于于2%和和镜质组组反射率率大于00.4%的区域域，其中中再以黑黑色页岩岩较发育育的区域域进行优优先部署署；2.陆相和和海相页页岩气藏藏勘探应应彼此顾顾及，首首先勘探探沉积中中心的区区域，在在有所发发现的条条件下，再再逐步扩扩大勘探探范围。陆陆相中的的湖相和和三角洲洲相是较较为有利利的优先先勘探区区域。

23、但但也还应应了解区区域内海海相海陆过过渡相陆相的的纵向时时空变化化规律，寻寻求纵向向上追踪踪勘探；3.裂缝发发育区域域的判断断是关键键环节，优选构造转折带、地应力较集中带和褶皱断裂带重点勘探，现今的中深级埋藏深度是勘探重点，对海相沉积页岩的过大抬升区域要进行侦察性勘探；4.暗色页页岩单层层厚度一一般大于于30mm较适合合勘探，应应结合有有机碳的的含量进进行综合合选择。暗暗色页岩岩层流体体高势能能区是勘勘探的重重点，游游离页岩岩气高压压异常带带应优先先勘探，而而吸附高高压异常常带勘探探可推后后进行，低低压异常常带勘探探要慎重重，但也也不可忽忽视低压压异常中中仍有较较大产出出能力的的可能性性。在陆

24、相盆地地中，湖湖沼相和和三角洲洲相沉积积产物一一般是页页岩气成成藏的最最好条件件，但通通常位于于或接近近于盆地地的沉降降 沉积积中心处处，导致致页岩气气的分布布有利区区主要集集中于盆盆地中心心处。从从天然气气的生成成角度分分析，生生物气的的产生需需要厌氧氧环境，而热热成因气气的产生生也需要要较高的的温度条条件，因因此靠近近盆地中中心方向向是页岩岩气成藏藏的有利利区域7另外，在钻钻探部署署时，勿勿忘裂缝缝性气田田勘探“一占三三沿”（即占高点点，沿长长轴、沿沿断层、沿沿扭曲）的成功功原则4五、页岩气气藏勘探探目标1.有机碳碳含量和和热演化化程度较较高、黑黑色页岩岩较发育育的区域域，页岩岩单层厚厚度

25、一般般大于330m 。2.在背斜斜构造缓缓翼靠近近轴部的的部分、向向斜范围围内、盆盆地边缘缘斜坡页页岩厚度度适当易易形成张张性裂隙隙及裂缝缝-微裂裂缝发育育带是页页岩气藏藏发育的的最有利利区域 。3.在暗色色泥（页页）岩地地层中，具具有高压压或低压压异常或或流体高高势能区区是勘探探的重点点 。4.海相页页岩发育育区、陆陆相中的的湖相和和三角洲洲相是较较为有利利的优先先勘探区区域 。5.靠近盆盆地中心心是页岩岩气成藏藏的有利利区域 。六、页岩气气藏地震震预测技技术与美国的早早期页岩岩气藏研研究类似似,我国国研究者者通常使使用“泥页岩岩油气藏藏”、“泥岩裂裂缝油气气藏”以及“裂缝性性油气藏藏”等术

26、语语对该类类气藏进进行描述述和研究究。自220世纪纪60年年代以来来,我国国陆续在在不同盆盆地（如如松辽、渤渤海湾以以及南襄襄、苏北北、江汉汉、四川川、酒西西、柴达达木、吐吐哈等）中中发现了了工业性性泥岩裂裂缝油气气藏。我我国传统统的“泥页岩裂裂缝性油油气藏”概念与与美国现现今的“页岩气气”内涵并并不完全全相同；一是天天然气的的存在相态态不同,从“游离”到“吸附+游离”；二是是烃类的的物质成成分不同同，从“油+气气”到以“气”为主 。但是是，两者者之间也也有许多多相同之之处（见见表1）3，因此目前页岩气藏的地震预测多采用泥岩裂缝油气藏的预测方法。表1 典型页页岩气与与传统泥泥页岩气气裂缝油油气

27、的异异同对比比（张金金川20008）特点泥页岩裂缝缝油气页岩气共性界定赋存于泥页页岩裂缝缝中的油油气同时以吸附附和游离离状态赋赋存于以以泥页岩岩为主的的地层中中的天然然气泥岩或页岩岩地层中中寒烃天然气成因因热成熟丛生物气到到高成熟熟或过成成熟气热成熟气为为主介质泥岩或页岩岩裂缝泥页岩及砂砂岩夹层层中的裂裂缝、孔孔隙、有有机质等等泥岩或页岩岩裂缝赋存相态游离游离 + 吸附游离主控因素构造裂缝各类裂缝、有有机碳含含量、有有机质成成熟度等等裂缝理论模式岩石破裂理理论、幕幕式理论论、浮力力理论吸附理论、活活塞式与与置换式式复杂理理论岩石破裂理理论、复复杂成藏藏理论成藏特点以油为主的的原地、就就近或移移

28、地聚集集以气为主的的原地聚聚集临近或烃源源岩内部部成藏保存特点良好的封闭闭和保存存条件抗破坏（构构造运动动）能力力强适当保存生产特点采收率高，产产量递减减快采收率低，生生产周期期长特殊开发技技术 11.泥（页页）岩地地层裂缝缝的地质质特征8裂缝包括裂裂隙、节节理和断断层。裂裂缝具有有一定的的延伸长长度和宽宽度，裂裂缝之间间有一定定的间隔隔距离.裂缝可可以是敞敞开的，也也可能是是闭合的的.裂缝缝中可充充满流体体，也可可能被其其它矿物物充满。裂裂缝是夭夭然形成成的，也也可是人人工形成成的。由于构造力力及其它它力的作作用，泥泥页岩中中极易生生成裂缝缝,泥页岩岩中的裂裂缝生成成的原因因可分为为以下两两

29、点:第第一种是是构造及及区域地地质力形形成的裂裂缝，地地壳运动动使泥页页岩地层层发生摺摺曲，从从而形成成很长的的裂缝带带，可以以观察到到延伸几几十千米米长的断断层裂缝缝带,构造地地质力除除了会造造成大的的裂缝之之外，还还会造成成大量的的细小裂裂缝；第二种种是受物物理和化学学作用形形成的，在在一定的的温度和和压力下下，泥页页岩自身身脱水、收收缩、干干裂形成成裂缝，这这种裂缝缝多是细细小的微微裂纹。从成因上泥岩裂缝主要存在四种类型的裂缝：即构造缝、层间页理缝、成岩收缩缝和异常压力缝。泥页岩所受受到的力力可分为为三种:上覆岩石压压力，侧侧向最大大应力和和侧向最最小应力力.垂直直于岩层层的上覆覆岩石压

30、压力是最最大主应应力，平平行于岩岩层的侧侧向最小小应力是是最小主主应力。根根据岩石石力学的的分析，裂裂缝多是是垂直于于最小主主应力的的，因此此泥页岩中中的裂缝缝一般是是与岩层层成直角角方向发发育的，也就是说，大多数裂缝是垂直方向发展的。这与电测解释的结果是一致的，在取出的岩心中也观察到垂直于地层的裂缝分布，很少有和岩层平行的裂缝，平行于岩层的裂缝，在上顶岩层压力作用下极易闭合。从泥页岩中中裂缝的的几何形形态来看看，基本本有四种种类型，即即垂直裂裂缝（构构成HTTI介质质）、水水平裂缝缝（构成成VTII介质）、倾斜裂缝（构成TTI介质）和网状裂缝（见图4）。根据岩芯观察和测井解释发现大多数裂缝是

31、垂直或近似垂直的裂缝。图4 泥泥页岩储储层裂缝缝地质模模型示意意图裂缝有一定定的宽度度，细小小的裂缝缝宽度是是微米级级的，裂裂缝的长长度通常常在几十十到几百百微米，大大的裂缝缝宽度是是毫米级级的。裂裂缝的长长度在几几米到十十几千米米之间，大大的裂缝缝可延长长几十千米米，小的的裂缝相相互交又又构成网网状结构构，网状状结构也也可延伸伸几到几几十千米米。裂缝的间距距通常是是比较小小的，大大体是在在几十到到几百厘厘米之间间。裂缝缝的宽度度小，间间距就小小;裂缝缝宽，间间距就大大。裂缝缝的分布布密度在在不同的的部位是是不同的的，在受受挤压的的核心部部位密度度高达每每米几十十条，而而在翼部部可能每每千米只

32、只有几十十条。裂缝不仅是是储集空空间，也也是流体体的渗流流通道。泥泥页岩裂裂缝储集集层，是是指夭然然存在的的、对储储集层内内流体的的流动具具有重要要影响的的储集层层。裂缝缝储集层层能为油油、气从从基质孔孔隙流到到井眼提提供通道道。裂缝缝储集层层有孔隙隙度和渗渗透率，具具有含油油、气饱饱和度。只只有互相相连通的的裂缝才才是有用用的。泥页页岩裂缝缝可以是是增加储储集层的的渗透性性和孔隙隙度，也也可是增增加储集集层渗透透率的非非均质性性。裂缝缝的分布布密度、宽宽度，决决定了储储集层的的生产能能力。2.页岩气气藏地震震预测裂缝研究的的基础应应是介质质的各向向异性理理论。裂裂缝是跟跟油气藏藏关系比比较密

33、切切的各向向异性。定定向裂缝缝的描述述特征有有四要素素：走向裂缝发发育的方方向；密度裂缝发发育的程程度，通通常定义义为单位位体积内内的裂缝缝的条数数；倾角裂缝面面的倾角角；倾向裂缝面面的倾向向。在页岩油、气气藏的勘勘探中，寻寻找和查查明裂缝缝是勘探探成功的的关键。针针对泥页页岩裂缝缝探测方法主要要有地质质分析法法（包括括岩芯观观察法、地地质类比比法等）、地球物理理学法（包包括测井井方法、地地震方法法、重力力方法）、地球化学勘探方法、构造物理模拟、构造应力场或应变场数值模拟以及开发动态分析法等9。和其他类型型油气藏藏勘探开开发一样样，页岩岩气藏的的勘探开发发也离不不开地震震勘探技技术，尤尤其是三

34、三维地震震技术有有助于准准确认识识复杂构构造、储储层非均均质性和和裂缝发发育带；三维地地震解释释技术能能优化井井位和井井轨迹设设计，以以提高探探井(或或开发井井)成功功率。页岩气藏地地震预测测主要是是利用地地震资料针对对泥页岩岩段地层层进行的的裂缝发发育带预预测和裂缝发发育带含含油气预预测。3.泥页岩岩裂缝发发育带地地震预测测运用地震波波在裂缝缝介质中中传播理理论，分分析目标标层系的的地震波波运动学学、动力力学响应应特征的的变化，可可以预测测储层裂裂缝发育育带的空空间方位位及分布布密度，这这已成为为裂缝型型储层横横向预测测的一项项重要内内容。根据地地震波传传播特性性的不同同，地震震储层裂裂缝发

35、育育带预测测有纵波波方法（如如叠后地地震资料料预测、叠叠前地震震资料预预测）、横横波方法法（如地地震转换换波预测测、地震震多波多多分量资资料预测测）之分分100。用地震方法法进行裂裂隙检测测的方法法研究,先后经经历了横横波勘探探、多波波多分量量勘探和和纵波裂裂缝检测测等几个个发展阶阶段,形形成了诸诸如横波波地震勘勘探检测测裂缝、转转换横波波探测裂裂缝、VVSP(垂直地地震剖面面)法识识别裂缝缝等技术术。近几年年来,在在用纵波波地震资资料进行裂裂缝勘探探方面取得得了长足足的进步步,并开开始由以以前的定定性描述述向利用用纵波资资料定量量计算裂裂缝发育育的方位位和密度度方向发发展111。目前泥泥页岩

36、裂裂缝地震震预测可可以采用用泥岩裂裂缝或其其它储层层裂缝预预测技术术，包括括：基于地地震构造造解释和和沉积分分析的裂裂缝预测测；叠后地地震属性性裂缝预预测；叠前地地震属性性裂缝预预测；方位地地震P波波属性裂裂缝预测测；多波多多分量地地震属性性裂缝预预测；地震与与测井综综合裂缝缝预测；构造正正反演裂裂缝预测测；构造应应力场模模拟裂缝缝预测；地震波波分形分分析裂缝缝预测；裂缝综合合预测。1）基于地地震构造造解释和和沉积分分析的裂裂缝预测测这是一种基基于成因因分析的的预测方方法，它它将裂缝缝预测转转化为构构造研究究、沉积积相分析析、岩石石物性分分析、储储层厚度度预测等等，从而而间接预预测裂缝缝发育规

37、规律。该方法根据据钻井、录井、测井等资料识别出泥页岩层段，通过泥页岩层段顶、底界面地震层位标定和拾取，得到构造图和厚度分布图；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。在上述解释成果的基础上，分析泥页岩地层厚度大于30米有利沉积相带和分布范围、分析裂缝发育的有利构造部位等，揭示和预测裂缝分布和发育规律。沉积相就是是沉积环环境及在在该环境境中形成成的沉积积岩(物物)特征征的综合合。地质质上划分分沉积相相是根据据沉积的的物理、生生物和化化学等特特征。根根据地震震相干分分析划分分地震相相，主要根根据地震震子波波波形的变变化，将该区区目的层层的地震震波形进进行相干干分类，再与已已

38、知钻井井资料进进行对比比，然后赋赋予地震震属性分分类图以以合理的的地质意意义。从从L422三维区区沉积相相分布图(见图5)上可以以看出在在该区发发育了33个北东东向的泥泥岩裂缝缝有利沉沉积相带带122。图5 LL42三三维区沉沉积相分分布图（据据苏朝光光，20002）2）叠后地地震属性性裂缝预预测从地震数据据中派生生的多种种多样的的地震属属性（CChoppra, 20005.），便利利地质构构造、地地层、岩岩石/流流体特性性解释。例例如，能能量、同相轴轴、频率（优势频频率、平平均频率率、平均均平方频频率）、最大大谱振幅幅、超过过优势频频率的谱谱面积、吸吸收品质质因子、频频率斜坡坡下降、频率滤波

39、、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、缩放比例、相干性（相似性）、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。泥页岩地层中裂缝的存在造成了多种地震属性的变化,测量这些地震属性的变化可以进行裂缝预测。常用的预测方法包括：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；沿层构造属性分析法；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；地震预测压力分析法。（1）相干干分析法法裂缝预测测 当泥页岩地地层

40、中存存在断层层或裂缝缝发育时时，地震震剖面上上波形特特征会发发生变化化，相干干分析技技术对断断层(或或岩性变变化带)、裂缝缝等因紊紊所引起起的地震震道间的的变化反反应敏感感。因此此三维地地震相干干分析可可用于断断裂系统统及储层层裂缝发发育带的的预测。LX地区沙沙三段存存在泥岩岩裂缝油油气藏，泥泥岩裂缝缝油气藏藏的发育育程度不不仅与泥泥岩中的的矿物成成分有直直接关系系，而且且与断层层和断裂裂带有关关。因此此，细致致研究断断层和断断裂带的的展布特特点是寻寻找泥岩岩裂缝油油气藏的的前提。在层位标定的基础上，对该区地震资料进行了相干分析，由于相干分析技术对断层或裂缝引起的地震相变化反应灵敏，图6较清楚

41、地刻画了该区沙三段断裂和裂缝系统的展布规律，该区主要发育了北西向、北东向和东西向的断层以及一些与泥岩裂缝储层密切相关但常规解释容易遗漏的细小断层，已钻的L42、L48等井均位于裂缝附近，在目的层获得了较高的产量13。图6 LLX地区沙沙三段泥泥岩相干分分析图（据据刘传虎虎，20001）利用多属性性相干体体分析技技术可以以裂缝进进行预测测。对相相邻地震震道的地地层倾角角和方位位角进行行扫描，把把倾角和和方位角角信息投投影到相相干体平平面图上上得到多多属性相相干体平平面图（通通常用不不同的颜颜色反图7 多属性相干体平面图（据张昕，2005） 映映地层的的方位，而而用颜色色的深浅浅来表示示倾角的的大

42、小）。在在多属性性相干体体平面图图（见图7）上上，地层层方位发发生突变变的地方方反映了了可能的的小断层层和细微微断裂。将将所有的的小断裂裂解释出出来可以以进一步步计算裂裂缝密度度，定量量描述裂裂缝的展展布114。图7 多属性相干体平面图（据张昕，2005） SHAPE * MERGEFORMAT张广智（220111）提出出了以CCuevveleet变换换为基础础的一种种预测断断层和裂裂缝发育育带的方方法115。在在G 油油田A地地区目的的层裂缝缝教发育育，主要要裂缝类类型有直直立缝、斜斜交缝以以及网状状缝。在在对该地地区地震震数据体体进行基基于特征征值相干干计算得得到沿层层切片，然然后将该该数

43、据体体进行33个尺度度、4个个方向的的Cueevellet变变换，得得到不同同尺度和和具有方方向特的的相干体体，通过过分析和和计算得得到的断断层、裂裂缝发育育带分布布图及其其走向分分布图。图图8为由由第三、第第四尺度度数据得得到的断断层、裂裂缝发育育带分布布图和走向分分布图。断层、裂裂缝发育育带分布布图上（见图88左）分辨辨率较高高，清晰晰地展示示出裂缝缝发育带带分布的的细节，而而走向分分布图上上（见图图8右）所展示的断层、裂缝发育带走向也十分清楚。通过对预测结果进行综合分析，在结合测井成像资料，可以精确地揭示断层和裂缝的发育特征。（2）方差差分析法裂缝预测测LX区块是是泥岩裂裂缝发育育地区，

44、利利用方差差分析法进进行了裂裂缝预测测16。首先先对该工工区作层层位标定定与构造造精细解解释，精确地地确定目目的层，在此基基础上，读取目目的层地地震数据据,应用用属性算算法对目目的层地地震数据据进行运运算，计算该该泥岩目目的层段段的地震震波振幅幅方差。图图9是沿目目的层顶顶面向下下取一定定时窗求求得的振振幅方差差的平面面分布图图，在振幅幅方差平平面分布布图上，高值区区对应于于裂缝发发育带，且与LL48井井、L442井、LL53井井和L77井的井井中资料料反映的的裂缝基基本上也也是相符符的。（3）边缘缘检测分分析法裂裂缝预测根据裂缝的的波动方方程和实实验模拟拟可知，通通常有裂裂缝是振振幅较弱弱，

45、无裂裂缝时振振幅较强强。因此此振幅强强弱之间间必然有有一条界界线或过过渡带，这这条界线线或过渡渡带能反反映裂缝缝带的分分布。检检测裂缝缝带分布布的实质质就是检检测振幅幅强弱的的横向分分布与变变化。应应用边缘检检测技术术能够直直观地描描述数据据中的边边缘特征征,即不不连续性性。与相相干体技技术相比比,边缘缘检测技技术具有有其独特特的优势势,最大大的优点点在于其其多尺度度特性。目目前除采用Rooberrts算算子、Soobell算子、Prrewiitt算算子、Laaplaace算算子和Caannyy算子等几种种常用的的图像边边缘检17外，还还有小波多多尺度边边缘检测测、分形形边缘检检测、模糊边边缘

46、检测测、最优滤滤波二阶阶差分边边缘检测测、多维边边缘检测测以及基基于GHHT的边边缘检测测等。小波多尺度度边缘检检测是一一种重要要的边缘缘检测方方法，它它通过选选择不同同滤波尺尺度达到到对异常常特征准准确定位位的目的的。将小小波多尺尺度边缘缘检测理理论与岩岩石裂缝缝发育区区独特的的地震波波场特征相相结合，形形成岩石石裂缝检检测的有有效方法法。用于于裂缝检检测的小小波多尺尺度边缘缘检测是是在三维维地震数数据切片片（如相相干数据据体切片片）上进进行的。图图10a是一个个相干体体层切片片数据，虽可清晰地看出裂缝或断层展布，但难以估计裂缝的发育程度。图10b为阀值检测结果，图中边界模糊，定位较粗；图1

47、0c为Sobel算子进行检测的结果，其边缘连续性较差；图10d为小波多尺度检测结果，对边缘定位的精度高，但对噪声的响应也较大，且可能检测出一些背景细节边缘。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，而且检测出的边缘连续，精度较高18。图10 几种方方法检测测裂缝的的效果对对比（据据苟量，220055）(a)振幅幅切片；(b)阀值检检测；(c)SSobeel检测测；(dd)小波波对尺度度检测 图11 某地区分形边缘检测结果（据黄捍东，2002）分形边缘检检测是一一种以迭迭代函数数系统(IFSS)理论论为基础础的检测测方法。利用岩石裂缝分布的不规则、多尺度性,结合地震波

48、场对岩石裂缝的多尺度效应,将地震观测数据作为图像,横向变化作为边缘,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的横向变化检测出来,从而大大提高了地震记录的横向分辨率。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、后的失真测度,发现了失真测度与图像边缘之间存在的关系,从而推导出分形图像边缘检测方法19。图11是针对某地区3D地震资料进行分形边缘检测的结果。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,它主要反映断层的分布；二级、三级反映小断层和裂缝的分布;四级主要反映裂缝。图11 某地区分形边缘检测结果（据黄捍东，2002）图12

49、 某地区应用快速模糊边缘检测法的结果（据迟新刚，2003）模糊边缘检检测的方方法首先先是由PPal和和Kinng提出出来的,它能够够更有效效地将物物体从背背景中区区分出来来，但是此此方法运运行速度度慢。改改进的一一种快速速模糊边边缘检测测方法（IIFEDD）以一一个简单单的线性性函数代代替复杂杂的函数数形式，可可以根据据图形检检测的需需要切削削掉部分分中间的的过渡像像素，在在更大的的程度上上增强两两侧像素素的对比比，保证证了模糊糊增强的的效果。改进后的模糊边缘检测方法在裂缝检测中保留了更多的图像灰度信息,因此,检测结果既保留了更多的局部裂缝分布特征,又能明显地预测裂缝发育带的整体分布特征,并且

50、计算速度比改进前有明显提高。该方法在实际资料处理中取得了令人满意的效果。图12为某地区应用该方法进行裂缝检测的结果20图12 某地区应用快速模糊边缘检测法的结果（据迟新刚，2003）最优滤波二二阶差分分边缘检检测的实实现过程程是,首首先在一一定范围围内作平平滑滤波波,然后后检测发发生在相相应尺度度上的边边缘。通通过采用用一组滤滤波,可可以分别别检测出出发生在在小范围围内的灰灰度变化化和大范范围上的的模糊边边缘。滤滤波器选选用高斯斯滤波器器，选用了了无方向向性的拉拉普拉斯斯算子去去作边缘缘检测。图图13给出了了应用最最优滤波波二阶差差分边缘缘检测对对储层小小断裂成成像的实实例21。图13 应用最

51、有滤波二阶差分边缘检测法对小断层成像（据孙夕平，2003） 多维边缘检检测是TTurhhan(Turry)TTanaar(119999)提出出的一种种边缘检检测算法法，它基基于Maallaat边缘缘检测算算法，构构造相应应的小波波函数对对三维地地震数据据体F(x,yy,t)进行二二维小波波变换，并并将上述述方程推推广到三三维函数数，然后后变换到到小波域域。在小小波域求求出小波波函数的的多尺度度解，再再将小波波域的解解反变换换到时空空域重建建得到实实际的Fx(x,yy,t)、Fy(x,yy,t)和Ft(x,yy,t)。利用用小波函函数的多多尺度功功能分析析小波尺尺度因子子大小与与裂缝尺尺度间的的

52、关系，合合理选择择小波尺尺度因子子值可以以提高地地震裂缝缝预测精精度。图图14是利用用该方法法对野外外露头裂裂缝照片片进行正正演试验验的结果果，从图图中可以以发现沿沿不同方方向进行行检测，其其结果有有明显差差异222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，2003） 图14野外外露头照照片模型型正演不不同方位位多维边边缘检测测法裂缝缝检测图图（据黄黄捍东，220099）(a)露头头裂缝照照片；(b)横横向检测测；(cc)纵向向检测；(d)8个方方位检测测GHT裂缝缝检测方方法是一一种基于于广义希希尔伯特特变换的的边缘检检测方法法。该方方法首先先采用二二维保边边去噪进进行时

53、间间域振幅幅切片的的去噪处处理，然然后采用用频率域域加窗的的广义希希尔伯特特变换（GGHT），通通过优选选时窗和和阶次进进行二维维切片的的边缘检检测，不不仅有很很强的抑抑制噪声声能力，而而且具很很高的边边缘检测测精度，可可以有效效地进行行裂缝发发育带识识别和预预测。图图15为基于于GHTT法的裂裂缝检测测结果23。图15基于于GHTT法的裂裂缝检测测结果（据据熊晓军军，20009）（4）传统统地震属属性分析析法裂缝缝预测泥页岩地层层中裂缝缝的存在在会造成了了地震属属性的变变化，根根据对裂裂缝敏感感的地震震属性的的变化规规律可进进行裂缝缝预测。地震属性种类繁多, Brown(1996)把地震属性

54、归纳为时间、振幅、频率、衰减四大类66种,QuincyChen(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。.从地震属性的实际应用看，根据不同的研究目标、层系、岩性变化,结合地震属性的地质意义划分为：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）的传统地震属性有：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

55、（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、正负样点比例波峰数、波谷数）；相关统计类（相干、相似系数、相关峰态、平均信噪比、相关长度、相关分量）24。在罗家泥岩岩裂缝储储层预测测中,从从得到的的地震属属性图上上看(见见图16)，裂缝发发育区表表现出相相对弱振振幅、弱弱能量、低低的振幅幅变化率率；椭圆指指示的部部分表现现出强振振幅、强强能量和和大振幅幅变化率率异常；从瞬时时频率和和瞬时主主频图上上看出,裂缝发发育区表表现出低低频特征征;椭圆圆指示的的高频率率区可能能是裂缝缝不发育育区；从频率率衰减梯梯度图上上看出,裂缝发发育区表表现出低低衰减特特征,这这与分

56、频频处理得得到结果果是吻合合的；椭圆指指示的高高衰减区区是裂缝缝不发育育区225。图16 罗家地地区沙三三段底部部泥岩段段沿层地地震属性性平面图图（据季季玉新，220077）LX区块是是泥岩裂裂缝发育育地区,对该工工区作层层位标定与与构造精精细解释释,精确确地确定定目的层层,在此此基础上上,读取取目的层层地震数数据,计计算该泥泥岩目的的层段的的地震波波主频率率。图117是目的的层主频频率平面面分布图图，图中的的高值区区对应于于裂缝发发育带，且与LL48井井、L442井、LL53井井和L77井的井井中资料料反映的的裂缝基基本上也也是相符符的116。图17 LX地地区泥岩岩目的层层段主频频率平面面

57、分布图图（据桂志志先，220077）在苏北YCC地区泥泥岩裂缝缝储层预预测中26，根据据A1井井和邻近近井声波波资料对对比，发发现目的的层段裂裂缝发育育带表现现为相对对的低速速异常，特特别是裂裂缝段含含油气时时，异常常将更加加明显，这这就为用用地震速速度预测测裂缝发育育带提供供了依据据。对三三维地震震数据体体进行速速度反演演，得到到一个反反演层速速度数据据体。对对比已知知井的层层速度统统计，在在反演层层速度剖剖面上，裂裂缝发育育段显示示为层速速度相对对低值（见图18）。利用沿目的层的层速度平面图，可以预测裂缝发育带和可能的含油气带。图18YCC地区高高精度反反演层速速度剖面面（据陈陈佳梁，22

58、0044）（5）沿层层构造属属性分析析法裂缝缝预测沿层构造属属性分析析包括倾倾角分析析、方位位分析、倾倾角/方方位分析析。倾角定定义为时时间梯度度的大小小，由确定；方位定定义为yy方向时时间梯度度与x方方向时间间梯度之之比的反反正切，由确定定。倾角/方位是是将倾角角与方位位的信息息综合显显示在一一张图件件上，是以不不同颜色色表示方方位(倾倾向),同一种种颜色的的亮暗程程度表示示倾角的的大小,由亮变变暗表示示倾角由由缓到陡陡。G5井区解解释各种种断裂330余条条,其中中命名断断裂199条,均均为挤压压应力作作用下的的高角度度逆断层层,倾角角大多在在4070之间。构构造运动动是产生生断层、裂裂缝的

59、主主导因素素。对G5井井区叠后后三维地地震数据据体进行行地层构构造属性性分析(倾角方方位联合合分析)较好地地反映了了地层变变化信息息。从图图19中可以以看出,对应于于目标层层的倾角角方位的的突变部部位通常常与断裂裂或裂缝发发育带有有关227。图19 某地区区目标层沿沿层倾角角方位分分析切片片（据王永永刚，220000）（6）地震震曲率分分析法裂裂缝预测测根据Murrrayy等（119688）提出出的构造造曲率法法原理，构构造层面面的曲率率值大小小反映岩岩层的弯弯曲程度度，弯曲曲越大，其其破坏程程度越高高，构造造裂缝越越发育。因因此利用用沿层弯弯曲面的的曲率值值分布，可可以评价价因构造造弯曲作作

60、用而产产生纵张张裂缝的的发育情情况。曲率定义为为给定曲曲线一点点处正切切圆的半径径的倒数数。传统统的曲率率计算方方法有：倾角变变化率法法、散点点圆弧法法、曲线线拟合法法、极值值主曲率率法、垂垂直二次次微商法法等228。近年来基于于二阶导导数的曲曲率计算算，更前前进了一一步。目前曲率属属性包括括面曲率率和体曲率率。面曲率率是基于于拾取界界面的二二阶导数数，界面面上任意意一点有有两个相相互正交交的曲线线，一个个代表最最大曲率率，另外外一个代代表最小小曲率。曲率通通常通过过解释的的层位，利利用最小小二乘法法或其它它逼近方方法，拟合出出二次曲曲面方程程，从方方程的系系数可以以推导出出其它曲曲率度量量，