页岩气藏地震预测技术调查报告

1、 HYPERLINK 页岩气藏藏地震预测测技术调调研王 强强目录一、国外外页岩气气勘探开开发现状状.（1）二、中国国页岩气气勘探开开发现状状.（33）三、页岩岩气藏的的地质特特征.（5）四、页岩岩气勘探探原则.（6）五、页岩岩气藏勘勘探目标标.（77）六、页岩岩气藏地地震预测测技术.（7）1.泥（页）岩岩地层裂裂缝的地地质特征征.（8）2.页岩岩气藏地地震预测测.（9）3.泥页页岩裂缝缝发育带带地震预预测.（100）1）基于于地震构构造解释释和沉积积分析的的裂缝预预测.（100）2）叠后后地震属属性裂缝缝预测.（111）（1）相相干分析析法裂缝缝预测.（111）（2）方方差分析析法裂缝缝预测.

2、（133）（3）边边缘检测测分析法法裂缝预预测.（133）（4）传传统地震震属性分分析法裂裂缝预测测.（177）（5）沿沿层构造造属性分分析法裂裂缝预测测.（19）（6）地地震曲率率分析法法裂缝预预测.（199）（7）分分频属性性分析法法裂缝预预测.（233）（8）吸吸收系数数分析法法裂缝预预测.（266）（9）层层间地震震信息差差异分析析法裂缝缝预测.（277）（10）地震预预测压力力分析法法裂缝预预测.（28）3）叠前前地震属属性裂缝缝预测.（330）（1）AAVO分分析法裂裂缝预测测.（331）（2）AAVA（振幅随随入射角角变化）分析法法裂缝预预测.（332）（3）FFVO分分析法裂裂

3、缝预测测.（333）4)方位位地震PP波属性性裂缝预预测.（333）（1）AAVA（方位AAVO）分析法法裂缝预预测.（334）（2）VVVA分分析法裂裂缝预测测.（338）（3）IIPVAA分析法法裂缝预预测.（411）（4) FVAA分析法法裂缝预预测.（443）（5）AAVAZZ（即AAVOAA）分析析法裂缝缝预测.（444）5）多波波多分量量地震属属性裂缝缝预测.（447）6）地震震与测井井综合裂裂缝预测测.（550）（1）泥泥岩裂缝缝储层特特征参数数提取和和储层特特征反演演法.（551）（2）BBP神经经网络法法.（522）（3）基基于GAA-BPP理论的的储层视视裂缝密密度地震震非

4、线性性反演法法.（553）7）构造造正反演演裂缝预预测.（554）8）构造造应力场场模拟裂裂缝预测测.（56）9）地震震波分形形分析裂裂缝预测测.（577）10）裂裂缝综合合预测.（559）（1）数数据融合合分析法法.（599）（2）多多种方法法预测结结果迭合合交集分分析法.（600）（3）多多种方法法预测结结果的优优选分析析法.（611）4.泥页页岩裂缝缝发育带带含气性性预测.（611）七、在页页岩气藏藏钻探和和开发中中应用的的地震技技术.（622）1.基于于三维地地震解释释的水平平井轨迹迹设计技技术.（62）2.微地地震监测测技术.（622）八、几点点认识和和建议.（665）参考文献献.（

5、667）随着中国国经济的的快速增增长,对对能源的的需求量量越来越越大,常常规油气气已不能能满足国国民经济济发展的的需要。中国迫迫切需要要新的能能源来满满足国内内日益增增长的能能源需求求。新能能源包括括不可再再生能源源中的煤煤层气(瓦斯)、油砂砂矿、油油页岩、可燃冰冰、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、太阳能能、风能能等。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、环境改改善、煤煤炭安全全生产、三农问问题等具具有重要要的战略略意义。非构造控控藏是包包括煤层层气、页页岩气、根缘气气、水溶溶气、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

6、天然气聚聚集的共共同特征征，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。页岩气气藏中的的天然气气不仅包包括了存存在于裂裂缝中的的游离相相天然气气，也包包括了存存在于岩石石颗粒表表面上的的吸附气气。页岩岩气与其其他类型型天气的的显著差差别在于于，其具具有典型型的“自生自自储”特点。页岩气气既可以以是生物物成因气气也可以以是热成成因气，或是生生物成因因气与热热成因气气的混合合气。页页岩气具具有煤层层气和根根缘气在在成藏意意义上的的双重

7、特特征,吸吸附机理理的存在在提高了了页岩气气资源量量并延伸伸了勘探探领域,页岩气气可能是是中国南南方地区区油气进进一步勘勘探的重重要突破破口。一、国外外页岩气气勘探开开发现状状12世界范围围内泥岩岩与页岩岩约占全全部沉积积岩的 60%，页岩岩气资源源前景巨巨大，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。页岩气的的研究开开始于美美国，美美国的第第一口工工业性天天然气钻钻井（118211年钻至至8m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19926年年时，发发现的东东肯塔基基和西弗弗吉尼亚亚气田（泥盆系系页

8、岩）已成为为当时世世界上最最大的天天然气田田。从119800年开始始，美国国天然气气研究所所开始对对东部页页岩气进进行系统统研究，主要目目的是摸摸清页岩岩气分布布规律并并进行资资源潜力力评价,不断断地发现现新的页页岩气田田并进一一步提高高页岩气气产量、储量，随后页页岩气勘勘探和研研究迅速速向其他他地区扩扩展,页页岩气研研究全面面开展。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、富特沃沃斯、阿阿纳达科科、阿科马马、路易易斯安娜娜等多个盆地中中发现并并开采了了页岩气气（见图1），在119811年至119999年期间间，美国国页岩气气钻井总总数超过过了 2

9、2.8万万口，220066年时已已超过了了 3.95万万口，页页岩气年年产量逐逐年递增增。19998年年，美国国页岩气气产量占占到了干干气总产产量的 1.66%，为为全美探探明天然然气储量量的2.3%。20005年，美国页页岩气产产量占其其天然气气总产量量的4.5%，目前已已达到110%左左右。由美国国近几年年非常规规气产量量增长趋趋势图（见图2）可知，页岩气气产量成成指数增增长，是是目前经经济技术术条件下下天然气气工业化化勘探开发发的重要要领域和和目标。图1 美国页页岩气盆盆地分布布图 （据潘仁芳芳，20009）图2 美国非非常规气气产量增增长图 （据潘仁芳芳，20009）此外，加加拿大也也

10、已经开开始了页页岩气勘勘探开发发，并取取得了一一定的效效益。目目前美国和加拿拿大的页页岩气勘勘探开发发正处于于快速发展展阶段。二、中国国页岩气气勘探开开发现状状3我国页岩岩气资源源丰富，资源量量达到110010122m3（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，在四川川、鄂尔尔多斯、渤海湾湾、松辽辽、江汉汉、吐哈哈、塔里里木和准准噶尔等等盆地均均存在区域域页岩气气成藏的的地质背背景和条条件。根根据地质质背景，可将我我国的页页岩气发发育区大大致划分分为南方方、中东东部（华华北东北）、西北北及青藏藏等四大大地

11、区（见图3）。图3 中国潜潜在的页页岩气发发育区分分布图（据张金金川，220088）中国南方方从震旦旦纪到中中三叠世世，发育育了面积积达20001044km22的海相相地层，形成了了8套以以黑色页页岩为主主的烃源源岩层系系其中下下寒武统统、上奥奥陶统（五峰组组）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，在构造造运动强强度、页页岩形成成时代上上具有相相似性。这4套套地层分分布广、厚度大大，有机机质含量量高，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

12、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。目前中国国南方页页岩气勘勘探程度度还很低低，井浅浅数量少少，只有有少数的的井钻遇遇了寒武武系和志志留系。这在认认识上还还有缺憾憾。仅仅仅在四川川盆地的的部分地地区发现现有一定定规模的的气田，其他地地区的勘勘探基本本还是空空白。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、层厚等等特点，最大厚厚度超过过14000m。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。中国南南方是

13、页页岩气勘勘探开发发的有利利首选区区域，四四川盆地地、鄂西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。四川盆地地上三叠叠统须家家河组煤煤系，煤煤岩瓦斯斯含量低低，有利利页岩气气成藏。 有利利区块有有二：一一是川西西南威远远背斜周周缘及川川南之北北段区块块；二是是米仓山山前缘，目的层层埋藏较较浅。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。在大巴巴山靠盆盆地一侧侧，江南南古陆西西北缘，其有机机质成熟熟度有降降低的趋趋势，不不失为页页岩气成成藏的有有利地带带4。四川盆地地威远地区

14、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，其有机机质丰富富、厚度度大，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。专家认认为，上上述两个个地层的的页岩气气资源潜潜力应该该在（66.88.44）10122m3，相当当于四川川盆地常常规天然然气资源源总量5中国南方方广大地地区分布布的志留留系地层层中,发发育大套套黑色页页岩,有有机碳含含量大多多达100% 15%,演化化程度较较高

15、,可可形成的的泥(页页)岩气气资源潜潜力相当当可观,华南褶褶皱带和和秦岭褶褶皱带、扬子准准地台均均是勘探探的有利利区域。另外,松辽白白垩系、渤海湾湾盆地、江汉盆盆地的第第三系、四川盆盆地的中中生界、南华北北、柴达达木以及及酒泉盆盆地均具具有一定定的泥(页)岩岩气。在华北-东北北地区，页岩气气更可能能发生在在主力产产油气层层的底部部或下部部，区域域上的古古生界、鄂尔多多斯盆地地的中古生界界、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

16、大。在西北地地区，页页岩气大大部分分分布在中中生界（侏罗系系及三叠叠系等）和盆地地边缘埋埋藏较浅浅的古生生界泥页页岩中。西北地地区页岩岩有机质质含量平平均值普普遍较高高，成熟熟度变化化范围也也较大。青藏地地区的地地表环境境虽然较较差，但但中古生界界你页岩岩地层厚厚度大，有机质质含量高高，有机机质演化化成熟度度适中，也是页页岩气发发育的有有前景地地区。目前我国国页岩气气勘探进进展情况况：20099年8 月 117 日日綦江页页岩气开开发项目目启动.标志着着我国正正式开始始新型能能源页岩岩气的勘勘探与开开发。该该项目是是一条以以綦江为为起点，经万盛盛、南川川、武隆隆、彭水水、黔江江、酉阳阳、秀山山

17、的勘探探路线。BGP2239-22111联队队承担云云南彝良良小草坝坝赫章工工区20011年年页岩气气项目二维维地震勘勘探采集集工程，于20011年年4月119日圆圆满完成成。BGP222022队承担担四川筠筠连沐爱爱地区昭昭通页岩岩气沐爱爱三维地地震勘探探项目于于20111年22月启动动，这是是国内首首个页岩岩气三维维地震勘勘探项目目。20111年5月月5日，BGPP综合物物化探事事业部四四川筠连连页岩气气非地震震勘探项项目启动动。三、页岩岩气藏的的地质特特征6页岩气藏藏是指以以连续的的生物作作用为主主或通过过热成熟熟作用及及两者结结合作用用生成的的天然气气在烃源源岩中的的聚集，具有以以下成

18、藏藏要素和和地质特特征：1.页岩岩气藏烃烃源岩多多为沥青青质或富富含有机机质的暗暗色、黑黑色泥页页岩和高高碳泥页页岩类。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.页岩岩气藏因因为页岩岩自身的的有效基基质孔隙隙度很低低,主要要由大范范围发育育的区域域性裂缝缝,或热热裂解生生气阶段段产生异异常高压压在沿应应力集中中面、岩岩性接触触过渡面面或脆性性薄弱面面产生的的裂缝提提供成藏藏所需的的最低限限度的储储集孔隙隙度和渗渗透率。3.页岩岩气藏是是“自生自自储”式气藏藏,

19、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、吸附相相和溶解解相存在在。当达达到热裂裂解生气气阶段,由于压压力升高高,若页页岩内部部产生裂裂缝,则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.页岩岩气藏形形成于烃烃源岩层层内由致致密部分分包围的的裂缝发发育区域域,与构构造位置

20、置关系不不大，形形成一般般意义上上的“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(页页岩)的的大量生生、排烃烃可以使使自身产产生微裂裂缝,生生成的天天然气以以游离、裂缝表表面吸附附及泥 (页)岩岩孔隙表表面吸附附等方式式赋存在在泥(页页)岩中中,裂缝缝-微裂裂缝发育育带是气气藏形成成的有利利区域。5.热裂裂解生气气阶段形形成的页页岩气藏藏常具异异常高压压,而生生物化学学生气成成藏方式式常导致致气藏具具异常低低压,如如美国AAntrrim页页岩气藏藏主要由由浅层生生物气组组成,埋埋藏深度度仅为1180-72

21、00m,具具异常低低压。6.页岩岩气藏的的分布范范围理论论上可以以与有效效烃源岩岩的面积积相当,但实际际上受诸诸多因素素影响。最主要要是受裂裂缝发育育部位控控制,张张性裂隙隙发育在在背斜构构造缓翼翼靠近轴轴部的部部分,向向斜范围围内也存存在张性性裂隙；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

22、的的气藏主主要分布布在1880226000米。总之，页页岩气藏藏属于隐隐蔽气藏藏,其发发育需要要厚层的的成熟页页岩或煤煤层充当当烃源岩岩,裂缝缝充当重重要储集集空间,自生自自储 ,无特定定圈闭，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、页岩岩气勘探探原则1根据页岩岩气藏主主控地质质因素及及分布规规律，页页岩气藏藏勘探总总体应遵遵循以下下几大原原则:1.页岩岩气藏勘勘探尽可可能优先先在有机机碳含量量和热演演化程度度较高区区域进行行，特别别是有机机碳含量量大于22%和镜镜质组反反射率大大于0.4%的的区域，其中再再以黑色色页岩较较发育的的区域进进行优先先部署；2.陆相相

23、和海相相页岩气气藏勘探探应彼此此顾及，首先勘勘探沉积积中心的的区域，在有所所发现的的条件下下，再逐逐步扩大大勘探范范围。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。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，寻求纵纵向上追追踪勘探探；3.裂缝缝发育区区域的判判断是关关键环节节，优选选构造转转折带、地应力力较集中中带和褶褶皱断裂带带重点勘勘探，现现今的中中深级埋埋藏深度度是勘探重重点，对对海相沉沉积页岩岩的过大大抬升区区域要进进行侦察察性勘探探；4.暗色色页岩单单层厚度度一般大大于300m较适适合勘探探，应结结合有机机碳的含含量进行行综合选选择。暗

24、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，而吸附附高压异异常带勘勘探可推推后进行行，低压压异常带带勘探要要慎重，但也不不可忽视视低压异异常中仍仍有较大大产出能能力的可可能性。在陆相盆盆地中，湖沼相相和三角角洲相沉沉积产物物一般是是页岩气气成藏的的最好条条件，但但通常位位于或接接近于盆盆地的沉沉降 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，而热成成因气的的产生也也需要较较高的温温度条件件，因此此靠近盆盆地中心心方向是是页岩气气成藏的的有利区区域77另外，

25、在在钻探部部署时，勿忘裂裂缝性气气田勘探探“一占三三沿”（即占高点点，沿长长轴、沿沿断层、沿扭曲曲）的成功功原则4五、页岩岩气藏勘勘探目标标1.有机机碳含量量和热演演化程度度较高、黑色页页岩较发发育的区区域，页页岩单层层厚度一一般大于于30mm 。2.在背背斜构造造缓翼靠靠近轴部部的部分分、向斜斜范围内内、盆地地边缘斜斜坡页岩岩厚度适适当易形形成张性性裂隙及及裂缝-微裂缝缝发育带带是页岩岩气藏发发育的最最有利区区域 。3.在暗暗色泥（页）岩岩地层中中，具有有高压或或低压异异常或流流体高势势能区是是勘探的的重点 。4.海相相页岩发发育区、陆相中中的湖相相和三角角洲相是是较为有有利的优优先勘探探区

26、域 。5.靠近近盆地中中心是页页岩气成成藏的有有利区域域 。六、页岩岩气藏地地震预测测技术与美国的的早期页页岩气藏藏研究类类似,我我国研究究者通常常使用“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、渤海湾湾以及南南襄、苏苏北、江江汉、四四川、酒酒西、柴柴达木、吐哈等等）中发发现了工工业性泥泥岩裂缝缝油气藏藏。我国国传统的的“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

27、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，因此此目前页页岩气藏藏的地震震预测多多采用泥泥岩裂缝缝油气藏藏的预测测方法。表1 典型型页岩气气与传统统泥页岩岩气裂缝缝油气的的异同对对比（张张金川220088）特点泥页岩裂裂缝油气气页岩气共性界定赋存于泥泥页岩裂裂缝中的的油气同时以吸吸附和游游离状态态赋存于于以泥页页岩为主主的地层层中的天天然气泥岩或页页岩地层层中寒烃烃天然气成成因热成熟丛生物气气到高成成熟或过过成熟气气热成熟气气为主介质泥岩或页页岩裂缝缝泥页岩及及砂岩夹夹层中的的裂缝、孔隙、有机质质等泥岩或页页岩裂缝缝赋存相

28、态态游离游离 + 吸附附游离主控因素素构造裂缝缝各类裂缝缝、有机机碳含量量、有机机质成熟熟度等裂缝理论模式式岩石破裂裂理论、幕式理理论、浮浮力理论论吸附理论论、活塞塞式与置置换式复复杂理论论岩石破裂裂理论、复杂成成藏理论论成藏特点点以油为主主的原地地、就近近或移地地聚集以气为主主的原地地聚集临近或烃烃源岩内内部成藏藏保存特点点良好的封封闭和保保存条件件抗破坏（构造运运动）能能力强适当保存存生产特点点采收率高高，产量量递减快快采收率低低，生产产周期长长特殊开发发技术 1.泥泥（页）岩地层层裂缝的的地质特特征88裂缝包括括裂隙、节理和和断层。裂缝具具有一定定的延伸伸长度和和宽度，裂缝之之间有一一定

29、的间间隔距离离.裂缝缝可以是是敞开的的，也可可能是闭闭合的.裂缝中中可充满满流体，也可能能被其它它矿物充充满。裂裂缝是夭夭然形成成的，也也可是人人工形成成的。由于构造造力及其其它力的的作用，泥页岩岩中极易易生成裂裂缝,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，在一定定的温度度和压力力下，泥泥页岩自自身脱水

30、水、收缩缩、干裂裂形成裂裂缝，这这种裂缝缝多是细细小的微微裂纹。从成因因上泥岩岩裂缝主主要存在在四种类类型的裂裂缝：即即构造缝缝、层间间页理缝缝、成岩岩收缩缝缝和异常常压力缝缝。泥页岩所所受到的的力可分分为三种种:上覆覆岩石压压力，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。根据岩岩石力学学的分析析，裂缝缝多是垂垂直于最最小主应应力的，因此泥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，也就是是说，大大多数裂裂缝是垂垂直方向向发展的的。这与与电测解解释的结结果是一一致的，在取出出的岩心心中也

31、观观察到垂垂直于地地层的裂裂缝分布布，很少少有和岩岩层平行行的裂缝缝，平行于于岩层的的裂缝，在上顶顶岩层压压力作用用下极易易闭合。从泥页岩岩中裂缝缝的几何何形态来来看，基基本有四四种类型型，即垂垂直裂缝缝（构成成HTII介质）、水平平裂缝（构成VVTI介介质）、倾斜裂缝缝（构成成TTII介质）和网状状裂缝（见图44）。根根据岩芯芯观察和和测井解解释发现现大多数数裂缝是是垂直或或近似垂垂直的裂裂缝。图4 泥页岩岩储层裂裂缝地质质模型示示意图裂缝有一一定的宽宽度，细细小的裂裂缝宽度度是微米米级的，裂缝的的长度通通常在几几十到几几百微米米，大的的裂缝宽宽度是毫毫米级的的。裂缝缝的长度度在几米米到十几

32、几千米之之间，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。裂缝的间间距通常常是比较较小的，大体是是在几十十到几百百厘米之之间。裂裂缝的宽宽度小，间距就就小;裂裂缝宽，间距就就大。裂裂缝的分分布密度度在不同同的部位位是不同同的，在在受挤压压的核心心部位密密度高达达每米几几十条，而在翼翼部可能能每千米米只有几几十条。裂缝不仅仅是储集集空间，也是流流体的渗渗流通道道。泥页页岩裂缝缝储集层层，是指指夭然存存在的、对储集集层内流流体的流流动具有有重要影影响的储储集层。裂缝储储集层能能为油、气从基基质孔隙隙流到井井眼提供供通道。裂缝储储集

33、层有有孔隙度度和渗透透率，具具有含油油、气饱饱和度。只有互互相连通通的裂缝缝才是有有用的。泥页岩岩裂缝可可以是增增加储集集层的渗渗透性和和孔隙度度，也可可是增加加储集层层渗透率率的非均均质性。裂缝的的分布密密度、宽宽度，决决定了储储集层的的生产能能力。2.页岩岩气藏地地震预测测裂缝研究究的基础础应是介介质的各各向异性性理论。裂缝是是跟油气气藏关系系比较密密切的各各向异性性。定向向裂缝的的描述特特征有四四要素：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。在页岩油油、气藏藏的勘探探中，寻寻找和查查明裂缝缝

34、是勘探探成功的的关键。针对泥泥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、地质类类比法等等）、地球物理理学法（包括测测井方法法、地震震方法、重力方方法）、地球化化学勘探探方法、构造物物理模拟拟、构造造应力场场或应变变场数值值模拟以以及开发发动态分分析法等等9。和其他类类型油气气藏勘探探开发一一样，页页岩气藏藏的勘探探开发也也离不开开地震勘勘探技术术，尤其其是三维维地震技技术有助助于准确确认识复复杂构造造、储层层非均质质性和裂裂缝发育育带；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。页岩气藏藏地震预预测主要要是利用用地震资料针对对

35、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.泥页页岩裂缝缝发育带带地震预预测运用地震震波在裂裂缝介质质中传播播理论，分析目目标层系系的地震震波运动动学、动动力学响响应特征征的变化化，可以以预测储储层裂缝缝发育带带的空间间方位及及分布密密度，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育育带预测测有纵波波方法（如叠后后地震资资料预测测、叠前前地震资资料预测测）、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。用地震方方法进行行裂隙检检测的方方法研究究,先后后经历了了

36、横波勘勘探、多多波多分分量勘探探和纵波波裂缝检检测等几几个发展展阶段,形成了了诸如横横波地震震勘探检检测裂缝缝、转换换横波探探测裂缝缝、VSSP(垂垂直地震震剖面)法识别别裂缝等等技术。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

37、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）基于于地震构构造解释释和沉积积分析的的裂缝预预测这是一种种基于成成因分析析的预测测方法，它将裂裂缝预测测转化为为构造研研究、沉沉积相分分析、岩岩石物性性分析、储层厚厚度预测测等，从从而间接接预测裂裂缝发育育规律。该方法根根据钻井井、录井井、测井井等资料料识别出出泥页岩岩层段，通过泥泥页岩层层段顶、底界面面地震层层位标定定和拾取取，得到到构造图和厚厚度分布布图；利用地地震属性性分析或或地震波波形聚类类等技术术进行地地震相分分析和

38、沉沉积相分分析。在上述述解释成成果的基基础上，分析泥泥页岩地地层厚度度大于330米有有利沉积积相带和和分布范范围、分析裂裂缝发育育的有利利构造部部位等，揭示和和预测裂裂缝分布布和发育育规律。沉积相就就是沉积积环境及及在该环环境中形形成的沉沉积岩(物)特特征的综综合。地地质上划划分沉积积相是根根据沉积积的物理理、生物物和化学学等特征征。根据据地震相相干分析析划分地地震相，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

39、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 L422三维区区沉积相相分布图图（据苏苏朝光，20002）2）叠后后地震属属性裂缝缝预测从地震数数据中派派生的多多种多样样的地震震属性（Choopraa, 220055.），便利利地质构构造、地地层、岩岩石/流流体特性性解释。例如，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、吸收品品质因子子、频率率斜坡下下降、频频率滤波波、瞬时振幅幅、瞬时时相位、瞬时频率率、振幅幅一阶导导数、振振幅二阶阶导数、余弦相相位、包包络加权权相位、包络加加权频率率、相位位加速度度、

40、薄层层指示、带宽、Q因子子、数学学、位置、缩放比比例、相干性性（相似似性）、谱分解解（FFTT、CWTT）、三维维滤波（低通、拉普拉拉斯、PPrewwittt、速度度滤波器器）、曲曲率、振振幅梯度度等。泥泥页岩地地层中裂裂缝的存存在造成成了多种种地震属属性的变变化,测测量这些些地震属属性的变变化可以以进行裂缝预测测。常用用的预测测方法包包括：相干分分析法；方差分分析法；边缘检检测分析析法；传统地震震属性分分析法；沿层构构造属性性分析法法；地震曲曲率分析析法；分频数据据分析法法；吸收系系数分析析法；层间地地震信息息差异分分析法；地震预预测压力力分析法法。（1）相相干分析析法裂缝预测测 当泥页岩岩

41、地层中中存在断断层或裂裂缝发育育时，地地震剖面面上波形形特征会会发生变变化，相相干分析析技术对对断层(或岩性性变化带带)、裂裂缝等因因紊所引引起的地地震道间间的变化化反应敏敏感。因因此三维维地震相相干分析析可用于于断裂系系统及储储层裂缝缝发育带带的预测测。LX地区区沙三段段存在泥泥岩裂缝缝油气藏藏，泥岩岩裂缝油油气藏的的发育程程度不仅仅与泥岩岩中的矿矿物成分分有直接接关系，而且与与断层和和断裂带带有关。因此，细致研研究断层层和断裂裂带的展展布特点点是寻找找泥岩裂裂缝油气气藏的前前提。在在层位标标定的基基础上，对该区区地震资资料进行行了相干干分析，由于相相干分析析技术对对断层或或裂缝引引起的地地

42、震相变变化反应应灵敏，图6较清楚楚地刻画画了该区区沙三段段断裂和和裂缝系系统的展展布规律律，该区区主要发发育了北北西向、北东向向和东西西向的断断层以及及一些与与泥岩裂裂缝储层层密切相相关但常常规解释释容易遗遗漏的细细小断层层，已钻的的L422、L448等井井均位于于裂缝附附近，在在目的层层获得了了较高的的产量13。图6 LX地区沙沙三段泥泥岩相干分分析图（据刘传传虎，220011）利用多属属性相干干体分析析技术可可以裂缝缝进行预预测。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，把倾角角和方位位角信息息投影到到相干体体平面图图上得到到多属性性相干体体平面图图（通常常用不同同的颜色色反图7

43、 多属性相干体平面图（据张昕，2005） 映地地层的方方位，而而用颜色色的深浅浅来表示示倾角的的大小）。在多多属性相相干体平平面图（见图7）上，地地层方位位发生突突变的地地方反映映了可能能的小断断层和细细微断裂裂。将所所有的小小断裂解解释出来来可以进进一步计计算裂缝缝密度，定量描描述裂缝缝的展布布144。SHAPE * MERGEFORMAT张广智（20111）提提出了以以Cueevellet变变换为基基础的一一种预测测断层和和裂缝发发育带的的方法15。在GG 油田田A地区区目的层层裂缝教教发育，主要裂裂缝类型型有直立立缝、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

44、相干干计算得得到沿层层切片，然后将将该数据据体进行行3个尺尺度、44个方向向的Cuueveelett变换，得到不不同尺度度和具有有方向特特的相干干体，通通过分析析和计算算得到的的断层、裂缝发发育带分分布图及及其走向向分布图图。图88为由第第三、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、裂缝发发育带分分布图上上（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，而走向向分布图图上（见图图8右）所展示示的断层层、裂缝缝发育带带走向也也十分清清楚。通通过对预预测结果果进行综综合分析析，在结结合测井井成像资资料，可以以精确地地揭示断断层和裂裂缝的

45、发发育特征征。（2）方方差分析析法裂缝预测测LX区块块是泥岩岩裂缝发发育地区区，利用用方差分析析法进行行了裂缝缝预测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、L533井和LL7井的的井中资资料反映映的裂缝缝基本上上也是相相符的。（3）边边缘检测测分析法法裂缝预

46、预测根据裂缝缝的波动动方程和和实验模模拟可知知，通常常有裂缝缝是振幅幅较弱，无裂缝缝时振幅幅较强。因此振振幅强弱弱之间必必然有一一条界线线或过渡渡带，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。目前除除采用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

47、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。小波多尺尺度边缘缘检测是是一种重重要的边边缘检测测方法，它通过过选择不不同滤波波尺度达达到对异异常特征征准确定定位的目目的。将将小波多多尺度边边缘检测测理论与与岩石裂裂缝发育育区独特特的地震震波场特征相相结合，形成岩岩石裂缝缝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100a是一个个相干体体层切片片数据，虽可清清晰地看看出裂缝缝或断层层展布，

48、但但难以估估计裂缝缝的发育育程度。图100b为阀阀值检测测结果，图中边边界模糊糊，定位位较粗；图100c为Soobell算子进进行检测测的结果果，其边边缘连续续性较差差；图110d为为小波多多尺度检检测结果果，对边边缘定位位的精度度高，但但对噪声声的响应应也较大大，且可可能检测测出一些些背景细细节边缘缘。比较较图8b和图图8d可看看出，用用小波多多尺度边边缘检测测不仅能能去掉短短枝和杂杂散点，而且检检测出的的边缘连连续，精精度较高高18。图10 几种种方法检检测裂缝缝的效果果对比（据苟量量，20005）(a)振振幅切片片；(bb)阀值值检测；(c)Sobbel检检测；(d)小小波对尺尺度检测测

49、 图11 某地区分形边缘检测结果（据黄捍东，2002）分形边缘缘检测是是一种以以迭代函函数系统统(IFFS)理理论为基基础的检检测方法法。利用用岩石裂裂缝分布布的不规规则、多多尺度性性,结合合地震波波场对岩岩石裂缝缝的多尺尺度效应应,将地地震观测测数据作作为图像像,横向向变化作作为边缘缘,引入入图像边边缘检测测理论和和分形检检测算法法,把隐隐蔽在地地震图像像中且实实际存在在的横向向变化检检测出来来,从而而大大提提高了地地震记录录的横向向分辨率率。基于于IFSS理论对对分形图图像作压压缩后,通常还还要对图图像作恢恢复处理理。分析析图像恢恢复前、后的失失真测度度,发现现了失真真测度与与图像边边缘之

50、间间存在的的关系,从而推推导出分分形图像像边缘检检测方法法19。图11是针对对某地区33D地震震资料进进行分形形边缘检检测的结结果。图图11中颜色色分级表表示裂缝缝发育程程度,一一级表示示裂缝发发育程度度最高,它主要要反映断断层的分分布；二级、三级反反映小断断层和裂裂缝的分分布;四四级主要要反映裂裂缝。图12 某地区应用快速模糊边缘检测法的结果（据迟新刚，2003）模糊边缘缘检测的的方法首首先是由由Pall和Kiing提提出来的的,它能能够更有有效地将将物体从从背景中中区分出出来，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（IFEED）以以一个简简单的线线性函数数代替

51、复复杂的函函数形式式，可以以根据图图形检测测的需要要切削掉掉部分中中间的过过渡像素素，在更更大的程程度上增增强两侧侧像素的的对比，保证了了模糊增增强的效效果。改改进后的的模糊边边缘检测测方法在在裂缝检检测中保保留了更更多的图图像灰度度信息,因此,检测结结果既保保留了更更多的局局部裂缝缝分布特特征,又又能明显显地预测测裂缝发发育带的的整体分分布特征征,并且且计算速速度比改改进前有有明显提提高。该该方法在在实际资资料处理理中取得得了令人人满意的的效果。图12为某地地区应用用该方法法进行裂裂缝检测测的结果果200。最优滤波波二阶差差分边缘缘检测的的实现过过程是,首先在在一定范范围内作作平滑滤滤波,然

52、然后检测测发生在在相应尺尺度上的的边缘。通过采采用一组组滤波,可以分分别检测测出发生生在小范范围内的的灰度变变化和大大范围上上的模糊糊边缘。滤波器器选用高高斯滤波波器，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） 多维边缘缘检测是是Turrhann(Tuury)Tannar(19999)提提出的一一种边缘缘检测算算法，它它基于MMalllat边边缘检测测算法，构造相相应的小小波函数数对三维维地震数数据体FF(x,y,tt)进行行

53、二维小小波变换换，并将将上述方方程推广广到三维维函数，然后变变换到小小波域。在小波波域求出出小波函函数的多多尺度解解，再将将小波域域的解反反变换到到时空域域重建得得到实际际的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关系，合理选选择小波波尺度因因子值可可以提高高地震裂裂缝预测测精度。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，其结果果有明显显差异22。图14野野外露头头照片模模型正演演不同方方位多维维边缘检检测法裂裂缝检测

54、测图（据据黄捍东东，20009）(a)露露头裂缝缝照片；(b)横向检检测；(c)纵纵向检测测；(dd)8个个方位检检测GHT裂裂缝检测测方法是是一种基基于广义义希尔伯伯特变换换的边缘缘检测方方法。该该方法首首先采用用二维保保边去噪噪进行时时间域振振幅切片片的去噪噪处理，然后采采用频率率域加窗窗的广义义希尔伯伯特变换换（GHHT），通过优优选时窗窗和阶次次进行二二维切片片的边缘缘检测，不仅有有很强的的抑制噪噪声能力力，而且且具很高高的边缘缘检测精精度，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基基于GHHT法的的裂缝检检测结果果（据熊

55、晓晓军，220099）（4）传传统地震震属性分分析法裂裂缝预测测泥页岩地地层中裂裂缝的存存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。地震属属性种类类繁多, Brrownn(19996)把地震震属性归归纳为时时间、振振幅、频频率、衰衰减四大大类666种,QQuinncyCChenn(19997)把地震震属性归归纳为振振幅、波波形、频频率、衰衰减、相相位、相相关、能能量、比比率等八八大类991种。.从地地震属性性的实际际应用看看，根据不不同的研研究目标标、层系系、岩性性变化,结合地地震属性性的地质质意义划划分为：振幅统统计类、频(能能)谱统统

56、计类、相位统统计类、复地震震道类、层序统统计类。可用于于识别断断裂、缝缝（洞）的传统统地震属属性有：振幅统统计类（瞬时振振幅、振振幅总量量、相邻邻峰值振振幅之比比、均方方根振幅幅、平均均振幅、平均绝绝对振幅幅、最大大峰值振振幅、平平均峰值值振幅、最大谷谷值振幅幅、最大大峰值振振幅）；频(能能)谱统统计类（瞬时频频率、主主频、峰值频频率、平平均能量量、能量总总体）；相位统统计类（瞬时相相位余弦弦）；复复地震道道类（平均反反射强度度、平均均瞬时相相位平均均瞬时频频率、反反射强度度斜率）；层序序统计类类（能量半半衰时、正负样样点比例例波峰数数、波谷谷数）；相关统计计类（相干、相似系系数、相相关峰态态

57、、平均均信噪比比、相关关长度、相关分分量）224。在罗家泥泥岩裂缝缝储层预预测中,从得到到的地震震属性图图上看(见图16)，裂缝发发育区表表现出相相对弱振振幅、弱弱能量、低的振振幅变化化率；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 罗家家地区沙沙三段底底部泥岩岩段沿层层地震属属性平面面

58、图（据据季玉新新，20007）LX区块块是泥岩岩裂缝发发育地区区,对该该工区作作层位标标定与构构造精细细解释,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,计算算该泥岩岩目的层层段的地地震波主主频率。图17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、L533井和LL7井的的井中资资料反映映的裂缝缝基本上上也是相相符的16。图17 LXX地区泥泥岩目的的层段主主频率平平面分布布图（据据桂志先先，20007）在苏北YYC地区区泥岩裂裂缝储层层预测中中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

59、带表现现为相对对的低速速异常，特别是是裂缝段段含油气气时，异异常将更更加明显显，这就就为用地地震速度度预测裂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，裂缝发发育段显显示为层层速度相相对低值值（见图18）。利利用沿目目的层的的层速度度平面图图，可以以预测裂裂缝发育育带和可可能的含含油气带带。图18YYC地区区高精度度反演层层速度剖剖面（据据陈佳梁梁，20004）（5）沿沿层构造造属性分分析法裂裂缝预测测沿层构造造属性分分析包括括倾角分分析、方方位分析析、倾角角/方位位分析。倾角定

60、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井区区解释各各种断裂裂30余余条,其其中命名名断裂119条,均为挤挤压应力力作用下下的高角角度逆断断层,倾倾角大多多在40070之间。构造运运动是产产生断层层、裂缝缝的主导导因素。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