CN112034514B - 一种基于地震沉积学理论的页岩油气系统及其鉴定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于地震沉积学理论的页岩油气系统，包括高精度泥页岩层序地层格架构建模块、地震子波相位调整模块、追踪等时标志层模块、地震分辨率分析模块、结合泥页岩地层特性调整地震频率模块、泥页岩成熟度和品质评价模块、泥页岩电阻率和速度响应关系模块、总有机碳含量、电阻率和声波时差模块、波阻抗和总有机碳含量以及镜质体反射率关系模型模块、地震参数筛选模块、地层切片模块、地质解释模块、综合评价模块。基于页岩油气赋存在泥页岩中，泥页岩具有质纯、致密和细粒的特点，提出在质纯的泥页岩中，通过对地震沉积学理论和技术改良、丰富和发展，用发展了的地震沉积学技术和地震资料数据预测泥页岩相对单一的岩性中富油气的区域。
Description
技术领域
本发明属于页岩油气勘探技术领域，尤其涉及一种基于地震沉积学理论的页岩油气系统及其鉴定方法。
背景技术
地震沉积学是通过地震岩性学、地震地貌学的综合分析，研究地层岩性、沉积成因、沉积体系和盆地充填历史的学科。该新学科探讨了地震反射等时性和穿时性，逐渐认识到地震反射并非普遍具有年代地层意义，只有少数反射同相轴(如最大洪泛面附近的反射界面)具有可靠的等时意义，而大多数地震反射的产状和等时性受控于地震资料频率。
地震沉积学理论和技术，在陆相含油气沉积盆地沉积体系研究和薄层砂体预测，塔里木和四川盆地古生界、新元古界碳酸盐岩储集层研究以及油气精细勘探与开发方面发挥了特有的作用。十几年来，地震沉积学领域尚未见页岩油气应用实例。作为一种重要的非常规油气资源，页岩油气资源量巨大，近年来页岩油气勘探、开发和评价工作如火如荼开展，在页岩油气资源量评价方法、有机地球化学参数表征、水平井开发、裂缝预测等方面取得瞩目成就，但对于泥页岩自身沉积特征，以及不同沉积特征差异的空间分布预测认识不足，研究手段较为单一，大多运用测井数据进行井点分析，井间则依靠地质理论和经验预测，缺乏有效证据，直接制约了泥页岩储层非均质性的刻画精度，给页岩油气的评价和生产造成不确定性。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种基于地震沉积学理论的页岩油气系统及其鉴定方法，基于页岩油气赋存在泥页岩中，泥页岩具有质纯、致密和细粒的特点，岩性相对单一，“铁板一块”的情况，提出在质纯的泥页岩中，通过对地震沉积学理论和技术改良、丰富和发展，用发展了的地震沉积学技术和地震资料数据预测泥页岩相对单一的岩性中富油气的区域。
本发明采用如下技术方案：
一种基于地震沉积学理论的页岩油气系统，包括：
高精度泥页岩层序地层格架构建模块
从等时性角度出发(而非一般认识中从岩性角度出发)更精细更科学地分解页岩地层单元。
地震子波相位调整模块
该模块的作用在于将通过钻井分析已经精细划分出来的泥页岩薄层地层单元地质特性(包括岩性、含有机质性等)与地震剖面响应吻合。
追踪等时标志层模块
该模块的作用在于在空间上追踪已经划分好的泥页岩地层基本单元，将单井一条垂向线上的地层精细划分成果延伸到整个研究区空间。
地震分辨率分析模块
该模块的作用在于明确空间内可精细研究的泥页岩的地层基本单元厚度，如果地震分辨率不足，则必须进行地震频率调整。
结合泥页岩地层特性调整地震频率模块
该模块的作用在于如果遇到地震资料分辨率较低的情况，通过该模块的处理，将原有地震资料的分辨率提高，使地震资料能够分辨的泥页岩中存在地质特征差异的基本单元的厚度降低，研究更精细。
泥页岩成熟度和品质评价模块
该模块的作用在于对比已经分解成多个基本单元的泥页岩各单元之间的成熟度和品质差异，为进一步细化泥页岩内部各单元品质差异评价建立基础。
泥页岩电阻率和速度响应关系模块
该模块的作用在于在没有钻井的地区，通过地震资料对地下泥页岩分布情况进行刻画，明确泥页岩总体分布范围。
总有机碳含量、电阻率和声波时差模块
该模块的作用在于在泥页岩电阻率曲线与声波曲线对应关系不好的地层中，建立总有机碳含量和电阻率的关系。同时也有助于在已经明确了的泥页岩总体分布范围内，将不同品质的泥页岩基本单元通过电阻率特征差异予以进一步区分。
波阻抗和总有机碳含量以及镜质体反射率关系模型模块
该模块的作用在于将地层电阻率和泥页岩总有机碳含量以及镜质体反射率的关系外延到地震波阻抗和泥页岩总有机碳含量以及镜质体反射率的关系。地震地层切片展示的是波阻抗特征。
地震参数筛选模块
该模块的作用在于通过对地震参数进行筛选，调节各项参数，以达到地层切片预测结果最符合地质特征、反映信息最明确的目标。
地层切片模块
该模块的作用在于对不同地质特征的泥页岩基本单元分别进行地层切片，将具不同潜力的泥页岩基本单元各自特征用地层切片的方法展示出来。
地质解释模块
该模块的作用在于对已经完成的泥页岩不同基本单元的地层切片进行科学解释，明确不同切片反映的地质信息。
综合评价模块
该模块的作用在于在模块的处理结果之上，综合评价泥页岩不同基本单元，明确泥页岩看似均一的外表之下勘探开发潜力的不均一性，预测有利区带三维空间分布。
一种基于地震沉积学理论的页岩油气系统鉴定方法，包括以下步骤
步骤1.高精度泥页岩层序地层格架构建
基于钻井测井电性特征、岩性沉积旋回特征、有机地球化学参数变化特征研究，明确上述指标和参数变化规律，结合地震剖面响应特征分析，将具有类似变化规律的页岩薄层归类，建立具有明确等时意义的地层基本单元，构建高精度泥页岩地层格架。
步骤2.地震子波相位调整
根据精细划分出来的泥页岩地层基本单元厚度调整地震子波相位。对单层厚度较小(四分之一个波长以内)的泥页岩地层基本单元，地震子波相位调整到90°，对单层厚度较大(四分之一个波长以上)的泥页岩地层基本单元，地震子波相位调整到零相位。
步骤3.追踪等时标志层
泥页岩多沉积于静水环境，稳定、广泛分布，自身可作为标志层。泥页岩自身内部地质特征的变化，同样具有较为稳定、广泛分布的特点，因此只需在地震剖面上追踪反映泥页岩特征的同相轴，即可完成等时标志层追踪工作。
步骤4.地震分辨率分析
利用专业地震数据处理解释软件频谱分析功能对地震波有效频率的范围和主频进行分析，根据分析结果计算地震资料对泥页岩基本单元差异识别的最小厚度，即地震分辨能力。
步骤5.结合泥页岩地层特性调整地震频率
运用目前主流的地震分辨率提高技术手段(谱平衡、谱白化，常规反褶积、卡尔曼最优估计和盲源分离等)调整地震资料的主频，压缩可识别的泥页岩地层内部基本单元厚度。
步骤6.泥页岩成熟度和品质评价(测定镜质体反射率和总有机碳含量)
根据泥地比大小区分基本单元评价潜力，泥地比小于60％的基本单元不作为有利单元；根据总有机碳含量对泥地比较大的基本单元进行分类，小于0.5％的不作为有利单元；根据镜质体反射率对筛选后的单元进行分类，分为小于0.5％，0.5％～1.3％和大于1.3％三类。
步骤7.建立泥页岩电阻率和速度响应关系
使用Faust经验公式(v＝KHCdRt)来计算泥页岩电阻率和声波速度的关系。
步骤8.建立总有机碳含量和电阻率、声波时差关系模型
在某些电阻率曲线和声波曲线对应不好的地层中，利用总有机碳或镜质体反射率数据，结合Passey等提出的ΔlgR法，建立地震波速度、泥页岩电阻率和总有机碳含量三者之间的关系。
步骤9.建立波阻抗和总有机碳含量以及镜质体反射率关系模型
通过专业地震数据处理解释软件，将地层的电阻率、声波的速度和地震的波阻抗属性三者结合，根据不同泥页岩基本地层单元的电阻率和声波速度计算地震数据的波阻抗属性。
步骤10.地震参数筛选
泥页岩的有机碳含量、镜质体反射率等参数均与声波速度、地震波阻抗属性有关，因此无需去考虑弧长等参数。本步骤地震参数筛选，主要是对前述地震资料固有频率，以及提高频率过程中采用的各项参数进行综合化、集成化分析，反复试验、验证，筛选效果最好的切片对应的参数。
步骤11.地层切片
运用专业地震数据处理解释软件在高精度的泥页岩层序格架内部建立不同泥页岩基本单元的Wheeller域，完成地层切片的制作。本步骤的结果需反馈到步骤10，反复制作，反复验证，反复修改、筛选参数，最终确定所选切片。
步骤12.地质解释
根据已经完成的泥页岩不同基本单元的地层切片上展示的地震信息(主要是波阻抗的强弱和波阻抗分布的形态)、波阻抗和总有机碳含量及镜质体反射率关系，以及泥页岩沉积模式、前期岩石学研究成果等，对地层切片分别进行地质解释，赋予地层切片波阻抗信息地质意义。
步骤13.综合评价
综合上述12个步骤产生的结果，在相对均一、分布广泛的泥页岩地层中识别出薄层的潜力更大的单元，明确这些单元的分布层位、深度、范围，给出这些单元的潜力评价参数。
本发明的有益效果：
当前尚未见到利用地震沉积学理论和技术开展页岩油气评价和预测相关研究和生产，本发明是地震沉积学理论运用的一次跨界创新。
地震沉积学理论的诞生，其初衷在于在泥岩、砂岩混杂的盆地深坳带，通过对两种截然不同的岩石类型地震响应差异的表征，在无井区和少井区预测有利砂岩储层。而泥页岩自身岩性相对均一，因此目前国内外尚无专家运用地震沉积学理论对单一泥页岩进行研究。为了克服这一技术困难，本发明从以往实践经验出发，首先对“铁板一块”的泥页岩精细分析，发现泥页岩地层中并不全部都是泥岩，也有薄纹层的砂岩和粉砂岩，这种微小的岩性变化可以在地震响应上体现出来，但距离实现泥页岩油气评价和预测的目标还不够。进一步研究还发现，泥页岩的总有机碳含量以及成熟度和岩层内的声波时差存在数学关系，而地震资料本来就是通过对地震波的发射和采集得来，这从客观上给建立泥页岩地球化学指标和地震处理解释结果之间的桥梁提供了可能。本发明可大幅度提升页岩油气勘探与开发成功率，为我国页岩油气增产增储提供重要技术支持。
附图说明
图1为本发明的程序流程图；
图2为本发明的高精度层序地层格架图；
图3为本发明的地震子波相位调整后地震反射同相轴与单井泥页岩单元的对应关系(虚线为系统对各单元追踪结果)；
图4为本发明地层切片结果图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明的一种基于地震沉积学理论的页岩油气系统，包括：
S1.高精度泥页岩层序地层格架构建模块
从等时性角度出发分解页岩地层单元，方法和步骤包括：①基于钻井测井电性特征(多种测井类型的组合的分类，例如高自然伽马、高声波时差的单元就可以与高自然伽马测井、中声波时差的单元分割开来，测井曲线类型包括自然伽马、声波时差、电阻率、元素测井、自然电位等，通过聚类分析的方法即可划分多个具有一定测井组合特征的单元)、岩性沉积旋回特征、有机地球化学参数变化特征研究；②明确测井电性、岩性沉积旋回、有机地球化学参数变化特征和参数变化规律；③结合地震剖面响应特征分析，将具有类似变化规律的页岩薄层归类。最终建立具有明确等时意义的地层基本单元，构建高精度泥页岩地层格架。
S2.地震子波相位调整模块
经过S1高精度泥页岩层序地层格架建立处理后结果送入地震子波相位调整模块，将通过钻井分析已经精细划分出来的泥页岩薄层地层单元地质特性(包括岩性、含有机质性等)与地震剖面响应吻合，根据精细划分出来的泥页岩地层基本单元厚度调整地震子波相位，对单层厚度较小的泥页岩地层基本单元，地震子波相位调整到90°，对单层厚度较大的泥页岩地层基本单元，地震子波相位调整到零相位。
S3.追踪等时标志层模块
结合地震资料和S2地震子波相位调整模块处理后的结果，在空间上追踪(第一部分已经划分了好多个单元，就像蛋糕，已经划分出了奶油层、蛋糕胚、夹在中间的巧克力层，但是地层是展布几十甚至几万平方公里的，因此要把这些层追踪一下，看看延伸特征)已经划分好的泥页岩地层基本单元，将单井一条垂向线上的地层精细划分成果延伸到整个研究区空间，泥页岩多沉积于静水环境，稳定、广泛分布，自身可作为标志层，泥页岩自身内部地质特征的变化，同样具有较为稳定、广泛分布的特点，因此只需在地震剖面上追踪反映泥页岩特征的同相轴，即可完成等时标志层追踪工作。
S4.地震分辨率分析模块
将S2地震子波相位调整模块处理后的结果送入S4地震分辨率分析模块内，明确空间内可精细研究的泥页岩的地层基本单元厚度，如果地震分辨率不足，则必须进行地震频率调整，利用专业地震数据处理解释软件(Landmark、Geoframe等国际通用的软件)频谱分析功能对地震波有效频率的范围和主频进行分析，根据分析结果计算地震资料对泥页岩基本单元差异识别的最小厚度。
S5.结合泥页岩地层特性调整地震频率模块
将S4地震分辨率分析模块处理后的结果送入S5结合泥页岩地层特性调整地震频率模块,如果遇到地震资料分辨率较低的情况，通过模块的处理，将原有地震资料的分辨率提高，使地震资料能够分辨率的泥页岩中存在地质特征差异的基本单元的厚度降低，研究更精细，运用目前主流的地震分辨率提高技术手段(谱平衡、谱白化，常规反褶积、卡尔曼最优估计和盲源分离等)调整地震资料的主频，压缩可识别的泥页岩地层内部基本单元厚度，并把此结果反馈给S1高精度泥页岩层序地层格架建立。
S6.泥页岩成熟度和品质评价模块
结合岩心资料,对比已经分解成多个基本单元的泥页岩各单元之间的成熟度和品质差异，为进一步细化泥页岩内部各单元品质差异评价建立基础，根据泥地比大小区分基本单元评价潜力，泥地比小于60％的基本单元不作为有利单元；根据总有机碳含量对泥地比较大的基本单元进行分类，小于0.5％的不作为有利单元；根据镜质体反射率对筛选后的单元进行分类，分为小于0.5％，0.5％-1.3％和大于1.3％三类。
S7.泥页岩电阻率和速度响应关系模块
结合测井资料和岩心资料,在没有钻井的地区，通过地震资料对地下泥页岩分布情况进行刻画，明确泥页岩总体分布范围，使用Faust经验公式v＝KHCdRt来计算泥页岩电阻率和声波速度的关系。
S8.总有机碳含量、电阻率和声波时差模块(总有机碳含量、电阻率和声波时差模块)
将S6泥页岩成熟度和品质评价模块以及S7建立泥页岩电阻率和速度响应关系模块处理后的结果送入S8总有机碳含量、电阻率和声波时差模块，在泥页岩电阻率曲线与声波曲线对应关系不好的地层中，建立总有机碳含量和电阻率的关系，同时也有助于在泥页岩电阻率和速度响应关系模块里分析得到的泥页岩总体分布范围。
已经明确了的泥页岩总体分布范围内，将不同品质的泥页岩基本单元通过电阻率特征差异予以进一步区分，在某些电阻率曲线和声波曲线对应不好的地层中，利用总有机碳或镜质体反射率数据，结合Passey等提出的ΔlgR法，建立地震波速度、泥页岩电阻率和总有机碳含量三者之间的关系。
S9.波阻抗和总有机碳含量以及镜质体反射率关系模型模块
将S5结合泥页岩地层特性调整地震频率模块以及S8建立总有机碳含量和电阻率、声波时差关系模型模块处理得到的结果送入S9建立波阻抗和总有机碳含量以及镜质体反射率关系模块。
将地层电阻率和泥页岩总有机碳含量以及镜质体反射率的关系外延到地震波阻抗和泥页岩总有机碳含量以及镜质体反射率的关系。地震地层切片展示的是波阻抗特征，通过专业地震数据处理解释软件(Landmark、Geoframe等国际通用的软件)，将地层的电阻率、声波的速度和地震的波阻抗属性三者结合，根据不同泥页岩基本地层单元的电阻率和声波计算地震数据的波阻抗属性。
S10.地震参数筛选模块
将S9建立波阻抗和总有机碳含量及镜质体反射率关系模块处理的结果送入S10地震参数筛选模块，通过对地震参数进行筛选，调节各项参数，以达到地层切片预测结果最符合地质特征、反映信息最明确的目标，泥页岩的有机碳含量、镜质体反射率等参数均与声波速度、地震波阻抗属性有关，因此无需去考虑弧长等参数。
本模块地震参数筛选，主要是对前述地震资料固有频率，以及提高频率过程中采用的各项参数进行综合化、集成化分析，反复试验、验证，筛选效果最好的切片对应的参数。
S11.地层切片模块
将S3追踪等时标志层模块及S10地震参数筛选模块处理的结果送入S11地层切片模块，对不同地质特征的泥页岩基本单元分别进行地层切片，将具不同潜力的泥页岩基本单元各自特征用地层切片的方法展示出来，运用专业地震数据处理解释软件(Landmark、Geoframe等国际通用的软件)在高精度的泥页岩层序格架内部建立不同泥页岩基本单元的Wheeller域，完成地层切片的制作，结果需反馈到地震参数筛选模块，反复制作，反复验证，反复修改，筛选参数，最终确定所选切片。
S12.地质解释模块
将S11地层切片模块处理结果送入S12地质解释模块，对已经完成的泥页岩不同基本单元的地层切片进行科学解释，明确不同切片反映的地质信息，根据已经完成的泥页岩不同基本单元的地层切片上展示的地震信息、波阻抗和总有机碳含量及镜质体反射率关系，以及泥页岩沉积模式、前提岩石学研究成果等，对地层切片分别进行地质解释，赋予地层切片波阻抗信息地质意义。
S13.综合评价模块
将S12地质解释模块处理结果送入S13综合评价模块，在本模块的处理结果之上，综合评价泥页岩不同基本单元，明确泥页岩看似均一的外表之下勘探开发潜力的不均一性，预测有利区带三维空间分布，综合上述12个模块产生的结果，在相对均一、分布广泛的泥页岩地层中识别出薄层的潜力更大的单元，明确这些单元的分布层位、深度、范围给出这些单元的潜力评价参数(泥地比、总有机碳含量、镜质体反射率、电阻率测井数值、声波时差测井数值、自然伽马测井数值等，例如单元A，最好的，它的泥地比100％，镜质体反射率1.8，总有机碳含量2％，测井数值根据不同地质条件可以变化，具体情况具体分析)。
并且提供一种基于地震沉积学理论的页岩油气系统鉴定方法，包括以下步骤：
步骤1.高精度泥页岩层序地层格架构建
基于钻井测井电性特征、岩性沉积旋回特征、有机地球化学参数变化特征研究，明确上述指标和参数变化规律，结合地震剖面响应特征分析，将具有类似变化规律的页岩薄层归类，建立具有明确等时意义的地层基本单元，构建高精度泥页岩地层格架。
步骤2.地震子波相位调整
根据步骤1划分的泥页岩地层基本单元厚度调整地震子波相位。对单层厚度较小(四分之一个波长以内)的泥页岩地层基本单元，地震子波相位调整到90°，对单层厚度较大(四分之一个波长以上)的泥页岩地层基本单元，地震子波相位调整到零相位。
步骤3.追踪等时标志层
根据步骤2的结果，泥页岩多沉积于静水环境，稳定、广泛分布，自身可作为标志层。泥页岩自身内部地质特征的变化，同样具有较为稳定、广泛分布的特点，因此只需在地震剖面上追踪反映泥页岩特征的同相轴，即可完成等时标志层追踪工作。
步骤4.地震分辨率分析
根据步骤2的结果，利用专业地震数据处理解释软件(Landmark、Geoframe等国际通用的软件)频谱分析功能对地震波有效频率的范围和主频进行分析，根据分析结果计算地震资料对泥页岩基本单元差异识别的最小厚度，即地震分辨能力。
步骤5.结合泥页岩地层特性调整地震频率
结合步骤4得到的结果，运用目前主流的地震分辨率提高技术手段(谱平衡、谱白化，常规反褶积、卡尔曼最优估计和盲源分离等)调整地震资料的主频，压缩可识别的泥页岩地层内部基本单元厚度。
步骤6.泥页岩成熟度和品质评价(测定镜质体反射率和总有机碳含量)；
由岩心资料，根据泥地比大小区分基本单元评价潜力，泥地比小于60％的基本单元不作为有利单元；根据总有机碳含量对泥地比较大的基本单元进行分类，小于0.5％的不作为有利单元；根据镜质体反射率对筛选后的单元进行分类，分为小于0.5％，0.5％-1.3％和大于1.3％三类。
步骤7.建立泥页岩电阻率和速度响应关系
根据测井资料和岩心资料，使用Faust经验公式(v＝KHCdRt)来计算泥页岩电阻率和声波速度的关系。
步骤8.建立总有机碳含量和电阻率、声波时差关系模型
根据步骤6和步骤7处理得到的结果，在某些电阻率曲线和声波曲线对应不好的地层中，利用总有机碳或镜质体反射率数据，结合Passey等提出的ΔlgR法，建立地震波速度、泥页岩电阻率和总有机碳含量三者之间的关系。
步骤9.建立波阻抗和总有机碳含量以及镜质体反射率关系模型
根据步骤5和步骤8处理的结果，通过专业地震数据处理解释软件，将地层的电阻率、声波的速度和地震的波阻抗属性三者结合，根据不同泥页岩基本地层单元的电阻率和声波速度计算地震数据的波阻抗属性。
步骤10.地震参数筛选
根据步骤9处理的结果，泥页岩的有机碳含量、镜质体反射率等参数均与声波速度、地震波阻抗属性有关，因此无需去考虑弧长等参数。
本步骤地震参数筛选，主要是对前述地震资料固有频率，以及提高频率过程中采用的各项参数进行综合化、集成化分析，反复试验、验证，筛选效果最好的切片对应的参数。
步骤11.地层切片
结合步骤11和步骤10处理的结果，运用专业地震数据处理解释软件在高精度的泥页岩层序格架内部建立不同泥页岩基本单元的Wheeller域，完成地层切片的制作。本步骤的结果需反馈到步骤10，反复制作，反复验证，反复修改、筛选参数，最终确定所选切片。
步骤12.地质解释
集合步骤11的处理结果，根据已经完成的泥页岩不同基本单元的地层切片上展示的地震信息(主要是波阻抗的强弱和波阻抗分布的形态)、波阻抗和总有机碳含量及镜质体反射率关系，以及泥页岩沉积模式、前期岩石学研究成果等，对地层切片分别进行地质解释，赋予地层切片波阻抗信息地质意义。
步骤13.综合评价
综合上述12个步骤产生的结果，在相对均一、分布广泛的泥页岩地层中识别出薄层的潜力更大的单元，明确这些单元的分布层位、深度、范围，给出这些单元的潜力评价参数。
实施例
以我国西部某页岩气矿区为实例，系统阐述本发明在页岩油气勘探与开发中的运用。根据步骤1，系统根据页岩、泥岩、粉砂岩的组合关系，总有机碳含量数值分布和测井曲线的形态特征进行自动聚类，在单井上将具有相似岩性(组合与变化)特征、测井形态和总有机碳含量的泥页岩单元加以区分、合并；并对多口井相似地质特征的泥页岩单元进行追踪、归纳，建立层序地层格架，如图2所示。结合步骤2，系统对地震子波相位进行调整，使得步骤1中的泥页岩单元与地震剖面反射同相轴形成对应关系，如图3所示。根据步骤3，系统对不同泥页岩单元在平面上的分布情况进行自动追踪，如图3所示，步骤4和步骤5用于分析地震数据的分辨能力，并加以适当调整。本实例选用高品质地震数据，地震数据分辨率约为28Hz，可以识别15m的泥页岩单元，满足研究需要。根据步骤6系统将泥页岩单元划分为三大类，好、中、差。步骤7和步骤8在系统内自动运算，根据输出结果，结合步骤9的运算，建立波阻抗和总有机碳含量以及镜质体反射率之间的关系。发现波阻抗越大，泥页岩越不纯，相应地，反映泥页岩品质的各项指标越低。步骤10主要是对之前9个步骤运算结果的调整，尤其是在系统运算之后，需要结合实际情况(包括地质情况和油气田开发情况)微调之前的运算参数。通过步骤11，可以得到不同品质的泥页岩单元在平面的分布情况，这种特征是波阻抗的差异显示出来的，如图4所示。步骤12对步骤11中得到的地层切片进行了地质分析，如果不符合地质实际，则认为前期步骤运算有误，需要调整。本实例符合地质实际，物源自西而东，往西泥页岩受到砂岩、砾岩干扰，品质较差，往东泥页岩单元品质较好。根据步骤13和其余步骤运算结果，认为好的泥页岩单元分布于东部，总体处于切片中黑色分布范围；中品质的泥页岩单元分布于中部，总体处于切片中灰白色分布范围；差品质的泥页岩单元分布于西部，总体处于切片中深灰色分布范围。根据本发明实际运算结果，认为研究区页岩气有利勘探区为东部蓝色分布范围，是下一步页岩气钻井的重点地区。实际钻井结果也揭示了东部蓝色分布区内泥页岩单元的各项指标均好，印证了本发明揭示的结果。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (4)
1.一种基于地震沉积学理论的页岩油气系统，其特征在于：包括
S1.高精度泥页岩层序地层格架构建模块
从地震资料参数变化特征研究、测井资料电性特征、岩心资料沉积旋回特征，明确测井电性、岩性沉积旋回、有机地球化学参数变化特征指标和参数变化规律，结合地震剖面响应特征分析，将具有类似变化规律的页岩薄层归类，建立具有明确等时意义的地层基本单元，构建高精度泥页岩地层格架；
S2.地震子波相位调整模块
经过S1高精度泥页岩层序地层格架建立处理后结果送入S2地震子波相位调整模块，将通过钻井分析已经精细划分出来的泥页岩薄层地层单元地质特性与地震剖面响应吻合，根据精细划分出来的泥页岩地层基本单元厚度调整地震子波相位，对单层厚度较小的泥页岩地层基本单元，地震子波相位调整到90°，对单层厚度较大的泥页岩地层基本单元，地震子波相位调整到零相位；
S3.追踪等时标志层模块
结合地震资料和S2地震子波相位调整模块处理后的结果，在空间上追踪已经划分好的泥页岩地层基本单元，将单井一条垂向线上的地层精细划分成果延伸到整个研究区空间，泥页岩多沉积于静水环境，稳定、广泛分布，自身可作为标志层，泥页岩自身内部地质特征的变化，同样具有较为稳定、广泛分布的特点，因此只需在地震剖面上追踪反映泥页岩特征的同相轴，即可完成等时标志层追踪工作；
S4.地震分辨率分析模块
将S2地震子波相位调整模块处理后的结果送入S4地震分辨率分析模块内,明确空间内可精细研究的泥页岩的地层基本单元厚度，如果地震分辨率不足，则必须进行地震频率调整，利用专业地震数据处理解释软件频谱分析功能对地震波有效频率的范围和主频进行分析，根据分析结果计算地震资料对泥页岩基本单元差异识别的最小厚度；
S5.结合泥页岩地层特性调整地震频率模块
将S4地震分辨率分析模块处理后的结果送入S5结合泥页岩地层特性调整地震频率模块,如果遇到地震资料分辨率较低的情况，通过模块的处理，将原有地震资料的分辨率提高，使地震资料能够分辨的泥页岩中存在地质特征差异的基本单元的厚度降低，研究更精细，运用目前主流的地震分辨率提高技术手段调整地震资料的主频，压缩可识别的泥页岩地层内部基本单元厚度；
S6.泥页岩成熟度和品质评价模块
结合岩心资料,对比已经分解成多个基本单元的泥页岩各单元之间的成熟度和品质差异，为进一步细化泥页岩内部各单元品质差异评价建立基础，根据泥地比大小区分基本单元评价潜力，泥地比小于60％的基本单元不作为有利单元；根据总有机碳含量对泥地比较大的基本单元进行分类，小于0.5％的不作为有利单元；根据镜质体反射率对筛选后的单元进行分类，分为小于0.5％，0.5％-1.3％和大于1.3％三类；
S7.泥页岩电阻率和速度响应关系模块
结合测井资料和岩心资料,在没有钻井的地区，通过地震资料对地下泥页岩分布情况进行刻画，明确泥页岩总体分布范围，使用Faust经验公式v＝KHCdRt来计算泥页岩电阻率和声波速度的关系；
S8.总有机碳含量、电阻率和声波时差模块
将S6泥页岩成熟度和品质评价模块以及S7建立泥页岩电阻率和速度响应关系模块处理后的结果送入S8总有机碳含量、电阻率和声波时差模块,在泥页岩电阻率曲线与声波曲线对应关系不好的地层中，建立总有机碳含量和电阻率的关系，同时也有助于在泥页岩电阻率和速度响应关系模块里面分析得到的泥页岩总体分布范围，已经明确了的泥页岩总体分布范围内，将不同品质的泥页岩基本单元通过电阻率特征差异予以进一步区分，在某些电阻率曲线和声波曲线对应不好的地层中，利用总有机碳或镜质体反射率数据，结合Passey提出的ΔlgR法，建立地震波速度、泥页岩电阻率和总有机碳含量三者之间的关系；
S9.波阻抗和总有机碳含量以及镜质体反射率关系模型模块；
将S5结合泥页岩地层特性调整地震频率模块以及S8建立总有机碳含量和电阻率、声波时差关系模型模块处理得到的结果送入S9建立波阻抗和总有机碳含量以及镜质体反射率关系模块；
将地层电阻率和泥页岩总有机碳含量以及镜质体反射率的关系外延到地震波阻抗和泥页岩总有机碳含量以及镜质体反射率的关系，地震地层切片展示的是波阻抗特征，通过专业地震数据处理解释软件，将地层的电阻率、声波的速度和地震的波阻抗属性三者结合，根据不同泥页岩基本地层单元的电阻率和声波速度计算地震数据的波阻抗属性；
S10.地震参数筛选模块
将S9建立波阻抗和总有机碳含量及镜质体反射率关系模块处理的结果送入S10地震参数筛选模块，通过对地震参数进行筛选，调节各项参数，以达到地层切片预测结果最符合地质特征、反映信息最明确的目标，泥页岩的有机碳含量、镜质体反射率的参数均与声波速度、地震波阻抗属性有关，因此无需去考虑弧长的参数，对地震参数筛选，是对地震资料固有频率，以及提高频率过程中采用的各项参数进行综合化、集成化分析，反复试验、验证，筛选效果最好的切片对应的参数；
S11.地层切片模块
将S3追踪等时标志层模块及S10地震参数筛选模块处理的结果送入S11地层切片模块，对不同地质特征的泥页岩基本单元不同地质特征的泥页岩基本单元分别进行地层切片，将具不同潜力的泥页岩基本单元各自特征用地层切片的方法展示出来，运用专业地震数据处理解释软件在高精度的泥页岩层序格架内部建立不同泥页岩基本单元的Wheeller域，完成地层切片的制作，结果需反馈到地震参数筛选模块，反复制作，反复验证，反复修改、筛选参数，最终确定所选切片；
S12.地质解释模块
将S11地层切片模块处理结果送入S12地质解释模块，对已经完成的泥页岩不同基本单元的地层切片进行科学解释，明确不同切片反映的地质信息，根据已经完成的泥页岩不同基本单元的地层切片上展示的地震信息、波阻抗和总有机碳含量及镜质体反射率关系，以及泥页岩沉积模式、前期岩石学研究成果，对地层切片分别进行地质解释，赋予地层切片波阻抗信息地质意义；
S13.综合评价模块
将S12地质解释模块处理结果送入S13综合评价模块，在处理结果之上，综合评价泥页岩不同基本单元，明确泥页岩看似均一的外表之下勘探开发潜力的不均一性，预测有利区带三维空间分布，综合上述12个模块产生的结果，在相对均一、分布广泛的泥页岩地层中识别出薄层的潜力更大的单元，明确这些单元的分布层位、深度、范围，给出这些单元的潜力评价参数。
2.根据权利要求1所述的一种基于地震沉积学理论的页岩油气系统，其特征在于，S2中地震子波相位调整模块中泥页岩薄层地层单元地质特性包括岩性、含有机质性，单层厚度较小为四分之一个波长以内，单层厚度较大为四分之一个波长以上。
3.根据权利要求1所述的一种基于地震沉积学理论的页岩油气系统，其特征在于，S12中泥页岩不同基本单元的地层切片上展示的地震信息，是波阻抗的强弱和波阻抗分布的形态。
4.一种基于地震沉积学理论的页岩油气系统鉴定方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1.高精度泥页岩层序地层格架构建
基于钻井测井电性特征、岩性沉积旋回特征、有机地球化学参数变化特征研究，明确上述指标和参数变化规律，结合地震剖面响应特征分析，将具有类似变化规律的页岩薄层归类，建立具有明确等时意义的地层基本单元，构建高精度泥页岩地层格架；
步骤2.地震子波相位调整
根据步骤1划分的泥页岩地层基本单元厚度调整地震子波相位，对单层厚度较小的泥页岩地层基本单元，地震子波相位调整到90°，对单层厚度较大的泥页岩地层基本单元，地震子波相位调整到零相位；
步骤3.追踪等时标志层
根据步骤2的结果，泥页岩多沉积于静水环境，稳定、广泛分布，自身作为标志层，泥页岩自身内部地质特征的变化，同样具有较为稳定、广泛分布的特点，因此只需在地震剖面上追踪反映泥页岩特征的同相轴，即可完成等时标志层追踪工作；
步骤4.地震分辨率分析
根据步骤2的结果，利用专业地震数据处理解释软件频谱分析功能对地震波有效频率的范围和主频进行分析，根据分析结果计算地震资料对泥页岩基本单元差异识别的最小厚度，即地震分辨能力；
步骤5.结合泥页岩地层特性调整地震频率
结合步骤4得到的结果，运用目前主流的地震分辨率提高技术手段调整地震资料的主频，压缩可识别的泥页岩地层内部基本单元厚度；
步骤6.泥页岩成熟度和品质评价
由岩心资料，根据泥地比大小区分基本单元评价潜力，泥地比小于60％的基本单元不作为有利单元；根据总有机碳含量对泥地比较大的基本单元进行分类，小于0.5％的不作为有利单元；根据镜质体反射率对筛选后的单元进行分类，分为小于0.5％，0.5％-1.3％和大于1.3％三类；
步骤7.建立泥页岩电阻率和速度响应关系
根据测井资料和岩心资料，使用Faust经验公式v＝KHCdRt来计算泥页岩电阻率和声波速度的关系；
步骤8.建立总有机碳含量和电阻率、声波时差关系模型
根据步骤6和步骤7处理得到的结果，在某些电阻率曲线和声波曲线对应不好的地层中，利用总有机碳或镜质体反射率数据，结合Passey提出的ΔlgR法，建立地震波速度、泥页岩电阻率和总有机碳含量三者之间的关系；
步骤9.建立波阻抗和总有机碳含量以及镜质体反射率关系模型
根据步骤5和步骤8处理的结果，通过专业地震数据处理解释软件，将地层的电阻率、声波的速度和地震的波阻抗属性三者结合，根据不同泥页岩基本地层单元的电阻率和声波速度计算地震数据的波阻抗属性；
步骤10.地震参数筛选
根据步骤9处理的结果，泥页岩的有机碳含量、镜质体反射率参数均与声波速度、地震波阻抗属性有关，因此无需去考虑弧长参数，地震参数筛选，是对地震资料固有频率，以及提高频率过程中采用的各项参数进行综合化、集成化分析，反复试验、验证，筛选效果最好的切片对应的参数；
步骤11.地层切片
结合步骤11和步骤10处理的结果，运用专业地震数据处理解释软件在高精度的泥页岩层序格架内部建立不同泥页岩基本单元的Wheeller域，完成地层切片的制作，结果需反馈到步骤10，反复制作，反复验证，反复修改、筛选参数，最终确定所选切片；
步骤12.地质解释
集合步骤11的处理结果，根据已经完成的泥页岩不同基本单元的地层切片上展示的地震信息、波阻抗和总有机碳含量及镜质体反射率关系，以及泥页岩沉积模式、前期岩石学研究成果，对地层切片分别进行地质解释，赋予地层切片波阻抗信息地质意义；
步骤13.综合评价
综合上述12个步骤产生的结果，在相对均一、分布广泛的泥页岩地层中识别出薄层的潜力更大的单元，明确这些单元的分布层位、深度、范围，给出这些单元的潜力评价参数。
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| 基于AutoScan-II的岩石物理实验及储层参数研究;马建斌;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 基础科学辑》;20140315(第3期);第16-24页 * |
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