摘要：四川盆地南部地区(以下简称川南)深层页岩储层断裂发育,直接影响页岩气水平井的工程施工和有效建产。基于川南五峰组—龙马溪组页岩岩心,开展岩石物理实验和数值模拟实验,得到了不同尺度、不同产状、不同充填物质的裂缝声学响应特征,分析了裂缝对声波衰减能力的影响因素,建立了1套页岩气水平井裂缝识别和有效性评价方法。结果表明:纵波、横波和斯通利波的振幅衰减受裂缝倾角和裂缝宽度的共同影响,其衰减能力随裂缝宽度增加呈指数增加,随裂缝倾角的增加而降低。斯通利波对充填流体裂缝敏感,可识别和评价含气、含水的有效裂缝;纵波和偶极横波对充填方解石裂缝敏感,可识别和评价充填方解石的无效裂缝。基于反射波成像识别的裂缝结果与成像测井、岩心识别裂缝类型一致,验证了有效性评价方法的可靠性。将研究成果应用于页岩气水平井实测资料,精细评价了页岩气水平井断裂风险位置,有效保障了“一段一策”压裂分段的优化设计。

摘要：We designed the window function of the optimal Gabor transform based on the time-frequency rotation property of the fractional Fourier transform. Thus, we obtained the adaptive optimal Gabor transform in the fractional domain and improved the time-frequency concentration of the Gabor transform. The algorithm first searches for the optimal rotation factor, then performs the p-th FrFT of the signal and, finally, performs time and frequency analysis of the FrFT result. Finally, the algorithm rotates the plane in the fractional domain back to the normal time-frequency plane. This promotes the application of FrFT in the field of high-resolution reservoir prediction. Additionally, we proposed an adaptive search method for the optimal rotation factor using the Parseval principle in the fractional domain, which simplifies the algorithm. We carried out spectrum decomposition of the seismic signal, which showed that the instantaneous frequency slices obtained by the proposed algorithm are superior to the ones obtained by the traditional Gabor transform. The adaptive time frequency analysis is of great significance to seismic signal processing.

摘要：天然裂缝是页岩气有利区优选、开发政策制定、钻井轨迹优化、压裂方案设计的重要参考因素.物理模拟实验、露头和岩心观测表明,在页岩的褶皱核部,裂缝往往更发育,且以构造缝、高角度缝为主,指示了形变特征预测裂缝的有效性,因此曲率属性广泛应用在川南页岩气裂缝预测中,但面临横向分辨率不够、小尺度裂缝敏感性较低等问题,影响工程实施.基于此,本文提出一种局部极值搜索的曲率算法,利用高斯函数和最大曲率属性建立Hessian矩阵,计算特征值和特征向量,在此基础上构建检测函数提取局部极大值和极小值,得到锐化后的曲率体.正演结果表明,局部极值搜索曲率算法预测的裂缝位置更精准,同时对微幅度构造的伴生裂缝有更高灵敏度.将该算法应用于泸州某页岩气工区,同时表征最大正、负曲率极值的位置,其结果与地质导向断层、压窜、套管变形位置、微地震事件点等具备更好的匹配性,对钻井和压裂设计具有指导意义.

摘要：精确的地层压力预测对钻井设计、页岩甜点预测及水平井井位部署具有重要意义。地震地层压力预测方法通过有效获得研究区内纵、横向压力展布特征实现压力预测,具有前瞻性和全局性,成为钻前地层压力预测的主要手段之一。目前常用的地震地层压力预测方法包括基于正常压实趋势线和基于有效应力原理两类。在吸收已有方法优点的基础上,基于有效应力原理,引入横波速度减少孔隙流体影响,重新推导了岩石有效应力计算公式,建立了由纵波速度、横波速度、密度构成的新的地层压力预测模型。该方法有效提高了地层压力预测精度,实现了页岩地层压力定量预测。新方法在川南LU208井区五峰组—龙马溪组海相页岩气勘探开发中得到有效应用,经过实钻井验证,预测结果与实钻井的吻合程度较高,预测误差小于5%。

摘要：目前针对页岩油气、致密油气等低效产层的开发主要通过水平井钻探实现,水平井钻遇中、小尺度断层时容易发生垮塌、卡钻和漏失等工程事故,严重影响开发效率。因此,精细预测断层的展布是急需解决的问题。常规方法依据地震波在HTI介质不同方向传播过程中表现的速度、振幅、走时等参数的特征差异,利用垂直断裂走向的部分方位叠加数据识别断层,但复杂构造带断层的走向复杂多变,常规分方位叠加方法无法实现叠加道集方位与所有的断层都垂直。为此,提出应用“两宽一高”道集数据进行OVT域偏移处理,根据其速度、振幅以及走时等参数变化,自适应地提取地下每一点对应的受断裂影响最大的方位道集,重构形成断裂优势方位地震数据体。自动提取的垂直断层走向的道集(或叠加)数据不仅适用于多期次、多方向的复杂断裂发育区,还能进一步提高断层预测的精度,使断裂刻画尺度更小、细节更丰富,预测结果为水平井导向和压裂设计提供了依据。

摘要：在地震勘探中,地震正演模拟是非常重要的技术。与时间域正演相比,频率域正演速度快,计算效率高。如何高效准确地完成频率域正演计算是目前该领域的一个重要问题。数值频散问题和如何提高计算效率降低求解分解阻抗内存占用量一直是频率域正演所需要解决的问题。与传统的直接法求解阻抗矩阵的频率域正演方法不同,本文采用最小二乘共轭梯度法(LSCG法)求解阻抗矩阵进行频率域正演,并提出了一种波数补偿的表达式来压制数值频散现象。经过简单模型和复杂模型的数值测试,采用最小二乘共轭梯度法(LSCG法)求解阻抗矩阵进行频率域正演能够有效降低计算时间,且采用波数补偿的频率域正演方法能够有效压制数值频散现象,提高波场模拟精度。

摘要：四川盆地泸州北区深层页岩储层受多期构造运动的影响,构造条件复杂、地应力变化快的特征,导致其预测难度大。鉴于此,针对性地提出了一种基于叠前各向异性反演的地应力地震预测技术,在贝叶斯理论框架下,利用各向异性AVA(Amplitude Versus Angle,振幅随入射角变化)方程构建叠前AVAZ(Amplitude Versus Azimuth,振幅随方位角变化)反演方法,从叠前偏移距矢量片(Offset Vector Tile, OVT)道集出发,反演获得页岩储层的弹性参数与各向异性参数;同时,推导了基于裂缝密度和泊松比表示的水平应力差异比(Differential Horizontal Stress Ratio, DHSR)计算公式,用于估算储层的DHSR。利用该方法对四川盆地泸州北区五峰组—龙一1亚段深层页岩气开展DHSR预测,并划定了页岩气勘探开发的有利区,为研究区的评价部署、井轨迹设计及储层改造等提供可靠的地球物理依据。