基于多源信息的页岩气地应力分析方法

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页岩气的勘探开发过程中,准确的地应力预测可以有效地指导水平井井眼轨迹设计和页岩甜点预测工作。本文围绕页岩气勘探开发中的地应力预测问题,研究了2种基于多源信息的页岩气地应力分析方法:  (1)完善了基于“曲率+叠前弹性参数”的地应力计算方法:首先推导了“曲率—应力”方程,建立了曲率属性和地应力之间的关系;然后基于三维地震数据计算了曲率数据体及杨氏模量数据体,并进一步计算地层水平主应力大小及方向。为了适用于页岩气勘探,本文从3个方面进行了改进:①优选滤波算法对曲率数据体进行滤波处理,得到的曲率计算结果能更好地体现强构造变化区页岩地层的构造形态;②抛弃常规地应力计算中将整个研究区的弹性参数设定为某一常数(固化近似),选用叠前弹性参数反演获得的弹性参数(杨氏模量)数据体进行计算,适应于页岩气地层的各向异性特点;③研制了一种高精度地震层速度场建立方法,并应用于深度构造曲面计算,适用于本文页岩研究区的地层构造形变大的特点,较常规基于DIX公式方法计算的深度构造曲面精度更高。  (2)创新性地提出了一套基于地层孔隙压力属性的页岩气地应力预测技术:首先基于高精度地震层速度场建立方法计算研究区的地震层速度场;利用优选的Eaton+Fillippone法计算地层孔隙压力;再计算水平构造应变数据体和叠前弹性参数数据体(杨氏模量、泊松比);最后采用综合孔隙压力与弹性参数的地应力模型进行地应力分析。该项技术的创新点:①创新性地采用曲率数据体计算水平应变参数,解决了综合孔隙压力与弹性参数的地应力模型中水平应变参数的设定难题;②对孔隙压力计算的核心参数(层速度)进行三维保边去噪处理,很好地适用于页岩气地层稳定的低孔低渗特点(地层内部不存在大的奇异点),获得了在目的层段具有较高分辨率并符合地质规律宏观条带状展布的地震层速度场。  上述2种方法均综合使用了叠后、叠前三维地震数据体、测井数据及实际测试资料等多源信息,故命名为基于多源信息的地应力分析方法。该方法在重庆涪陵某区的页岩气地应力分析效果表明:其地应力预测结果既受构造形态约束,也符合地应力和孔隙压力之间的物理规律,能较好地适用于页岩气地层低孔低渗和构造变化强的特点,可在今后页岩气勘探开发中进行推广。
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