頁(yè)巖氣儲(chǔ)層地震波場(chǎng)研究中的建模問(wèn)題

吳　珂（西南石油大學(xué)石油與天然氣工程學(xué)院，四川 成都 610500）

頁(yè)巖氣儲(chǔ)層地震波場(chǎng)研究中的建模問(wèn)題

吳珂
（西南石油大學(xué)石油與天然氣工程學(xué)院，四川 成都 610500）

摘要：時(shí)代不斷進(jìn)步，科技不斷發(fā)展，我們對(duì)能源的需求越來(lái)越大，能源供需的矛盾日益增大，它的需求量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了它的供給量。在全球的能源結(jié)構(gòu)中，我們知道非常規(guī)油氣資源是不可或缺的，它占了很重要的角色。對(duì)此，頁(yè)巖氣的資源開(kāi)發(fā)就成了我們關(guān)注的一個(gè)熱點(diǎn)。研究頁(yè)巖氣時(shí)，要想研究地震波場(chǎng)的特征，研究地震波傳播的規(guī)律，就需要建立符合頁(yè)巖氣儲(chǔ)層特征的模型和巖石物理數(shù)據(jù)庫(kù)。

關(guān)鍵詞：頁(yè)巖氣；地震；資源

1　目前的現(xiàn)狀

地震波場(chǎng)指的就是由地震波傳播的空間。無(wú)論是在這個(gè)空間的哪一點(diǎn)上，每個(gè)時(shí)刻都有一定的地震波通過(guò)，當(dāng)然它的能量也是按照一定的規(guī)律進(jìn)行傳播的。這些特殊的規(guī)律是因?yàn)樗臻g介質(zhì)的集合結(jié)構(gòu)及其物理性質(zhì)決定的，還有震源的特點(diǎn)。一些天然氣，富有機(jī)質(zhì)的泥頁(yè)巖，以吸附或者游離的方式存在于高碳泥的頁(yè)巖層中。頁(yè)巖氣相對(duì)于普通的天然氣來(lái)說(shuō)，有自己獨(dú)特的一面。天然氣在細(xì)砂巖或砂巖夾層中都是可以存在的。頁(yè)巖具備儲(chǔ)集的條件，還可以作為頁(yè)巖氣藏的烴源巖和蓋層。頁(yè)巖氣的勘探要以地震勘探為主。

2　基本特征

2.1有機(jī)質(zhì)特征

一些有機(jī)質(zhì)大量的存在于頁(yè)巖氣的儲(chǔ)層中，對(duì)頁(yè)巖氣資源有著很大的影響。在等溫等壓的條件下，含有較多的有機(jī)質(zhì)的頁(yè)巖相對(duì)來(lái)說(shuō)，微孔隙的空間比較多，可以更好的吸附天然氣，所以有機(jī)碳含量的高低是很重要的因素，這樣頁(yè)巖氣的生產(chǎn)率比較好。根據(jù)一些美國(guó)的數(shù)據(jù)研究，可以發(fā)現(xiàn)頁(yè)巖氣成藏的關(guān)鍵因素不是頁(yè)巖儲(chǔ)層中的有機(jī)質(zhì)的成熟度，但是它的成熟度對(duì)頁(yè)巖氣成藏也是有影響的，越高越有利。通過(guò)四川盆地地區(qū)的部分研究，可以看出在微裂縫的產(chǎn)生過(guò)程中，有天然氣輔助，可以使游離氣大量的儲(chǔ)層。

2.2礦物組成

在頁(yè)巖的儲(chǔ)層中，有一些比較普遍的粘土礦物，除了有伊利石等礦物外，還有一些石英云母混在中間。一些北美地區(qū)的礦物研究很好的解釋了，就脆性的礦物來(lái)說(shuō)，使壓裂變成裂縫的關(guān)鍵是它含量的高低。另外，要簡(jiǎn)單的生成溶孔，就需要高含量的方解石了，這樣可以更好的生產(chǎn)溶孔。同樣四川盆地及其鄰區(qū)一些地方的研究顯示，在頁(yè)巖氣的儲(chǔ)層中，礦物的含量對(duì)吸附氣的含量有很大的影響，兩者有很大的關(guān)系。并且伊利石類的粘土礦物對(duì)后期儲(chǔ)層壓裂改造是沒(méi)有幫助的。

2.3物性特征

頁(yè)巖氣儲(chǔ)層具低孔、特低滲致密的物性特征。頁(yè)巖的成熟度不僅與產(chǎn)氣量有關(guān)，與它的含水飽和度也有很大的關(guān)系，而含水量又對(duì)產(chǎn)氣效率有很大的影響。成熟度高，產(chǎn)氣量就高，含水飽和度也提高，但是產(chǎn)氣的效率反而減少。在頁(yè)巖氣的游離的勘探區(qū)，只有含油飽和度小于5%時(shí)才行。它的原因是：含油飽和度如果太大的話會(huì)減小含氣飽和度；油分子使一些微孔隙堵塞，從而導(dǎo)致氣體的流速降低，這樣對(duì)頁(yè)巖氣的生產(chǎn)有很不利的影響。

2.4儲(chǔ)滲空間特征

基質(zhì)孔隙與縫隙共同組成了儲(chǔ)滲空間。在基質(zhì)孔隙中存在有機(jī)孔隙、殘余的原生孔隙、伊利石化體積縮小的微裂隙、次生溶蝕孔隙。頁(yè)巖氣中的裂縫多以微裂縫的形勢(shì)存在，不僅對(duì)頁(yè)巖的產(chǎn)能有很大的影響，第一頁(yè)巖氣的開(kāi)發(fā)也有不小的影響。頁(yè)巖氣藏它可以自生自儲(chǔ)，頁(yè)巖儲(chǔ)層有獨(dú)特的礦物組成；具有一定的儲(chǔ)集能力。

3　儲(chǔ)層建模

在儲(chǔ)存建模過(guò)程中需要采用一些地震數(shù)據(jù)，來(lái)對(duì)儲(chǔ)層的非均質(zhì)性和不確定性加以約束。為了能夠準(zhǔn)確的描述那些非均質(zhì)性很強(qiáng)的儲(chǔ)層，就需要探索出與它相匹配的儲(chǔ)層建模方法。目前的建模方法有確定性建模和隨機(jī)性建模。確定性建模是給出確定性的預(yù)測(cè)結(jié)果，而隨機(jī)建模是根據(jù)概率高分辨率來(lái)實(shí)現(xiàn)的。建模的過(guò)程中采取準(zhǔn)確的速度場(chǎng)有很大的難度，必須首先收集一些資料數(shù)據(jù)，如評(píng)價(jià)頁(yè)巖氣儲(chǔ)層的數(shù)據(jù)和一些曲線等。對(duì)于像頁(yè)巖氣這一類無(wú)論是地表還是構(gòu)造目標(biāo)都相對(duì)復(fù)雜的資源來(lái)說(shuō)，我們只有在對(duì)它的地質(zhì)情況十分了解的情況下才能去建立合格的地質(zhì)模型。其實(shí)對(duì)于一些現(xiàn)實(shí)中的含油氣構(gòu)造或者是地質(zhì)體都是很復(fù)雜的，我們?yōu)榱四軌蚋玫膶?shí)現(xiàn)地震數(shù)值的模擬，就要去解決那些存在的建模問(wèn)題。以致可以建成一個(gè)精確的模擬模型來(lái)符合實(shí)際的要求，并且將地震。地質(zhì)等的物理資料結(jié)合起來(lái)，進(jìn)行綜合性的分析，完成建模中所能用到的技術(shù)、參數(shù)和工具等。這樣我們可以看出，能夠建立符合實(shí)際的具有儲(chǔ)層特征的模型，掌握一些的物理數(shù)據(jù)資料，來(lái)完成對(duì)地震波場(chǎng)及地震傳播的問(wèn)題的研究。

結(jié)語(yǔ)

在研究建立儲(chǔ)層地質(zhì)模型的時(shí)候，我們要結(jié)合一些地震資料數(shù)據(jù)，來(lái)降低儲(chǔ)層地質(zhì)模型的不確定性，來(lái)提高它的精確性。儲(chǔ)層地質(zhì)模型的研究就是通過(guò)三維的角度對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行了定量研究。在研究的過(guò)程中，地震與地質(zhì)的綜合資料將會(huì)為儲(chǔ)層地質(zhì)建模提高準(zhǔn)確的地質(zhì)模型。

在我國(guó)，關(guān)于儲(chǔ)層建模的研究，有三個(gè)問(wèn)題存在：模型的典型化；模型復(fù)雜化的問(wèn)題；模型資料少的問(wèn)題。此外，建模的過(guò)程中還存在其他的很多問(wèn)題，我們要想成功的建模就需要去克服這些問(wèn)題。我們要掌握地質(zhì)情況，才能確定使模型更好的建成。我們要盡可能做到將復(fù)雜簡(jiǎn)單化的過(guò)程，來(lái)完成復(fù)雜地表的數(shù)值模擬，最終形成一個(gè)數(shù)值模擬系統(tǒng)。我們還需要一個(gè)精確詳細(xì)的描述和處理模型的計(jì)算方法系統(tǒng)。

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