李 昂，張麗艷，楊建國(guó)，黃一鳴

中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局沈陽(yáng)地質(zhì)調(diào)查中心，遼寧沈陽(yáng)110034

0 引言

北美頁(yè)巖油氣開(kāi)發(fā)的快速發(fā)展表明，位于盆內(nèi)的烴源巖層系的頁(yè)巖油資源量遠(yuǎn)大于源外常規(guī)石油資源量，從源外向源內(nèi)轉(zhuǎn)變是石油工業(yè)持續(xù)發(fā)展的必然選擇，源內(nèi)頁(yè)巖油是未來(lái)油氣儲(chǔ)量、產(chǎn)量實(shí)現(xiàn)大規(guī)模增長(zhǎng)的重大領(lǐng)域［1-4］.松遼盆地上白堊統(tǒng)青山口組一段泥頁(yè)巖是松遼盆地的主力烴源巖，其有機(jī)碳含量高，熱演化程度適中，暗色泥巖厚度大，地層存在超壓，頁(yè)巖油資源潛力巨大［5-7］，成功開(kāi)發(fā)這套資源對(duì)大慶油田可持續(xù)發(fā)展具有重要意義.頁(yè)巖油儲(chǔ)層的“甜點(diǎn)”包括地質(zhì)甜點(diǎn)、工程甜點(diǎn)兩方面.地質(zhì)甜點(diǎn)要素主要包括巖性、物性（孔隙度、滲透率）、含油性（飽和度）、有機(jī)地化參數(shù)（有機(jī)碳含量、流動(dòng)烴含量）；工程甜點(diǎn)要素主要包括地層孔隙壓力、地層可壓性（脆性）［8］.北美頁(yè)巖油氣已建立一整套成熟的頁(yè)巖油氣甜點(diǎn)地球物理識(shí)別技術(shù)系列，為頁(yè)巖革命的成功提供了重要的技術(shù)保障.

近些年來(lái)，針對(duì)頁(yè)巖油氣甜點(diǎn)的橫向預(yù)測(cè)需求，國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者利用地球物理技術(shù)開(kāi)展了一系列甜點(diǎn)預(yù)測(cè)研究，取得一定成效.Sean等［9］認(rèn)為利用疊前地震反演和多屬性融合分析能夠有效識(shí)別頁(yè)巖儲(chǔ)層甜點(diǎn)分布；Davie等［10］通過(guò)交匯分析，明確了儲(chǔ)層彈性參數(shù)與TOC及脆性的關(guān)系，通過(guò)疊前反演進(jìn)行了有機(jī)碳含量及脆性平面預(yù)測(cè)；Travella等［11］采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建立敏感彈性參數(shù)和有機(jī)碳含量及脆性非線性映射關(guān)系，實(shí)現(xiàn)有機(jī)碳含量和脆性分布有效預(yù)測(cè)；劉偉等［12］在四川盆地昭通區(qū)塊，針對(duì)龍馬溪組頁(yè)巖氣儲(chǔ)層，利用地震疊后數(shù)據(jù)及分方位疊前數(shù)據(jù)對(duì)進(jìn)行裂縫預(yù)測(cè)，采用疊前彈性參數(shù)反演技術(shù)實(shí)現(xiàn)了有機(jī)地化參數(shù)（有機(jī)碳含量）、脆性指數(shù)的平面預(yù)測(cè)；陳樹(shù)民等［13］利用定量疊前反演技術(shù)對(duì)甜點(diǎn)特征進(jìn)行預(yù)測(cè)解釋，能較好地刻畫(huà)甜點(diǎn)的空間分布；周東紅等［14］提出利用兩種高精度的層速度（約束迪克斯公式反演的層速度和基于高精度波阻抗反演的層速度）來(lái)進(jìn)行地層孔隙壓力的計(jì)算，有效提高了異常地層壓力預(yù)測(cè)的精度和可靠性；韓向義等［15］通過(guò)分析測(cè)井取心脆性礦物含量和巖石物理參數(shù)優(yōu)選，確定了脆性的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及地震評(píng)價(jià)參數(shù)，通過(guò)疊前彈性參數(shù)反演獲得龍馬溪組頁(yè)巖儲(chǔ)層的彈性參數(shù)體，按照評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)參數(shù)得到龍馬溪組頁(yè)巖脆性的空間分布特征.

綜上所述，為實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖油甜點(diǎn)的有效預(yù)測(cè)，需要井震結(jié)合以及疊前/疊后彈性參數(shù)反演才能達(dá)到較為理想的預(yù)測(cè)效果.本文以取心井為基礎(chǔ)，建立泥質(zhì)含量、地球化學(xué)參數(shù)評(píng)價(jià)、物性參數(shù)評(píng)價(jià)、含氣性評(píng)價(jià)和可壓裂性測(cè)井評(píng)價(jià)模型，實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖油儲(chǔ)層的縱向評(píng)價(jià)；通過(guò)巖石地球物理方法分析甜點(diǎn)儲(chǔ)層段地震響應(yīng)特征及敏感屬性，通過(guò)寬頻約束反演技術(shù)預(yù)測(cè)巖性，應(yīng)用疊前彈性參數(shù)反演預(yù)測(cè)物性、含油性和地層可壓性，利用約束迪克斯公式反演與模型約束波阻抗反演結(jié)合技術(shù)預(yù)測(cè)地層壓力，實(shí)現(xiàn)對(duì)地質(zhì)甜點(diǎn)和工程甜點(diǎn)的“雙甜點(diǎn)”預(yù)測(cè)，建立一套適合于松遼盆地青山口組頁(yè)巖油甜點(diǎn)識(shí)別的技術(shù)流程.

1 研究區(qū)概況

三肇凹陷位于松遼盆地北部中央拗陷區(qū)東北部，為二級(jí)負(fù)向構(gòu)造單元，是松遼盆地最重要的生油凹陷和富油凹陷之一［16］.本次研究區(qū)選在三肇凹陷中部的徐家圍子向斜一帶，位于三肇凹陷的主體部位（圖1），面積320 km2.三肇凹陷內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的地層主要由中生界和新生界組成，自下而上為白堊系火石嶺組、沙河子組、營(yíng)城組、登婁庫(kù)組、泉頭組、青山口組、姚家組、嫩江組、四方臺(tái)組、明水組，古近系依安組和新近系、第四系的沉積地層［16］，其中青山口組是本次研究的目的層.依據(jù)巖性、電性特征以及古生物資料，青山口組垂向上可分為3段，自下而上分別為青一段（K2qn1）、青二段（K2qn2）、青三段（K2qn3）.青山口組巖性主要為一套黑色—灰黑色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖和砂巖，下部以泥巖為主，上部為泥巖夾砂巖、介形蟲(chóng)層.青一段主要發(fā)育暗色泥頁(yè)巖和油頁(yè)巖，是本段的重要特征之一，電阻率曲線為刺刀狀尖峰高阻.青二、三段主要發(fā)育灰色粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖和泥巖，電阻率曲線為小鋸齒狀低阻.青山口組沉積時(shí)期以深湖—半深湖相為主，局部發(fā)育介殼灘和濁積砂沉積微相.青一段是三肇凹陷的主力生烴層，有機(jī)碳含量高，熱演化程度適中，暗色泥巖厚度大，是源儲(chǔ)一體大面積連片分布的頁(yè)巖油藏，頁(yè)巖油資源潛力巨大.前人未在本區(qū)系統(tǒng)開(kāi)展過(guò)頁(yè)巖油儲(chǔ)層地球物理甜點(diǎn)預(yù)測(cè)工作，沒(méi)有相關(guān)研究資料可供參考，加之目的層巖心、測(cè)井、錄井資料不完整，給開(kāi)展甜點(diǎn)預(yù)測(cè)工作帶來(lái)難題.為此，在已發(fā)現(xiàn)的齊家凹陷、古龍凹陷的松頁(yè)油1井、松頁(yè)油2井［17］系統(tǒng)完整的資料基礎(chǔ)上，充分結(jié)合三肇凹陷已有資料，開(kāi)展了頁(yè)巖油儲(chǔ)層地球物理甜點(diǎn)預(yù)測(cè)工作.

圖1 三肇凹陷構(gòu)造分區(qū)及研究區(qū)位置（據(jù)文獻(xiàn)［16］修改）Fig.1 Tectonic division of Sanzhao Sag and location of study area（Modified from Reference［16］）

2 頁(yè)巖油儲(chǔ)層參數(shù)測(cè)井評(píng)價(jià)

頁(yè)巖油儲(chǔ)層參數(shù)的測(cè)井評(píng)價(jià)主要包含5個(gè)方面：泥質(zhì)含量計(jì)算；物性參數(shù)評(píng)價(jià)，包括孔隙度、滲透率計(jì)算；含油性參數(shù)（含油飽和度）評(píng)價(jià)；地球化學(xué)參數(shù)評(píng)價(jià)，包括有機(jī)含量（TOC）和流動(dòng)烴含量（S1）的計(jì)算；可壓裂性評(píng)價(jià)，包括脆性評(píng)價(jià)和地層孔隙壓力評(píng)價(jià).

2.1 泥質(zhì)含量計(jì)算

由于泥質(zhì)顆粒細(xì)小，對(duì)放射性物質(zhì)有較大的吸附能力，所以泥質(zhì)（黏土）一般具有較高的放射性.沉積巖中天然放射性強(qiáng)弱隨泥質(zhì)含量的增加而增加，在不含放射性礦物的情況下，泥質(zhì)含量的多少就決定了沉積巖石的放射性強(qiáng)弱，這就為自然伽馬測(cè)井計(jì)算地層泥質(zhì)含量提供了物理基礎(chǔ).本研究采用相對(duì)值法計(jì)算巖石的泥質(zhì)含量，將純泥巖的伽馬測(cè)井值作為最大值，純砂巖的伽馬測(cè)井值作為最小值，目的層巖石的伽馬測(cè)井值與其比較，計(jì)算出該巖層泥質(zhì)體積含量的相對(duì)值.具體公式如下：

式中，ΔGR為目的層的自然伽馬相對(duì)值；GR、GRmin、GRmax分別表示目的層、純砂巖層、純泥巖層的自然伽馬數(shù)值；Vsh為地層泥質(zhì)體積含量；GCUR為希爾奇指數(shù).

2.2 物性參數(shù)計(jì)算

2.2.1 孔隙度計(jì)算

利用頁(yè)巖儲(chǔ)層的巖石物理體積模型來(lái)計(jì)算孔隙度，一般有2種計(jì)算方式.第一種是利用中子、密度、聲波時(shí)差三孔隙測(cè)度井曲線進(jìn)行計(jì)算，由于中子、密度、聲波時(shí)差測(cè)井曲線反映的是地層的總孔隙度，經(jīng)過(guò)黏土和干酪根的校正，從而得到地層的有效孔隙度；第二種是采用交匯圖分析的方式來(lái)進(jìn)行孔隙度計(jì)算，一般有中子密度交匯和中子聲波交匯兩種方式，曲線交匯方式相較于僅靠一條孔隙度曲線擬合計(jì)算孔隙度，可以有效解決不穩(wěn)定性問(wèn)題，計(jì)算精度較高.由于三肇凹陷區(qū)目的層段青山口組普遍缺少密度、中子曲線，三孔隙度曲線中僅聲波時(shí)差在目的層段相對(duì)完整，因此在本研究中主要采用聲波時(shí)差來(lái)進(jìn)行孔隙度計(jì)算.公式如下：

式中，Porosity為目的層孔隙度；DT、DTMA、DTSH、DTMF分別表示地層、巖石骨架、黏土、孔隙流體的聲波時(shí)差值；Vsh為地層泥質(zhì)體積含量.

2.2.2 滲透率計(jì)算

利用孔隙度和滲透率的相關(guān)性，應(yīng)用松頁(yè)油1井核磁數(shù)據(jù)計(jì)算有效孔隙度和滲透率數(shù)據(jù)，建立有效孔隙度與滲透率關(guān)系圖（圖2），其回歸公式作為滲透率的解釋模型：

其中，K為空氣滲透率（mD）；phie為有效孔隙度（%）.

圖2 松頁(yè)油1井核磁數(shù)據(jù)計(jì)算有效孔隙度和滲透率交匯圖Fig.2 Cross plot of effective porosity and permeability calculated from nuclear magnetic logging data of SYY1 well

2.3 含油飽和度計(jì)算

含油飽和度評(píng)價(jià)是計(jì)算頁(yè)巖游離油量的前提，雖然一些其他測(cè)井方法也能提供儲(chǔ)集層飽和度的有關(guān)信息，但在目前測(cè)井解釋中使用最多的仍然是以電阻率為基礎(chǔ)的飽和度評(píng)價(jià)模型.

由于斯倫貝謝公司的Total-Shale公式考慮了泥質(zhì)及多種孔隙的影響，其在評(píng)價(jià)含水飽和度上優(yōu)于阿爾奇公式，因此本區(qū)泥頁(yè)巖含水飽和度采用Total-Shale公式計(jì)算：

式中，Sw為含水飽和度（%）；Rw、Rsh、Rt分別為地層水電阻率、泥質(zhì)電阻率、地層真電阻率（Ωm）；φ為孔隙度（%）；Vsh為泥質(zhì)含量（%）；a、m、n為巖電實(shí)驗(yàn)參數(shù).

利用松頁(yè)油1井青山口組實(shí)測(cè)的25塊含油飽和度樣品，結(jié)合深側(cè)向電阻率、孔隙度和泥質(zhì)含量曲線，通過(guò)多元非線性回歸，確定了巖電實(shí)驗(yàn)參數(shù)的具體賦值.

2.4 地球化學(xué)參數(shù)評(píng)價(jià)

2.4.1 總有機(jī)碳計(jì)算

總有機(jī)碳（TOC）的計(jì)算一般利用測(cè)井曲線與實(shí)測(cè)TOC數(shù)據(jù)之間良好的回歸關(guān)系來(lái)進(jìn)行.Schmoker［18］利用密度和自然伽馬測(cè)井資料計(jì)算TOC，Passey等［19］提出了利用聲波曲線和地層電阻率計(jì)算的公式，Khoshnoodkia等［20］提出利用電阻率、中子、密度和聲波測(cè)井資料與模糊邏輯技術(shù)建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)計(jì)算TOC.這些方法在理論上適用于泥頁(yè)巖的含油性評(píng)價(jià)，為富有機(jī)質(zhì)泥頁(yè)巖含油性評(píng)價(jià)提供了新的思路.受限于本地區(qū)測(cè)井曲線資料不完整性，通過(guò)選取不同參數(shù)組合進(jìn)行多元線性回歸，分析模型計(jì)算精度，最終選取了聲波時(shí)差和深側(cè)向電阻率曲線建立有機(jī)碳含量計(jì)算數(shù)學(xué)模型，取得較好效果.公式如下：

其中TOC為有機(jī)碳含量（%），LLD為深側(cè)向電阻率（Ωm）.

通過(guò)計(jì)算有機(jī)碳含量與實(shí)測(cè)有機(jī)碳含量對(duì)比圖（圖3）看出，計(jì)算有機(jī)碳含量與實(shí)測(cè)有機(jī)碳含量分布在45°對(duì)角線附近，說(shuō)明計(jì)算有機(jī)碳含量和實(shí)測(cè)有機(jī)碳含量是基本一致的，平均絕對(duì)誤差為0.5%.

圖3 計(jì)算有機(jī)碳含量與實(shí)測(cè)有機(jī)碳含量對(duì)比圖Fig.3 Diagram of calculated TOC vs.measured TOC in SYY 1 well

2.4.2 游離烴計(jì)算

泥頁(yè)巖中的石油一部分以游離狀態(tài)賦存于微孔隙和裂縫中，少部分則吸附于有機(jī)質(zhì)和巖石顆粒表面.由于吸附在有機(jī)質(zhì)及巖石顆粒表面的油氣基本是不可動(dòng)的，在現(xiàn)今的開(kāi)發(fā)技術(shù)條件下，還不能進(jìn)行有效開(kāi)發(fā)，因此以游離態(tài)存在的油氣才是當(dāng)前頁(yè)巖油勘探中的主要研究對(duì)象.游離烴含量（S1）是評(píng)價(jià)頁(yè)巖油可動(dòng)性的重要參數(shù).通過(guò)研究區(qū)徐11井和肇17井青山口組樣品實(shí)驗(yàn)分析數(shù)據(jù)，建立S1與TOC交匯圖，兩者具有很好的線性相關(guān)關(guān)系（圖4），相關(guān)系數(shù)0.88，可作為S1計(jì)算模型：

圖4 巖石熱解S1與有機(jī)碳含量關(guān)系圖Fig.4 Diagram of rock pyrolysis vs.TOC

2.5 脆性指數(shù)計(jì)算

頁(yè)巖的脆性是頁(yè)巖油氣開(kāi)發(fā)中最關(guān)鍵的評(píng)價(jià)參數(shù)之一，反映巖層在一定條件下被有效壓開(kāi)形成裂縫的能力.巖石的脆性可以由楊氏模量和泊松比描述，楊氏模量與泊松比的大小反映了地層在一定受力條件下彈性變形的難易程度.泊松比指示巖石的塑性，泊松比越小，巖石脆性越強(qiáng).楊氏模量指示巖石的剛性，其值越大，巖石越不容易發(fā)生變形.楊氏模量越大，泊松比越小，脆性指數(shù)越大［21］.利用測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行脆性指數(shù)計(jì)算一般采用彈性參數(shù)法，主要原理是利用楊氏模量和泊松比構(gòu)建彈性參數(shù)，對(duì)楊氏模量和泊松比分別取權(quán)值，實(shí)現(xiàn)對(duì)頁(yè)巖脆性指數(shù)的評(píng)價(jià).

泊松比計(jì)算公式：

式中，σ為泊松比；eyy為橫向縮短；exx為縱向伸長(zhǎng)；λ為拉梅系數(shù)；μ為剪切模量.

楊氏模量計(jì)算公式：

式中，E為楊氏模量；ρ為地層體積密度；ΔTs為橫波速度；ΔTc為縱波速度

脆性指數(shù)公式：

其中，BIm為脆性指數(shù)；E為楊氏模量，Emax、Emin分別為楊氏模量最大值、最小值；σ為泊松比，σmax、σmin分別為泊松比的最大值、最小值.

2.6 地層孔隙壓力計(jì)算

異常地層壓力包括異常低地層壓力和異常高地層壓力.異常高地層壓力的研究對(duì)指導(dǎo)油田的勘探、開(kāi)發(fā)和鉆井工程都具有極其重要的意義.異常地層壓力的預(yù)測(cè)有兩類方法：一類是依賴正常壓實(shí)趨勢(shì)線的公式法，一類是不依賴正常壓實(shí)趨勢(shì)線的公式法.前者主要包括等效深度公式法、Eaton法和Stone法，后者則包括Fillippone法、劉震法和Martinez法等.

Fillippone法是W.R.Fillippone［22］提出的一種不依賴于正常壓實(shí)趨勢(shì)線的地層孔隙壓力計(jì)算方法，公式為：

式中，Pf為地層孔隙壓力（MPa）；Vmin為巖石剛性接近于零時(shí)的地層速度，近似于孔隙流體速度（m/s）；Vmax為巖石孔隙度接近于零時(shí)的縱波速度，近似于基質(zhì)速度（m/s）；Vi為第i層的層速度（m/s）；Pov為上覆地層壓力（MPa）.

由于實(shí)際地層壓力與縱波速度之間不能簡(jiǎn)單地用線性關(guān)系或?qū)?shù)關(guān)系來(lái)表示，馬海［23］進(jìn)一步改進(jìn)了Fillippone方法，其計(jì)算公式為：

式中，n為修正參數(shù).本文采用了不依賴于正常壓實(shí)趨勢(shì)線的改進(jìn)型Fillippone方法.

2.7 頁(yè)巖油儲(chǔ)層測(cè)井評(píng)價(jià)效果

從徐11井處理實(shí)例圖（圖5）可看出，模型計(jì)算TOC和巖石熱解值與實(shí)驗(yàn)分析值基本符合.徐11井青山口組從上至下各層段各項(xiàng)參數(shù)計(jì)算平均值均逐漸增高，青一2層和青一3層顯示最好，計(jì)算TOC值平均分別為4.0%和4.3%，巖石熱解S1值平均分別為3.6×10－3和3.9×10－3，含油飽和度平均分別為36.5%和40.8%.

3 頁(yè)巖油甜點(diǎn)地震預(yù)測(cè)

綜合利用多種地球物理方法和地球化學(xué)指標(biāo)，開(kāi)展巖性、物性、含油性、TOC、S1、脆性、地層孔隙壓力地震預(yù)測(cè)，建立一套針對(duì)陸相頁(yè)巖油甜點(diǎn)的地震預(yù)測(cè)方法，并在實(shí)踐中得到了驗(yàn)證.

3.1 巖性預(yù)測(cè)

本區(qū)青山口組主要發(fā)育3類巖性：砂巖、泥巖和油頁(yè)巖.從巖性的敏感測(cè)井參數(shù)分析來(lái)看，砂巖具有低縱波時(shí)差、高電阻、低自然伽馬的特征，泥巖具有中高縱波時(shí)差、低電阻、中高自然伽馬特征，油頁(yè)巖為高縱波時(shí)差、高電阻、高自然伽馬.縱波時(shí)差是泥巖最為敏感的參數(shù)，通過(guò)構(gòu)建縱波阻抗參數(shù)反演可以很好地區(qū)分巖性，小于阻抗值1.1107（kg/cm3）·（m/s）的為泥巖，大于該值為砂巖.

圖5 徐11井測(cè)井處理成果圖Fig.5 Logging data processing curves of X11 well

圖6 研究區(qū)巖性預(yù)測(cè)圖Fig.6 Prediction map of lithology in the study area

在反演方法的使用上，本研究主要采用寬帶約束反演技術(shù)，其主要原理是尋找一個(gè)最佳的地球物理模型，使得該模型的響應(yīng)與觀測(cè)數(shù)據(jù)（地震道）的殘差在最小二乘意義下達(dá)到最小，是嚴(yán)格意義上的非線性反演.在建立初始模型時(shí)考慮了多種沉積模式的約束，使用分形插值方法建造地質(zhì)模型，完整保留儲(chǔ)層構(gòu)造、沉積和地層學(xué)特征在橫向上的變化特征.在降低地震反演中多解性的同時(shí)，在很大程度上克服反演結(jié)果的模型化現(xiàn)象，可有效提高儲(chǔ)層預(yù)測(cè)精度.

圖6 是利用寬帶約束反演技術(shù)預(yù)測(cè)出的砂巖（圖6a）和油頁(yè)巖（圖6b）厚度平面圖，從中可以看出青一段泥巖和油頁(yè)巖大面積分布，僅在研究區(qū)中部徐深201井和西部徐4井區(qū)一帶有砂巖厚度大于1 m的區(qū)域.油頁(yè)巖普遍發(fā)育，北部徐15—升181井區(qū)相對(duì)較厚，厚度在5 m以上，其他區(qū)域普遍在3 m以上.

圖7 研究區(qū)孔隙度預(yù)測(cè)圖Fig.7 Prediction map of porosity in the study area

3.2 物性參數(shù)（孔隙度、滲透率）預(yù)測(cè)

利用三維地震資料反演孔隙度的方法的基本原理是：在精細(xì)層位標(biāo)定的基礎(chǔ)上，利用地震、測(cè)井等資料，采用基于馬爾科夫鏈－蒙特卡羅算法（MCMC）的隨機(jī)地震反演獲得高分辨率波阻抗和巖性反演結(jié)果，然后通過(guò)云變換方法建立波阻抗和孔隙度關(guān)系，并結(jié)合地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)協(xié)模擬對(duì)儲(chǔ)層的孔隙度進(jìn)行預(yù)測(cè)［24］.滲透率則主要依據(jù)測(cè)井分析得出的孔隙度與滲透率的指數(shù)關(guān)系進(jìn)行變換獲得.

通過(guò)上述方法對(duì)研究區(qū)進(jìn)行了物性參數(shù)反演，獲得了青一段孔隙度和滲透率的平面圖（圖7、8）.從青一段孔隙度平面圖上看，孔隙度最大為9.5%，最小3.6%，平均5.8%，大于6%的高值區(qū)集中在徐15—徐13井區(qū)一帶.從青一段滲透率平面圖看，滲透率最大為0.67 mD，最小0.01 mD，平均0.10 mD，高值區(qū)主要位于北部和中部.

圖8 研究區(qū)滲透率預(yù)測(cè)圖Fig.8 Prediction map of permeability in the study area

3.3 含油飽和度（孔隙度、滲透率）預(yù)測(cè)

含油飽和度是油藏工程的關(guān)鍵參數(shù)，目前單獨(dú)利用地震資料進(jìn)行飽和度計(jì)算還鮮見(jiàn)報(bào)道，但利用三維地質(zhì)建模技術(shù)進(jìn)行含油飽和度建模是目前較為成熟的技術(shù)，其優(yōu)勢(shì)是縱向分辨率高、運(yùn)算速度快，缺點(diǎn)是橫向預(yù)測(cè)性局限，需要在密井網(wǎng)條件下才能達(dá)到預(yù)測(cè)效果.為實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖油儲(chǔ)層的飽和度的有效預(yù)測(cè)，本研究采用了相控三維地質(zhì)建模方法，利用地震反演獲得的巖性、孔隙度、滲透率參數(shù)建立約束模型.在該模型約束下利用序貫指示隨機(jī)建模方法進(jìn)行含油飽和度建模，可有效提高飽和度預(yù)測(cè)精度.圖9是利用三維地質(zhì)模型數(shù)據(jù)體獲得的飽和度平面分布圖，從中可見(jiàn)青一段頁(yè)巖油儲(chǔ)層含油飽和度最大值為48%，最小值27%，平均值36%，大于40%的高值區(qū)集中在徐深502—徐深801井區(qū)一帶.

圖9 研究區(qū)飽和度預(yù)測(cè)圖Fig.9 Prediction map of saturation in the study area

3.4 有機(jī)地化參數(shù)（TOC、S1）預(yù)測(cè)

有機(jī)碳含量和游離烴含量是評(píng)價(jià)頁(yè)巖具有生烴能力的重要參數(shù).通過(guò)巖石物理分析發(fā)現(xiàn)，TOC高值區(qū)表現(xiàn)為低密度、低阻抗特征，S1高值區(qū)表現(xiàn)為低密度、低剪切模量特征.通過(guò)開(kāi)展疊前反演獲得疊后反演中不易得到的密度和剪切模量彈性參數(shù)，進(jìn)而與縱波阻抗進(jìn)行交匯，獲得TOC參數(shù)和S1參數(shù)，達(dá)到預(yù)測(cè)有機(jī)地化參數(shù)的目的.

從青一段TOC、S1平面圖上來(lái)看，TOC最大值為4.87%，最小值2.84%，平均值3.88%，高值區(qū)集中在徐5—徐15井區(qū)的中部條帶上（圖10）；S1最大值為4.44×10－3，最小值2.30×10－3，平均值3.38×10－3，高值區(qū)主要集中在徐5—徐15井區(qū)的中部條帶上（圖11）.

圖10 研究區(qū)TOC預(yù)測(cè)圖Fig.10 Prediction map of TOC in the study area

3.5 脆性預(yù)測(cè)

利用測(cè)井資料進(jìn)行地層可壓性評(píng)價(jià)只能夠獲取縱向上的脆性信息，而橫向特征難以描述.利用疊前地震資料反演技術(shù)可以獲得頁(yè)巖油儲(chǔ)層橫向上的脆性展布規(guī)律.本研究在測(cè)井巖石物理分析的基礎(chǔ)上，通過(guò)彈性參數(shù)組合進(jìn)行脆性指數(shù)計(jì)算，利用疊前反演獲得頁(yè)巖儲(chǔ)層的彈性參數(shù)體，得到脆性指數(shù)反演平面圖（圖12）.從中可以看出，青一段脆性指數(shù)最大為24%，最小32%，平均27%，脆性指數(shù)適中，較有利工程改造.

3.6 地層孔隙壓力預(yù)測(cè)

圖11 研究區(qū)S1預(yù)測(cè)圖Fig.11 Prediction map of S1 in the study area

利用測(cè)井資料只能計(jì)算井點(diǎn)處孔隙壓力情況，而對(duì)井孔之外的異常地層壓力無(wú)法進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測(cè).相對(duì)而言，以地震資料為主導(dǎo)的孔隙壓力預(yù)測(cè)方法可以很好解決這個(gè)問(wèn)題［25］.常規(guī)的基于地震資料的異常壓力預(yù)測(cè)方法都是利用超壓地層引起地層的“低層速度”特征，而要想獲得精確的層速度模型難度較大.為提高層速度模型的反演精度，充分融合高分辨率波阻抗反演獲得的層速度與三維約束迪克斯公式反演得到背景層速度，來(lái)提高層速度的獲取精度，有效提高異常地層壓力預(yù)測(cè)的可靠性.從預(yù)測(cè)結(jié)果（圖13）來(lái)看，青一段地層壓力異常整體呈中間高、四周低的特征，地層壓力系數(shù)1.1～1.3，為常壓—弱超壓地層.

4 頁(yè)巖油有利區(qū)優(yōu)選及應(yīng)用效果

圖12 研究區(qū)脆性指數(shù)預(yù)測(cè)圖Fig.12 Prediction map of brittleness index in the study area

綜合分析青一段沉積相帶、有機(jī)碳含量、含油性、物性、脆性、地層壓力系數(shù)等參數(shù)，結(jié)果顯示有機(jī)碳含量、流動(dòng)烴及含油飽和度較高，但是孔隙度、滲透率相對(duì)較低，脆性礦物含量也較低.然而，通過(guò)巖心觀察和數(shù)字巖心分析，發(fā)現(xiàn)松頁(yè)油1、松頁(yè)油2井青一段泥頁(yè)巖水平層理層間微縫較發(fā)育.研究認(rèn)為水平層理層間微縫對(duì)頁(yè)巖油的滲流和產(chǎn)出有利，是兩口井獲得工業(yè)油流的重要因素.三肇凹陷中部青一段富含有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖厚度較大，頁(yè)理縫發(fā)育，具有與松頁(yè)油1、2井類似的儲(chǔ)層條件.三肇凹陷中部孔隙度與松頁(yè)油1、2井青一段泥巖相當(dāng)，滲透率相對(duì)更好，脆性小于松頁(yè)油2井，但大于松頁(yè)油1井.整體上看，三肇凹陷中部與松頁(yè)油1、2井青一段油層組頁(yè)巖油發(fā)育條件相似，有望獲得工業(yè)油流突破.因此，確定了青一段有機(jī)碳含量大于3.0%、流動(dòng)烴大于3.0×10－3、含油飽和度大于40%、孔隙度大于6%、滲透率大于0.1 mD為三肇凹陷中部頁(yè)巖油評(píng)價(jià)參數(shù)條件.依據(jù)上述優(yōu)選條件在凹陷主體的中部徐15—徐12一帶優(yōu)選了一個(gè)甜點(diǎn)目標(biāo)區(qū)，并部署了松頁(yè)油3井井位目標(biāo)（圖14）.

圖13 研究區(qū)地層孔隙壓力預(yù)測(cè)圖Fig.13 Prediction map of formation pore pressure in the study area

從實(shí)鉆結(jié)果來(lái)看，松頁(yè)油3井在目的層青一段鉆遇地層厚度93 m，發(fā)育暗色泥巖86 m，油頁(yè)巖7 m；有效孔隙度最大值8.3%，最小值3.9%，平均值7.0%；滲透率最大值0.33 mD，最小值0.016 mD，平均值0.193 mD；含油飽和度最大值37.60%，平均值20.80%；有機(jī)碳含量最大值9.71×10－3，最小值0.27×10－3，平均值3.72×10－3；流動(dòng)烴含量最大值9.01×10－3，最小值0.60×10－3，平均值4.90×10－3；脆性指數(shù)實(shí)驗(yàn)分析測(cè)井計(jì)算最大值34.89%，最小值11.26%，平均值21.39%；實(shí)測(cè)壓力恢復(fù)階段最高靜壓19.831 MPa，外推地層壓力22.46 MPa，計(jì)算地層壓力系數(shù)為1.13.實(shí)鉆與鉆前預(yù)測(cè)基本吻合，證明了本技術(shù)流程的有效性.松頁(yè)油3井經(jīng)測(cè)試獲得日產(chǎn)3.46 m3的工業(yè)油流，實(shí)現(xiàn)了三肇凹陷頁(yè)巖油戰(zhàn)略調(diào)查突破，形成的頁(yè)巖油地震甜點(diǎn)預(yù)測(cè)方法將對(duì)國(guó)內(nèi)外其他同類頁(yè)巖油儲(chǔ)層的勘探開(kāi)發(fā)具有一定的借鑒意義.

5 結(jié)論

1）建立了泥頁(yè)巖泥質(zhì)含量、物性參數(shù)（孔隙度、滲透率）、含油性參數(shù)（含油飽和度）、地球化學(xué)參數(shù)（TOC、S1）、可壓裂性、地層孔隙壓力測(cè)井評(píng)價(jià)模型，為測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)處理提供了可靠依據(jù).

圖14 松頁(yè)油3井綜合部署圖Fig.14 Comprehensive deployment map of SYY3 well1—井名（well name）；2—濁積砂體（turbidite sand body）；3—介殼灘（shell beach）；4—半 深 湖（semi-deep lake）；5—S1；6—飽 和 度（saturation）；7—孔隙度（porosity）；8—滲透率（permeability）；9—TOC；10—油頁(yè)巖厚度（oil shale thickness）；11—TI；12—脆性（brittleness）；

2）基于巖石物理分析，通過(guò)地震疊前/疊后彈性參數(shù)反演、三維地質(zhì)建模技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了頁(yè)巖油儲(chǔ)層的“雙甜點(diǎn)”預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)出了三肇凹陷頁(yè)巖油有利區(qū)，部署了松頁(yè)油3井.

3）松頁(yè)油3井實(shí)鉆甜點(diǎn)參數(shù)與鉆前預(yù)測(cè)基本吻合，經(jīng)測(cè)試獲得日產(chǎn)3.46 m3的工業(yè)油流，證明了該技術(shù)流程的有效性，為三肇凹陷實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖油戰(zhàn)略調(diào)查突破提供了有力的技術(shù)支撐.