地震反演在巴尼特页岩油气区成功预测甜点助其实现井位最优化并降低钻探风险

摘要

非常规页岩油气区钻探活动成功的重要成果之一是通过钻探作业获得大量相关的地质、岩石物理和地球物理信息，且能利用这些信息建立精确、逼真的地下岩层模型。在引入地震反演信息后，页岩油气区钻探活动取得了更大的进步，因为利用地震反演能预测页岩油气区的甜点，甚至在井资料很少的情况下也能取得很好的效果。作为页岩油气区的甜点必须具备以下几大要素：有足够的游离气量、渗透性好、脆性好（易压裂）。若岩层超过了脆性临界值，则可通过泊松比和杨氏模量预测其可压裂性。这两个力学性质参数相结合（Rickman等，2008）可以用来指示岩石在应力作用下破裂的习性（泊松比）和保持裂缝的性能（杨氏模量）。在本文巴尼特页岩项目的研究中，我们利用了同步AVO反演来论证建立一个能描述页岩脆性／可压裂部分的厚度和复杂结构的地下地质和地质力学模型的可行性。反过来，我们还能根据该模型信息确定最佳的井筒轨迹。考虑到巴尼特页岩油气区的构造要素较复杂，必须对井筒轨迹进行精确设计，使其能始终在最适宜的沉积相范围内。最合理的井位部署最终能实现按单桶压裂液平均的累计油气产量最大化。历史数据表明，生产能力是由人工诱发裂缝的范围以及地层能在多大程度上保持这些裂缝所决定的。地层的可压裂性，即其能产生裂缝以及保持裂缝张开的特性，与其脆性有着直接关系。反过来，野外实际结果表明，地层对压裂的敏感性可以通过计算泊松比和杨氏模量预测其脆性得到（Pitcher和Buller，2012）。