页岩气甜点区岩石力学参数地震叠前反演方法研究

Shale gas is one of the most important oil and gas resources in our country and even the whole world. Geomechanical parameters inversion of shale gas sweet spots based on wide azimuth prestack seismic data is one of the key issues for Shale gas exploration and development, which has both scientific significance and strategic importance. Based on the prestack seismic gather analysis and optimization process research, we focusing on the two difficult scientific issues in shale gas exploitation, which are the high adaptability geophysical inversion, and the geomechanical parameters and reservoir parameters prestack seismic inversion. In this project, we propose to integrate multi-disciplinary (geology, geophysics, signal and information processing, computers and mathematical, etc), combine forward modeling and inversion, and merge rock physical testing and practical data analyzing to predict the fracture network of shale gas reservoir, rock brittleness and total organic carbon content .Major innovative works are as follows: prestack seismic true amplitude recovery in non-linear time-frequency domain; structure preserving mixed-norm filtering of wide azimuth prestack seismic data; anisotropy feature attributes extracting based on wide azimuth prestack seismic data; shale gas reservoir fracture network identification based on multi-dimensions image mining; high adaptation capability shale gas reservoir geomechanical parameter inversion method; spatial Kriging and linear sliding theory based on three dimensional space modeling; elastic and anisotropy parameters prestack seismic inversion methods for shale gas sweet spots; reservoir parameters inversion method based on non-gauss distribution for shale gas sweet spots.

页岩气是我国乃至全球最重要的油气资源之一，利用宽方位角叠前地震资料开展页岩气甜点区岩石力学参数反演是页岩气藏勘探开发的关键问题之一，具有重要的科学和实际意义。本研究在叠前道集分析与优化处理方法研究的基础上，围绕高适应性地球物理反演方法、页岩气甜点区岩石力学参数与特征参数地震反演两大难点科学问题开展研究，采用多学科（地质、地球物理、信号与信息处理、计算机和数学等）交叉融合、正演与反演结合、岩石物理测试与实际资料分析结合的研究思路，通过解决相关理论问题，进行页岩气甜点区岩石力学参数反演。主要创新工作有：非线性时频空间域叠前地震真振幅恢复；针对宽方位角叠前地震资料的构造保持混合优化滤波；适应非高斯噪音和非平稳特征的高适应性地球物理反演方法；基于空间克里金与线性滑动理论的页岩气富集区三维建模方法；页岩气甜点区弹性参数与各向异性参数叠前反演方法技术系列；页岩气甜点区非高斯分布的特征参数综合反演方法。

本研究围绕高适应性地球物理反演方法、页岩气甜点区岩石力学参数与特征参数地震反演两大难点科学问题开展研究，主要创新工作包括：（1）在高适应性地球物理反演方法面，针对页岩气甜点区地震波场复杂多变的特点，以岩石力学参数稀疏表征为手段，提出了储集体结构特征约束的地球物理反演方法；以自适应全变差分析为手段，提出适应非平稳特征的全变差和自适应各个加权地震叠前反演方法。（2）在叠前地震数据道集优化方面，针对叠前数据噪音复杂多变的特点，提出了基于混合范数的结构导向滤波去噪方法；针对页岩储集体地震反射的不规则特点，提出了基于全局优化的同相轴校直方法。（3）在页岩气甜点区岩石力学参数模型构建方面，针对四川盆地等我国典型页岩发育区普遍存在的逆掩断层问题，提出了适应逆掩推覆地层的构造模型建立方法；并在全层位追踪的基础上形成了层序模型构建方法。（4）针对我国页岩气工区特点，提出了以高适应性反演方法为基础的页岩气甜点区岩石力学参数、特征参数（包括脆性和TOC含量等）和各向异性参数综合预测技术，形成了“叠前道集优化—复杂构造建模—层序模型构建—页岩气甜点区地震叠前反演—甜点特征参数综合预测”的页岩气甜点区预测技术方案。.受本项目资助，在资助期内获石油石化联合会特等奖一项，项目组成员6人获职称晋升，已发表或录用论文三十余篇，其中SCI检索16篇，出版专著一套，申请发明专利34项，其中授权专利20项；培养博士生10名，硕士生42名，国际学术交流二十余人次。项目成果在四川威远、重庆黔江等地开展了页岩气甜点区岩石力学参数、特征参数地震叠前反演应用，取得了很好的效果，本项研究还在四川龙王庙、新疆库车等地的储层参数反演中取得了成功。总之本项研究既有理论和方法成果（论文、专利）、也有软件成果、还有实际应用成果。