地震频率谐振技术在煤层气水平井地质导向识别中的应用长期有效

地震频率谐振技术在煤层气水平井地质导向识别中的应用

2020-2021年，为了配合煤层气水平井地质导向工作，北京派特森公司在山西和河南相继开展了地震频率谐振技术对储层的小断层勘探工作。图3 为其中的一个水平井地质导向勘探成果。图中左侧为波阻抗勘探剖面，右侧为常规反射地震三维时间偏移剖面。波阻抗剖面中红颜色为高波阻抗，暗色为低波阻抗。可以预测，煤层气储层是一套煤岩-煤系地层，密度和横波速度与围岩相比相对较低，所以呈低波阻抗特征。在不太长的剖面距离内，该地层厚度不会有较大变化特别是不应该具有突变。如果横向密度发生突变并且连带上下地层都发生突变，即使地层没有发生视觉上的错动，大概率事件应该是出现了断层或称为裂隙带。我们根据该原则对地震频率谐振的波阻抗剖面进行了地质解释。

该剖面左端1100米深度是目的层，右端点已经有一口直井，目的层在地面深度以下1250米处，600米水平距离内目的煤层有150米落差。之所以采用地震频率谐振勘探技术对这个600米长度的剖面进行勘探，是由于水平井钻探到本测线左端点时遇到了断裂而丢失了煤炭目的层。地震时间域反射剖面（图3右）难以解释出断裂的存在，接续600多米钻井过程中要连续下行150米是否还有断裂存在和断裂的断距是多少都是一个未知数。因此，水平钻井停钻等待地震频率谐振勘探结果给出上述答案。

如图所示，地震频率谐振波阻抗成像结果揭示了数条小型断层，断距不大但性质明晰。查常规地震反射剖面，虽然目的层具有明显的同相轴特征可以追踪，但明显的断层却没有被揭示出来。依据图3中地震频率谐振勘探的地质解释成果，水平井成功突破了复杂的断裂带，打成了本地区该公司第一口煤层气开发井。

图3煤层气目标区地质勘探中的被动源地震频率谐振勘探波阻抗剖面与反射地震勘探剖面对比。左：地震频率谐振勘探波阻抗剖面；右：三维反射地震勘探时间域剖面。在目标区频率谐振波阻抗剖面可见若干条小型断层；反射地震剖面上难以分辨出断层或断裂带。