地震頻率諧振技術(shù)在煤層氣水平井地質(zhì)導(dǎo)向識(shí)別中的應(yīng)用

2020-2021年，為了配合煤層氣水平井地質(zhì)導(dǎo)向工作，北京派特森公司在山西和河南相繼開展了地震頻率諧振技術(shù)對儲(chǔ)層的小斷層勘探工作。圖3 為其中的一個(gè)水平井地質(zhì)導(dǎo)向勘探成果。圖中左側(cè)為波阻抗勘探剖面，右側(cè)為常規(guī)反射地震三維時(shí)間偏移剖面。波阻抗剖面中紅顏色為高波阻抗，暗色為低波阻抗�？梢灶A(yù)測，煤層氣儲(chǔ)層是一套煤巖-煤系地層，密度和橫波速度與圍巖相比相對較低，所以呈低波阻抗特征。在不太長的剖面距離內(nèi)，該地層厚度不會(huì)有較大變化特別是不應(yīng)該具有突變。如果橫向密度發(fā)生突變并且連帶上下地層都發(fā)生突變，即使地層沒有發(fā)生視覺上的錯(cuò)動(dòng)，大概率事件應(yīng)該是出現(xiàn)了斷層或稱為裂隙帶。我們根據(jù)該原則對地震頻率諧振的波阻抗剖面進(jìn)行了地質(zhì)解釋。

該剖面左端1100米深度是目的層，右端點(diǎn)已經(jīng)有一口直井，目的層在地面深度以下1250米處，600米水平距離內(nèi)目的煤層有150米落差。之所以采用地震頻率諧振勘探技術(shù)對這個(gè)600米長度的剖面進(jìn)行勘探，是由于水平井鉆探到本測線左端點(diǎn)時(shí)遇到了斷裂而丟失了煤炭目的層。地震時(shí)間域反射剖面（圖3右）難以解釋出斷裂的存在，接續(xù)600多米鉆井過程中要連續(xù)下行150米是否還有斷裂存在和斷裂的斷距是多少都是一個(gè)未知數(shù)。因此，水平鉆井停鉆等待地震頻率諧振勘探結(jié)果給出上述答案。

如圖所示，地震頻率諧振波阻抗成像結(jié)果揭示了數(shù)條小型斷層，斷距不大但性質(zhì)明晰。查常規(guī)地震反射剖面，雖然目的層具有明顯的同相軸特征可以追蹤，但明顯的斷層卻沒有被揭示出來。依據(jù)圖3中地震頻率諧振勘探的地質(zhì)解釋成果，水平井成功突破了復(fù)雜的斷裂帶，打成了本地區(qū)該公司第一口煤層氣開發(fā)井。

圖3煤層氣目標(biāo)區(qū)地質(zhì)勘探中的被動(dòng)源地震頻率諧振勘探波阻抗剖面與反射地震勘探剖面對比。左：地震頻率諧振勘探波阻抗剖面；右：三維反射地震勘探時(shí)間域剖面。在目標(biāo)區(qū)頻率諧振波阻抗剖面可見若干條小型斷層；反射地震剖面上難以分辨出斷層或斷裂帶。