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加快構(gòu)建清潔低碳安全高效的能源體系

2021-08-09 13:15:05 來源：中國科學(xué)報

近年來，我國清潔能源持續(xù)擴容，正在加快構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系。但油氣仍然是未來一次能源消費的主體，大力提升油氣勘探開發(fā)力度，關(guān)系到國家能源安全和經(jīng)濟社會穩(wěn)定發(fā)展大局。

深層、深水和非常規(guī)是我國未來推動油氣增儲上產(chǎn)的主要力量，迫切需要油氣地球物理理論，特別是地震勘探進(jìn)行理論創(chuàng)新及方法的突破。“兩寬一高”地震技術(shù)是油氣地球物理技術(shù)的重大進(jìn)展，五維地震數(shù)據(jù)解釋則是重要的發(fā)展方向。

現(xiàn)有技術(shù)面臨挑戰(zhàn)

目前，我國面臨對油氣能源的巨大需求，2020年石油對外依存度已達(dá)73%，但進(jìn)口油氣面臨極為嚴(yán)峻的安全保障問題。

國家要求加大油氣勘探開發(fā)力度，確保國內(nèi)生產(chǎn)原油每年2億噸和天然氣2600~3000億立方米，是保障國家能源油氣安全的核心任務(wù)。實現(xiàn)這一目標(biāo)必須依靠先進(jìn)的勘探開發(fā)技術(shù)，特別是油氣地球物理技術(shù)的進(jìn)步。

近40年來，從二維地震解決構(gòu)造油氣藏問題，到用早期的三維地震尋找隱蔽油氣藏，再到通過高精度疊前三維地震反演進(jìn)行儲層預(yù)測和流體識別，這種變化既是理論的進(jìn)步，又是技術(shù)的發(fā)展。

“地震巖石物理驅(qū)動下的疊前反演與流體識別”是目前儲層預(yù)測和油氣識別中最重要的方法和技術(shù)。地震巖石物理在彈性參數(shù)和儲層參數(shù)之間架起了橋梁，進(jìn)一步為儲層預(yù)測和流體識別奠定了物理基礎(chǔ)。儲層疊前地震直接反演的方法，實現(xiàn)儲層參數(shù)預(yù)測由間接到直接的跨越，油氣固液解耦疊前地震反演實現(xiàn)油氣識別，此技術(shù)在某油田復(fù)雜油水關(guān)系區(qū)域有效預(yù)測油水、氣油分界面，使油田油氣識別吻合率達(dá)到90%以上。

深層、深水和非常規(guī)是我國油氣勘探開發(fā)的重要領(lǐng)域，油氣儲量巨大，也是未來推動油氣增儲上產(chǎn)的主要力量，油氣地球物理技術(shù)是油氣勘探的最主要手段，但針對深層、深水和非常規(guī)的勘探領(lǐng)域，現(xiàn)有油氣地球物理技術(shù)面臨巨大挑戰(zhàn)，迫切需要地震理論創(chuàng)新及方法突破。

“兩寬一高”地震技術(shù)取得突破

所謂寬方位、寬頻帶、高密度的“兩寬一高”是地震技術(shù)的又一次飛躍。“兩寬一高”泛指野外采集中使用寬頻帶的激發(fā)震源、寬方位的觀測排列和高密度的空間采樣。“兩寬一高”地震技術(shù)引領(lǐng)油氣地球物理邁向海量數(shù)據(jù)、高精度勘探的新時代。

寬方位可以提供更多的觀測角度，提高構(gòu)造成像精度，有利于各向異性研究。寬頻帶指低頻可控震源的寬頻激發(fā)，能獲得更豐富的低頻信息，從而可以更有效地識別砂體橫向邊界，預(yù)測含油氣性，有效提高反演可靠性。高密度如同照相像素增加，使得數(shù)據(jù)采樣充分，成像邊界更加清晰。

“兩寬一高”地震采集根據(jù)地質(zhì)目標(biāo)和處理解釋對采集資料的要求，按照面向地質(zhì)目標(biāo)的設(shè)計思路，確定三維采集方案。為充分挖掘?qū)挿轿徊杉瘮?shù)據(jù)中的方位和炮檢距信息及寬方位觀測帶來的優(yōu)勢，近年來發(fā)展的在炮檢距向量片Offset Vector Tile（簡稱OVT ）上進(jìn)行資料處理的方法，為寬方位地震資料處理開辟了一條新途徑。

五維地震數(shù)據(jù)解釋是重要方向

“兩寬一高”地震技術(shù)也為油氣勘探提供了五維地震數(shù)據(jù)。五維地震數(shù)據(jù)是在空間三維的基礎(chǔ)上，增加了偏移距及方位角維度，為復(fù)雜裂縫型儲層描述帶來新機遇。

現(xiàn)有的地震巖石物理理論、地震屬性、疊前地震反演、流體識別方法等，欠缺對五維地震數(shù)據(jù)的描述、信息挖掘和利用。寬方位地震資料五維數(shù)據(jù)解釋，需要在地震巖石物理、地震波場與響應(yīng)模式、五維解釋理論及應(yīng)用方面進(jìn)行創(chuàng)新。

五維地震數(shù)據(jù)解釋有以下難點與研究方向。

一是裂縫的五維幾何屬性刻畫方法。瓶頸難題是目前幾何屬性提取方法欠缺五維地震方位信息的考慮。解決方案為定義區(qū)別于傳統(tǒng)地震屬性的五維地震視域下的幾何屬性，構(gòu)建融合算子以選擇對裂縫敏感的優(yōu)勢信息，形成“幾何屬性—方位振幅”聯(lián)合驅(qū)動的裂縫空間刻畫技術(shù)。

二是復(fù)雜裂縫模型參數(shù)化。瓶頸難題是現(xiàn)有裂縫型儲層模型參數(shù)化以單組裂縫為主。解決方案為根據(jù)目標(biāo)儲層特征，研究多種類型裂縫型儲層五維地震模型參數(shù)構(gòu)建方法，表征不同類型裂縫儲層。

三是五維地震魯棒性反演方法。瓶頸難題是各向異性參數(shù)貢獻(xiàn)度小，反演方法魯棒性差。解決方案為實現(xiàn)地下介質(zhì)反演參數(shù)穩(wěn)定預(yù)測的反演策略的創(chuàng)新，指導(dǎo)儲層五維地震各向異性穩(wěn)定反演。

正如當(dāng)初從兩維解釋到三維解釋過渡一樣，五維數(shù)據(jù)的解釋還有非常長的路要走。要挖掘極其豐富的寬方位五維數(shù)據(jù)，在構(gòu)建儲層五維地震油氣敏感參數(shù)，創(chuàng)新儲層和油氣敏感參數(shù)五維地震反射系數(shù)參數(shù)化方法，實現(xiàn)巖石物理指導(dǎo)下五維地震油氣敏感參數(shù)直接反演；以及形成五維地震海量數(shù)據(jù)信息挖掘的儲層參數(shù)表征和油氣直接識別技術(shù)等問題上，其理論、方法、技術(shù)都要求我們?nèi)ヌ剿?、去?chuàng)新。

標(biāo)簽：能源消費清潔低碳能源體系油氣增儲