广域电磁法页岩气压裂监测案例

二维地震勘探技术在青海省八宝山地区页岩气勘探中的应用摘要：为查明青海省八宝山地区页岩气目的层的空间展布和形态，在该地区通过开展二维地震勘探工作，研究了八宝山盆地的结构、区域构造样式、地层层序，三叠系八宝山组泥页岩的分布特征、埋藏深度、地层厚度以及与其有关的构造格架、构造发育史等。

结果表明：八宝山地区地覆构造展布为两个构造层系，中三叠系以下为早期的挤压构造结构，中三叠系以上为后期的沉积盆地，页岩气勘探有利层段为地震强反射同相轴连续段。

可见二维地震勘探技术在八宝山盆地页岩气甜点区预测中能够取得较好的应用效果。

关键词：八宝山盆地；二维地震勘探技术；页岩气勘探；泥页岩近年来，继美国在页岩气勘探开发方面取得了突破后，中国在焦石坝、威远气田等的志留系（龙马溪组）、寒武系（九老洞组）等海相沉积页岩气也进入了大量钻探开采期[1]。

青海八宝山地区页岩气勘查始于2014年，主要针对三叠系八宝山组暗色岩段进行评价。

在八宝山地区通过开展二维地震勘探和广域电磁法工作，查明了八宝山盆地的结构、区域构造样式、地层层序，了解了泥页岩的分布特征、埋藏深度、空间展布以及与其有关的构造格架、构造发育复杂程度、性质、延伸等情况，并预测了页岩气甜点区[2-3]，为下步页岩气压裂工作提供了依据。

1 八宝山地区地质条件研究区山系属东昆仑布尔汗布达山系，海拔一般4000～5200m，比高600～1200m，山脉走向近东西向，整体地形北高南低。

研究区内季节性河流以西南、北东向为主，一年大部分时间均有流水，每年五、六月份冰雪融化，河谷内还有大量的溶冰水。

1.1 构造特征研究区位于东昆仑东段、昆中及昆南断裂之间，构造线方向以近东西向为主，全区分为东西两个坳陷及中部隆起区，其中东部坳陷分为南北向两个凹陷。

断裂构造主要发育在研究区南北两侧，元古界老地层与侏罗系、三叠系呈断层接触，断层性质皆为逆断层。

1.2 地层特征研究区内地层主要出露中-晚元古代、三叠纪、侏罗纪、新近纪及第四纪地层。

綦江南地区页岩气三维广域电磁法勘探南方页岩气储藏区域往往条件复杂，复杂地表地下条件和高陡构造地层可能导致地震勘探方法面临不少挑战。

广域电磁法相对于地震勘探方法来说，轻便快捷、成本低，且不受地表火山岩（高阻体）屏蔽，这些特点使其在油气资源勘探中，尤其是地震勘探效果不甚理想的地方，如火山岩地区、陡峭山前带等区域发挥着越来越重要的作用。

四川盆地及周缘地区页岩气储藏地层主要发育在志留系五峰-龙马溪组及下寒武统水井沱组黑色页岩，与围岩存在较明显的电性差异。

为进一步扩大勘探成果、拓展勘探新领域、明确勘探潜力、指导勘探生产，2016年在綦江南地区部署三维测区进行广域电磁法勘探工作，共计108.9 km2。

此次勘探工作揭示了区内地球物理场分布规律，落实了区内断裂构造特征，明确了泥页岩埋深和分布范围，圈定了页岩气成藏有利区。

1 研究区地质和地球物理概况綦江南3D工区位于黔北山地与四川盆地南部的衔接地带，1：20万桐梓幅东北角，为一个近三角形的穹隆；受东边遵义-南川断裂、北部齐岳山断裂和南部赫章-金沙断裂控制，属大娄山构造体系；长轴方向为北北东-南北向；短轴方向为近东西向；中部发育一个低洼的谷地，志留系出露，向周缘逐渐变为二叠系、三叠系和侏罗系，缺失泥盆-石炭系。

志留系（S）及五峰组（O3w）主要岩性为页岩、泥质砂岩、泥质灰岩、炭质页岩，平均电阻率为186.58Ω·m，表现为低电阻率特性；下伏地层临湘组(O3l)和宝塔组(O2b)主要为灰岩，平均电阻率为2907.14Ω·m，表现为高阻特性；上覆地层二叠系下统栖霞组(P1q)主要为灰岩、灰色粘土岩，平均电阻率为1634.7Ω·m，电阻率表现为高阻特性。

2、资料处理与解释QJN3D-1~18测线方位角α=5°02′19.6″，长0.4km~28.3km；QJN3D-LLX测线方位角α=95°01′37.4″，长7.8km。

焦石坝地区页岩气广域电磁法勘探2016年在焦石坝地区开展了34km的广域电磁法二维勘探研究工作。

形成了以下关键技术：（1）基于自适应双向均方差阈值法的分步、分域去噪方法；（2）地形校正联合向上延拓的静态校正方法；（3）以趋肤深度约束和井震约束为主的多方法约束反演。

建立了焦石坝地区五峰-龙马溪页岩层含气性特征模型，明确了页岩气层电阻率范围50-200 .m，构造完整，埋深适当，厚度较大为焦石坝地区五峰-龙马溪页岩气层含气性特征模型。

形成了联合静态校正结合趋肤深度约束反演技术，解决了地表侏罗系-白垩系超低阻地层导致的深部构造镜像假象问题，提高深部地层和构造的成像能力。

1 研究区地质和地球物理概况镇焦石川丁山-中石化在四川盆地涪陵焦石坝地区的古生界奥陶系五峰组-志留系龙马溪组海相页岩中获得巨大的突破性进展，已建成涪陵国家级页岩气示范区，为了验证广域电磁法的页岩气勘探效果，在焦石坝布置一条试验线。

工区构造上位于四川盆地川东高陡褶皱带，为石柱复向斜、方斗山复背斜、万县复向斜结合部的包鸾-焦石坝背斜构造带，总体为北东走向的大型似箱状断背斜构造，构造主体平缓，断层不发育。

出露地层主要为三叠系碳酸盐岩。

志留系以及五峰组主要岩性为页岩、泥质砂岩、黑色炭质页岩，平均电阻率小于50Ω·m；奥陶系中下统主要为砂质页岩、砂岩、灰岩、白云岩，平均电阻率为1661.14Ω·m；二叠系平均电阻率为2074.42Ω·m，电阻率表现为高阻特性。

志留系五峰组相对于上下地层具有明显的低电阻特性。

2 资料处理技术与解释目的层在海拔-1000~-3000m范围内层位比较连续；且受断裂影响，地层在15000~20000m有明显的错断；断裂两侧地层厚度也有较明显差别，9700~18500m地层起伏，18500-43500m地层稳定；小号点至大号点地层埋深逐渐抬升。

广域电磁法反演结果与地震剖面吻合。

9700~18000m纵向总体表现为高-低-高-低-高的电性特征；低阻层（Q3-S2）分布在海拔-1000~-3500m范围，电阻率变化范围为50～320Ω·m，其上一层高阻推测为二叠系下统（P1），横向地层起伏较大。

壹伍叁零柒叁壹贰肆贰伍广域电磁法压裂监测技术简介技术背景：该技术由何继善院士团队研发，背靠中南大学，通过自主研发的软硬件监测压裂液的到达位置，来表征裂缝几何参数，实时展示监测成果并指导压裂施工。

在全国多区域内得到成功应用，目前完成合同额近6000万元。

技术原理：通过井筒供入特定频率的交流电，井筒和压裂液形成一体化的地下导体，在地表部署测点，通过监测压裂液入地后产生的电性变化引起的电磁响应，获取电磁时间域差分异常，反映压裂液波及范围，进而评价改造效果。

压裂前背景场：时间域差分：直井电磁监测示意图压裂过程中电场：水平井电磁监测示意图广域电磁法压裂监测技术特点与应用价值2、压裂监测结果评价3、影响压裂地质因素评估4、压裂工艺合理性评估5、开发方案合理性评估6、压后产量跟踪井网——井距——水平段方位——水平段长度压后实际产量与预测产量进行对比分析，验证压裂改造效果，指导开发技术政策的制定与调整。

应用价值：1、成果实时展示裂缝参数实时显示，为现场工艺调整提供数据支持技术特点：施工电压不超过36V。

可同时监测数百个测点。

2n序列伪随机信号，有效规避现场电磁干扰。

接收机采集分辨率1uV。

原始数据无线传输至服务器，返回成果至现场。

广域电磁法压裂监测对比微地震类别监测技术原理监测的是岩石破裂产生的能量震动信号，又叫无源地震监测的是压裂液入地产生的电性差异，通过连接井筒，人工源主动激发，近场接收监测目标岩石破裂事件，主要监测破裂范围，与压裂液没有直接关系压裂液波及到的位置，因此更接近有效改造范围，即保持连通的有效裂缝。

适用范围在井埋深较大时或者疏松黄土层，地震波衰减厉害，信号较弱，效果大打折扣。

电磁波的传播取决于介质的电性性质，也就是介质电阻率的高低，而且疏松的地层电阻率一般中等，电磁波在黄土层传播衰减甚小。

抗干扰能力岩石破裂诱生的地震波是很微弱，因此微地震监测的信号较弱，容易受压裂现场噪声影响可以多频或单频发射，信号强，数据达到毫伏级，有效的规避干扰野外施工地表微地震：监测区域2-3Km 范围，地表监测需大量布设检波器；井中微地震：需要借助2口以上的邻井，在一定程度上影响邻井的生产。

作者简介：马玉忠（1989～），男，主要从事地球物理勘探工作，物化探工程师。

E-mail ：****************收稿日期：2020-06-25 改回日期：2020-10-28❶基金项目：青海省都兰县八宝山地区页岩气调查评价（2016021011kc063）第42卷 第4期 化工 矿 产 地 质 V ol.42 No.42020年12月 GEOLOGY OF CHEMICAL MINERALS Dec. 2020技术方法广域电磁法和音频大地电磁测深法在八宝山页岩气区块的对比试验❶马玉忠青海省页岩气资源重点实验室，青海 西宁 810029摘 要 为了对比分析广域电磁法（WFEM ）和音频大地电磁法（AMT ）的勘探效果，在青海省八宝山页岩气区块已经过钻探工程验证的典型剖面上进行了两种方法的对比试验。

结果表明：WFEM 相对于AMT 具有抗干扰能力强、勘探深度大、深部低阻分辨能力强等优点，AMT 相对于WFEM 具有工作效率高的优势，但勘探深度较浅。

关键词 广域电磁法 音频大地电磁法 页岩气勘探 对比试验中图分类号：P631.2；P618.13 文献标识码：A 文章编号：1006–5296（2020）04–0334–03页岩气是指位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中，以吸附或游离状态为主要存在方式的天然气聚集。

八宝山页岩气储藏区域从地层和岩石的物性特征上存在明显的电阻率差异，为该地区利用电磁法寻找深部低阻层提供了物性前提[1-3]。

1 八宝山页岩气区块地质特征八宝山页岩气试验区块属秦祁昆地层区，由北向南分属东昆仑南坡地层小区及阿尼玛卿山地层小区。

试验区及周边出露的地层主要有元古界、石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系、新近系及第四系。

各时代地层分布受构造控制明显，呈北西西向或近东西向展布。

其中上三叠统八宝山组下岩段（T 3bb 1）为页岩气目标层位，八宝山组为一套以陆相为主的碎屑岩与火山岩沉积，角度不整合于早-中三叠世地层之上，与上覆羊曲组（J 1-2yq ）呈平行不整合接触，产丰富的植物化石，厚度大于1763.9m 。

井震约束的广域电磁数据反演及其在保靖页岩气储层评价中的应用王延忠;沈金松;周正武;符超;路肖尧【期刊名称】《工程地球物理学报》【年(卷),期】2016(013)003【摘要】目的是研究一种井震约束的广域电磁数据反演方法,用以处理湖南保靖地区采集的广域电磁数据,获取地层电阻率反演结果,然后用以得到研究区的地层分布格架、断层展布特征和页岩储层的纵横向分布.文中所用的方法包括三个方面.首先,用测井数据标定地震资料,对二维地震剖面进行处理解释,得到地震层位和断层分布;然后,用地震层位结果建立初始电阻率分布模型,用测井分层电导率作为上下界约束,对广域电磁数据进行井震约束反演,得到研究区地下地层的电阻率分布;最后,对电阻率反演结果进行综合地质解释,建立页岩气储层的纵横向分布剖面,给出页岩气富集的有利分布位置.通过与3口测井及试气结果对比,初步证实了井震约束的广域电磁数据反演方法在保靖页岩气储层评价中的应用效果.【总页数】10页(P253-262)【作者】王延忠;沈金松;周正武;符超;路肖尧【作者单位】神华地质勘查有限责任公司,北京100083;中国石油大学地球物理与信息工程学院,北京102249;中国石油集团公司物探重点实验室,北京102249;神华地质勘查有限责任公司,北京100083;神华地质勘查有限责任公司,北京100083;长江大学地球物理与石油资源学院,湖北武汉434023【正文语种】中文【中图分类】P631.3【相关文献】1.广域电磁法在保靖页岩气勘探中的应用 [J], 符超;袁博;李学兰;李军广2.电磁井震约束反演识别川中深层裂谷 [J], 石艳玲;黄文辉;魏强;胡祖志;索孝东;孟翠贤3.井～震约束反演在薄互层复杂构造地区的应用 [J], 谭荣彪;李瑞;李珂泂;徐焱;莫亦可4.基于解析雅克比矩阵的E-Ex广域电磁法一维并行约束反演 [J], 索光运;李帝铨;胡艳芳5.时频电磁井震联合建模反演探测深部火山岩储层内幕结构:渤海湾盆地LD地区实例研究 [J], 索孝东;董卫斌;石东阳;李悦正因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。