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给复杂油气藏做“彩超”

——记国家科技进步二等奖获奖项目“多类型复杂油气藏叠前地震直接反演技术及基础软件工业化”

2020-3-17 7:50:54 来源:中国矿业报 作者:王大勇

如果把地球物理勘探比作给地球做超声波扫描,那么描述埋在地下油气藏的叠前地震反演及软件相当于给油气藏做B超。中国石油大学(华东)地球科学与技术学院印兴耀教授科研团队的科技成果“多类型复杂油气藏叠前地震直接反演技术及基础软件工业化”项目,攻克了制约多类型复杂油气藏叠前地震描述和油气识别的技术瓶颈,在岩石物理机制、反演精度、油气识别可靠性等方面取得了重大突破,相当于给复杂油气藏照出信息更加丰富的“彩超”,以三项原创核心关键技术达国际领先水平并成功工业化应用的贡献,荣获国家科技进步二等奖。

解决世界级难题

近年来,我国油气勘探开发向深层、深水、非常规等领域推进,面临着油气藏类型更加多样化、复杂化的困难,多类型复杂油气藏描述和油气识别成为研究前沿和世界级难题。

印兴耀教授团队在工作中

现存以均匀介质理论为基础的叠前地震反演及商业软件无法满足多类型复杂储层描述和油气识别的需求,突出表现在岩石物理模型难以阐明复杂储层地震响应特征,三参数反演间接计算方法难以描述复杂储层的非均质特征,岩石骨架、孔隙及油气水的地震响应混叠难以有效识别油气。

为解决这一难题,2000年以来,由中国石油大学(华东)印兴耀教授负责,吴国忱、宗兆云、张广智、张繁昌、曹丹平等教授共同参与的项目组,依托973、863、重大专项和三大石油公司等百余项课题持续攻关,克服了普通叠前地震反演预测中存在的岩石物理机制不清、反演精度不够、油气识别可靠性低等难题,在多类型复杂油气藏多尺度迭代岩石物理建模、叠前地震直接反演、固液解耦油气识别三项核心技术上取得原创性突破,攻克了制约多类型复杂油气藏叠前地震描述和油气识别的技术瓶颈,研制了相应的特有基础软件,为发展油气勘探软件领域的“中国芯”做出了突出贡献。

三大理论创新引领国际前沿

印兴耀教授带领的项目组在20年的科研攻关中,经过无数次试验,提出三大科技理论,引领了地震油气识别的国际前沿,揭示了复杂油气藏微观组构与宏观地震响应的物理机制,创建了多类型复杂油气藏岩心、测井、地震多尺度迭代岩石物理建模技术。项目组的试验覆盖了渤海湾、鄂尔多斯、四川、松辽、塔里木、准噶尔、柴达木、南海、东海、非洲、南美洲、大洋洲等盆地及地区,创建了多类型复杂储层微观主控因素定量分析技术,建立了致密砂岩、碳酸盐岩、页岩等16种岩石物理模型,涵盖了主要复杂油气藏类型,奠定了油气储层描述的理论基础。

在研究中,项目组建立了18组储层性质直接表征的新的地震反射特征方程,创建了多类型复杂储层叠前直接反演描述技术,超越了现有均匀介质间接计算的理论范畴。项目组通过攻关,创新了基于新方程的非均质正反演理论,创建了多级扰动叠前地震直接反演技术并研制了特有的工业化软件,开辟了多类型复杂储层物性、流体及脆性等空变性质直接描述的新途径,反演精度与国际先进技术相比平均提高12%。主题论文入选2017年度《中国科学·地球科学》十大“热点论文”,为油气勘探领域唯一入选论文。用杨氏模量和泊松比直接表征的地震反射特征方程被业内称为YPD方程,广泛应用于非常规储层可压裂性地震直接评价。

项目组创立了固液解耦地震油气识别理论,首创了岩石骨架、孔隙及油气水解耦的叠前地震识别技术,引领了地震油气识别的国际前沿。项目组在广泛研究和试验的基础上,提出了岩石骨架、孔隙及油气水多相态模量解耦的表征理论,阐明了不同相态的地震响应模式,实现了油气识别由多相混叠到固液解耦的跨越。固液解耦叠前地震识别技术填补了国内外技术空白,实践表明,中深层致密砂岩、复杂碳酸盐岩等多类型储层油气识别符合率大幅度提高,使我国地震油气识别处于国际领先地位。

国内外院士及行业专家一致认为:该项目形成的复杂储层地震岩石物理建模、敏感参数叠前地震直接反演、岩石物理驱动下固液解耦油气直接识别技术等三项核心关键技术均达到国际领先水平,解决了制约多类型复杂油气藏岩石物理模型精度低、储层描述及油气识别多解性强的瓶颈难题。

贡献油气勘探领域“软”实力

由姚振兴、陈运泰等院士专家组成的国家973项目“深层油气藏地球物理探测的基础研究”专家组的验收意见认为“多类型复杂油气藏叠前地震直接反演技术及基础软件工业化”项目“建立了深部致密储层地震岩石物理模型,在多元信息约束下创建了地震岩石模量预测技术;提出了深部储层流体因子叠前地震直接反演理论方法与技术,现场应用效果明显,为深层油气藏的地球物理探测提供基础理论与技术支持。”

经过近20年持续攻关,项目针对影响多类型复杂油气藏地震描述和油气识别的主要因素,研发了以多类型复杂油气藏多尺度迭代岩石物理建模、特征参数叠前地震直接反演、固液解耦叠前地震识别等为核心的多类型复杂油气藏叠前地震直接反演技术体系,形成了基础软件,并实现了工业化应用,取得了显著的经济效益。

“多类型复杂油气藏叠前地震直接反演技术及基础软件工业化”项目相继得到100余项科研课题的连续资助,第一完成单位(高校)累计到位科研经费达1亿余元。自2003年陆续开展推广应用以来,整体技术成功应用于渤海湾、鄂尔多斯、塔里木、南海、东海、非洲、南美洲、大洋洲等盆地及地区的69个区块,有效指导了多类型复杂油气藏储层描述与油气识别,支撑了储量的发现和采收率的提高。

一分耕耘一分收获。印兴耀教授科研团队完成的“多类型复杂油气藏叠前地震直接反演技术及基础软件工业化”项目为推动我国油气地球物理的高等教育发展、工业建设及人才队伍培养贡献了力量,获得国家科技进步二等奖1项、省部级科技进步一等奖8项,授权国家发明专利43项,登记软件著作权15项,制定企业规范和标准2套,出版专著6部,发表论文515篇。近5年,在国际地球物理勘探顶级会议SEG和EAGE发表论文161篇。□

( 作者单位:中国石油大学(华东))

网站编辑:宫莉

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