加快构建清洁低碳安全高效的能源体系

2021-08-09 13:15:05 来源：中国科学报

近年来，我国清洁能源持续扩容，正在加快构建清洁低碳、安全高效的能源体系。但油气仍然是未来一次能源消费的主体，大力提升油气勘探开发力度，关系到国家能源安全和经济社会稳定发展大局。

深层、深水和非常规是我国未来推动油气增储上产的主要力量，迫切需要油气地球物理理论，特别是地震勘探进行理论创新及方法的突破。“两宽一高”地震技术是油气地球物理技术的重大进展，五维地震数据解释则是重要的发展方向。

现有技术面临挑战

目前，我国面临对油气能源的巨大需求，2020年石油对外依存度已达73%，但进口油气面临极为严峻的安全保障问题。

国家要求加大油气勘探开发力度，确保国内生产原油每年2亿吨和天然气2600~3000亿立方米，是保障国家能源油气安全的核心任务。实现这一目标必须依靠先进的勘探开发技术，特别是油气地球物理技术的进步。

近40年来，从二维地震解决构造油气藏问题，到用早期的三维地震寻找隐蔽油气藏，再到通过高精度叠前三维地震反演进行储层预测和流体识别，这种变化既是理论的进步，又是技术的发展。

“地震岩石物理驱动下的叠前反演与流体识别”是目前储层预测和油气识别中最重要的方法和技术。地震岩石物理在弹性参数和储层参数之间架起了桥梁，进一步为储层预测和流体识别奠定了物理基础。储层叠前地震直接反演的方法，实现储层参数预测由间接到直接的跨越，油气固液解耦叠前地震反演实现油气识别，此技术在某油田复杂油水关系区域有效预测油水、气油分界面，使油田油气识别吻合率达到90%以上。

深层、深水和非常规是我国油气勘探开发的重要领域，油气储量巨大，也是未来推动油气增储上产的主要力量，油气地球物理技术是油气勘探的最主要手段，但针对深层、深水和非常规的勘探领域，现有油气地球物理技术面临巨大挑战，迫切需要地震理论创新及方法突破。

“两宽一高”地震技术取得突破

所谓宽方位、宽频带、高密度的“两宽一高”是地震技术的又一次飞跃。“两宽一高”泛指野外采集中使用宽频带的激发震源、宽方位的观测排列和高密度的空间采样。“两宽一高”地震技术引领油气地球物理迈向海量数据、高精度勘探的新时代。

宽方位可以提供更多的观测角度，提高构造成像精度，有利于各向异性研究。宽频带指低频可控震源的宽频激发，能获得更丰富的低频信息，从而可以更有效地识别砂体横向边界，预测含油气性，有效提高反演可靠性。高密度如同照相像素增加，使得数据采样充分，成像边界更加清晰。

“两宽一高”地震采集根据地质目标和处理解释对采集资料的要求，按照面向地质目标的设计思路，确定三维采集方案。为充分挖掘宽方位采集数据中的方位和炮检距信息及宽方位观测带来的优势，近年来发展的在炮检距向量片Offset Vector Tile（简称OVT ）上进行资料处理的方法，为宽方位地震资料处理开辟了一条新途径。

五维地震数据解释是重要方向

“两宽一高”地震技术也为油气勘探提供了五维地震数据。五维地震数据是在空间三维的基础上，增加了偏移距及方位角维度，为复杂裂缝型储层描述带来新机遇。

现有的地震岩石物理理论、地震属性、叠前地震反演、流体识别方法等，欠缺对五维地震数据的描述、信息挖掘和利用。宽方位地震资料五维数据解释，需要在地震岩石物理、地震波场与响应模式、五维解释理论及应用方面进行创新。

五维地震数据解释有以下难点与研究方向。

一是裂缝的五维几何属性刻画方法。瓶颈难题是目前几何属性提取方法欠缺五维地震方位信息的考虑。解决方案为定义区别于传统地震属性的五维地震视域下的几何属性，构建融合算子以选择对裂缝敏感的优势信息，形成“几何属性—方位振幅”联合驱动的裂缝空间刻画技术。

二是复杂裂缝模型参数化。瓶颈难题是现有裂缝型储层模型参数化以单组裂缝为主。解决方案为根据目标储层特征，研究多种类型裂缝型储层五维地震模型参数构建方法，表征不同类型裂缝储层。

三是五维地震鲁棒性反演方法。瓶颈难题是各向异性参数贡献度小，反演方法鲁棒性差。解决方案为实现地下介质反演参数稳定预测的反演策略的创新，指导储层五维地震各向异性稳定反演。

正如当初从两维解释到三维解释过渡一样，五维数据的解释还有非常长的路要走。要挖掘极其丰富的宽方位五维数据，在构建储层五维地震油气敏感参数，创新储层和油气敏感参数五维地震反射系数参数化方法，实现岩石物理指导下五维地震油气敏感参数直接反演；以及形成五维地震海量数据信息挖掘的储层参数表征和油气直接识别技术等问题上，其理论、方法、技术都要求我们去探索、去创新。

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