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加快構建清潔低碳安全高效的能源體系

2021-08-09 13:15:05 來源：中國科學報

近年來，我國清潔能源持續擴容，正在加快構建清潔低碳、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力度，關系到國家能源安全和經濟社會穩定發展大局。

深層、深水和非常規是我國未來推動油氣增儲上產的主要力量，迫切需要油氣地球物理理論，特別是地震勘探進行理論創新及方法的突破。“兩寬一高”地震技術是油氣地球物理技術的重大進展，五維地震數據解釋則是重要的發展方向。

現有技術面臨挑戰

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73%，但進口油氣面臨極為嚴峻的安全保障問題。

國家要求加大油氣勘探開發力度，確保國內生產原油每年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。實現這一目標必須依靠先進的勘探開發技術，特別是油氣地球物理技術的進步。

近40年來，從二維地震解決構造油氣藏問題，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行儲層預測和流體識別，這種變化既是理論的進步，又是技術的發展。

“地震巖石物理驅動下的疊前反演與流體識別”是目前儲層預測和油氣識別中最重要的方法和技術。地震巖石物理在彈性參數和儲層參數之間架起了橋梁，進一步為儲層預測和流體識別奠定了物理基礎。儲層疊前地震直接反演的方法，實現儲層參數預測由間接到直接的跨越，油氣固液解耦疊前地震反演實現油氣識別，此技術在某油田復雜油水關系區域有效預測油水、氣油分界面，使油田油氣識別吻合率達到90%以上。

深層、深水和非常規是我國油氣勘探開發的重要領域，油氣儲量巨大，也是未來推動油氣增儲上產的主要力量，油氣地球物理技術是油氣勘探的最主要手段，但針對深層、深水和非常規的勘探領域，現有油氣地球物理技術面臨巨大挑戰，迫切需要地震理論創新及方法突破。

“兩寬一高”地震技術取得突破

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”地震技術引領油氣地球物理邁向海量數據、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，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，使得數據采樣充分，成像邊界更加清晰。

“兩寬一高”地震采集根據地質目標和處理解釋對采集資料的要求，按照面向地質目標的設計思路，確定三維采集方案。為充分挖掘寬方位采集數據中的方位和炮檢距信息及寬方位觀測帶來的優勢，近年來發展的在炮檢距向量片Offset Vector Tile（簡稱OVT ）上進行資料處理的方法，為寬方位地震資料處理開辟了一條新途徑。

五維地震數據解釋是重要方向

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

現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，欠缺對五維地震數據的描述、信息挖掘和利用。寬方位地震資料五維數據解釋，需要在地震巖石物理、地震波場與響應模式、五維解釋理論及應用方面進行創新。

五維地震數據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。解決方案為定義區別于傳統地震屬性的五維地震視域下的幾何屬性，構建融合算子以選擇對裂縫敏感的優勢信息，形成“幾何屬性—方位振幅”聯合驅動的裂縫空間刻畫技術。

二是復雜裂縫模型參數化。瓶頸難題是現有裂縫型儲層模型參數化以單組裂縫為主。解決方案為根據目標儲層特征，研究多種類型裂縫型儲層五維地震模型參數構建方法，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貢獻度小，反演方法魯棒性差。解決方案為實現地下介質反演參數穩定預測的反演策略的創新，指導儲層五維地震各向異性穩定反演。

正如當初從兩維解釋到三維解釋過渡一樣，五維數據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據，在構建儲層五維地震油氣敏感參數，創新儲層和油氣敏感參數五維地震反射系數參數化方法，實現巖石物理指導下五維地震油氣敏感參數直接反演；以及形成五維地震海量數據信息挖掘的儲層參數表征和油氣直接識別技術等問題上，其理論、方法、技術都要求我們去探索、去創新。

標簽：能源消費清潔低碳能源體系油氣增儲