沁水煤田榆社-武乡深部煤系气地震勘查技术

山地钻在河滩中成孔

一、项目概况

根据2011年完成的《山西省煤层气资源勘探及储量规划》，山西省煤层气预测资源量为8.31万亿立方米，占全国的1/3。

山西省在沁水煤田南部和河东煤田的局部区块（≤1000米）进行了开发，2019年地面煤层气产量71.4亿立方米，2020年产量85亿立方米。到2022年，努力实现 “1241目标” ——1万亿立方米探明地质储量、200亿立方米产量、400亿立方米产能、1000亿元产值。

项目依托省自然资源厅 “山西省沁水煤田榆社-武乡区块煤层气页岩气普查二维地震勘探”项目及山西省煤基重点科技攻关项目“煤层气、页岩气资源潜力综合评价及共探共采选区研究子课题3”。勘查区位于沁水煤田中东部，目前煤层气探矿权已经分块出让。

按照“油气勘探、地震先行”的理念，部署完成二维地震测线13条，炮线长度374.36千米。二维三分量地震勘探完成地震测线2条，炮线长度11.8千米。合同额4094.82万元。

二、主要技术及创新点

1.数据采集关键技术

采用小道距、小面元、大排列、高覆盖次数的观测系统，以及基于浅表层地质调查的井深设计、低频多检波器组合的接收等技术措施，取得了较高质量的原始数据。

2.以“保真、保幅”为核心的处理技术

拟三维静校正、分频地表一致性剩余静校正、全局寻优剩余静校正技术，解决该区目的层的静校正问题；保真、保幅的流程和特色去噪技术，对噪声逐一压制，提高资料的信噪比；振幅补偿和反褶积等地表一致性处理技术，消除地表因素对数据的影响；精细的速度分析与切除，各向异性速度分析，提高成像质量；三分量处理：转换波的静校正，纵、横波矢量波场分离技术等，在保证Z分量的基础上，获得比较可靠的PS波信息。

3.基于叠后地震相控波形混沌随机反演的储层识别与刻画

（1） 在地震相模式的约束下将波形混沌反演算法与随机模拟理论结合，提高地震资料分辨率，适用于储层厚度薄、沉积体变化快的情况。

（2）加入虚拟井，提高了反演的精度和准确性。

（3）通过岩石物理分析，精细标定储层在反演剖面上的位置和形态特征，提高了储层描述的准确性。

4.叠前地震多参数同时反演方法预测储层含气性

（1）基于Zoeppritz精确方程反演拓宽角度道集，避免Aki近似公式带来的误差。

（2）构建复杂Jacobi矩阵，引入贝叶斯理论提高反演稳定性。

（3）提高反演精度（横波、纵波、密度）。

2018年12月，山西地球物理学会组织专家鉴定，认为该项目研究成果整体达到国际先进水平。

三、取得的成效

该项目成果较好地完成了目标任务，形成了一套深部煤系气地震勘探技术体系。

深层煤系气资源调查取得重大突破，预测资源量超过5000亿立方米，属超大型气田，具备建设大型煤层气产业基地的资源条件。2017年4月5日以5立方米/时点火；7月1日进入产能测试阶段，产气量500立方米/日；10月24日，产气量稳定在1200立方米/日，突破了项目预期1000立方米/日的目标。

社会效益：深部煤层气勘探取得重大突破，为后续产业化开发提供了重要资源保障；推动矿业权改革，省自然资源厅先后三次公开出让23个煤层气探矿权，一次公开挂牌出让煤层气探矿权区块2个；促进新能源勘查开发，掀起煤层气勘探开发的新一轮热潮，对调整能源结构，促进经济转型发展起到了推动作用。

经济效益：单项目产值4094.82万元；带动后续项目合同额4000多万元；预测资源量5455亿立方米；挂牌出让煤层气探矿权，成交总价9.2亿元。

四、知识产权及获奖

获得发明专利2项，软件著作权1项；联合发表论文17篇，其中SCI检索论文3篇、EI检索论文2篇、中文核心7篇。

2018年12月，依托地勘基金项目完成的《山西省沁水煤田榆社-武乡区块煤层气页岩气普查二维地震勘探报告》获得中国煤炭工业协会第十八届优质专业地质报告一等奖；2019年10月，利用该成果申报的“沁水煤田海陆过渡相深部煤层气页岩气地震关键技术及应用”获得中国地球物理学会首届地球物理工程奖金奖；2021年3月，完成的“深部煤系三气地震储层反演与有利目标预测”获得山西省科技进步二等奖。