研究区济阳坳陷古近系沙河街组页岩油勘探工作始于20世纪60年代末,地球物理研究程度较低。目前尚没有一部系统论述沙河街组页岩油“甜点”地球物理响应特征理论基础和应用研究的专著,也未涉及研究区沙河街组页岩油“甜点”地球物理的研究公开发表的文献,近10余年的研究成果揭示页岩油“甜点”地球物理预测方法及其地震影响因素不明确是最主要的原因之一。本论文以济阳坳陷古近系沙河街组页岩油为研究目标,以岩心测试数据、钻井、测井、岩石物理测试数据、地球化学数据和地震资料为依托,详细剖析了页岩油井的岩石物理特征,建立一套正演模拟到地震反演页岩油储层“甜点”地震表征方法技术,精细刻画了古近系沙河街组页岩油叠前和叠后地震响应特征,形成“甜点”参数的有效预测方法;基于知识表达分别建立岩石有机质丰度、有机质成熟度、孔隙度、孔隙压力和脆性等“甜点”参数的预测模型,进行含油页岩储层表征,探讨了济阳坳陷页岩油“甜点”地震影响因素,最终集成页岩油“甜点”地球物理预测技术和方法流程。研究区15口沙河街组页岩油井的测井岩石物理特征表现为多样。沙河街组页岩测井岩石物理往往具有“低横波时差、高杨氏模量、低切变模量、高体积模量、低泊松比和高脆性指数”的特征。以弹性指数为基础的脆性指数值和以脆性矿物为基础的脆性指数值差异不大,为20%~80%。研究区沙河街组低孔隙度的含油页岩主要表现为第Ⅲ类AVO异常响应,页岩是烃源岩、储层也是盖层;研究区沙河街组页岩油井页岩孔隙度一定时,页岩含油饱和度为100%时,反射系数往往达到最大值;含水饱和度为100%时,反射系数往往具有较低值。含油饱和度一定时,沙河街组页岩孔隙度为3%、9%,反射系数值较大;孔隙度为5%、7%,反射系数值较低。页岩含油饱和度和孔隙度一定时,不同油层相同厚度振幅随炮检距变化归一化处理表现出相似的趋势。研究区沙河街组随着烃源岩层厚度增大,反射系数增大。沙河街组页岩油井AVO正演模拟PG交汇主要落在Ⅳ象限,G值小于0,P值为正。济阳坳陷渤南洪城地震工区沙河街组页岩AVO反演研究表明页岩纵波速度强烈的影响AVO斜率、AVO强度、泊松比和横波反射系数属性,进一步分析表明泊松比属性是影响沙河街页岩油形成油藏的主要属性。泊松比主要反映岩石纵波、横波速度比变化,高纵波、横波速度比说明研究区含油饱和度较高引起纵波速度增加,横波速度降低。研究区沙河街组页岩AVO截距(P)和梯度(G)交汇分析表明沙河街组页岩油主要表现为第Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ类AVO异常响应。叠前同步反演是进行页岩油储层地球物理表征方法之一。研究区罗19井-罗69井-罗20井-罗42井沙河街组页岩反演的纵波阻抗、横波阻抗、纵、横波速度比和密度地震体与实测的纵波阻抗、横波阻抗、纵、横波速度比和密度吻合较好,反演结果稳定性较好,具有较高的精度,抗噪能力强。叠前同步反演研究表明研究区沙河街组页岩以低纵波阻抗、低横波阻抗、相对高纵、横波速度比和低密度为典型特征,表现为连续聚集的地震响应特征,反演结果的纵向分辨率较高,能够较好的表征研究区沙河街组页岩油储层特征,与岩石物理分析结果较为一致。叠后波阻抗反演结果研究表明研究区罗42井-罗69井-罗67井沙河街组页岩反演的纵波阻抗、横波阻抗、密度和纵波速度地震体与实测的纵波阻抗、横波阻抗、密度和速度吻合较好,反演结果稳定性较好,具有较高的精度。叠后波阻抗反演研究表明沙河街组页岩以低纵波阻抗、低横波阻抗、低密度和低纵波速度为典型特征,表现为连续聚集的地震响应特征,反演结果的纵向分辨率较高,与岩石物理分析结果和叠前同步反演结果较为一致。研究区页岩油储层具有明显的速度非均质性的特点,研究区沙河街组页岩以低纵、横波阻抗、低密度为典型特征,表现为连续分布的地震响应特征。研究区页岩油“甜点”地球物理响应特征是有机质丰度(TOC)为3.3%~6.3%,有机质成熟度(Ro)为0.81%~0.94%,页岩孔隙度为5%~12.5%,地层压力为33 Mpa~58 Mpa,压力系数为1.30~1.80,脆性指数大于40%。页岩油“甜点”地球物理响应特征主要受反演的纵波阻抗、反演的横波阻抗、经度、纬度和振幅等地震因素共同影响。沙河街组页岩预测的纵波速度为3.10 km/s~4.50 km/s,预测的横波速度为1.50km/s~2.40 km/s,研究区页岩地震速度主要受反演的纵波阻抗和频率的共同影响。