基于岩石物理与地震正演的天然气饱和度分析

AVO正演模型与AVO交会分析在AVO技术中占有十分重要的位置。以岩石物理理论为基础,根据MXG地区测井资料和其他相关信息,通过流体替代分析了不同深度条件下天然气饱和度对岩石属性的影响;并利用地震正演模拟及AVO交会分析技术研究了不同条件下天然气饱和度对地震反射特征的影响。其结论和认识可为利用地震AVO分析储层天然气饱和度提供理论基础。     

基于岩石物理与地震正演的AVO分析方法

以岩石物理理论为基础，根据测井资料和其他相关信息，建立了横波速度的估算方法。以研究区储层为例，进行了地震反射正演模拟，借以研究含气储层的地震反射特征。结果指出，可通过流体替换前后的地震反射差异建立烃类判别准则，并通过AVO分析实现储层含气与否的直接判别。通过对砂岩储层和碳酸盐岩储层的实际应用表明，AVO技术是一种能够反映孔隙流体对地震反射特征影响的有效方法，而建立在岩石物理与地震正演基础上的AVO分析具有更高的可信度和可行性。     

叠前地震流体识别技术在碳酸盐岩缝洞型储层中的应用

针对塔河油田外围地区深层碳酸盐岩缝洞储层流体识别的问题,首先基于实际测井数据,通过井旁地震道集分析与岩石物理建模,分析了研究区地震AVO反射特征,在此基础上开展了AVO截距梯度积(P×G)属性分析、频变AVO反演、流体因子反演等方法试验,通过测井数据交汇、井旁地震道反演、地震与测井解释综合分析等综合评价,评价了采用AVO属性分析、频变AVO反演流体因子反演等单一方法识别本区目标储层流体具有一定的效果;然后,基于最小二乘方法以测井、钻井解释结果(漏失、油气解释成果)作为期望输出数据,通过求解超定方程组,给3种地震属性赋予不同权值,获得研究区缝洞储层油气综合识别结果,提高了碳酸盐岩缝洞储层含油气性识别可靠性;最后,在多数据融合及阈值判定的基础上,对工区每一口井位置的异常体积进行统计,将统计结果与井稳产日产量进行对比分析,结果表明,两者相关系数达到0.77,实现了缝洞储层流体定量识别。建立了应用流程,分析了方法应用关键参数。研究结果证明了叠前地震流体识别技术在碳酸盐岩缝洞型储层中流体识别的有效性,为类似地区流体识别提供了依据。     

塔中地区碳酸盐岩缝洞型储层叠前流体识别

塔中地区奥陶系碳酸盐岩的储集空间是由裂缝和次生溶蚀孔洞组成的，其地震响应为“串珠状”反射。由于受到地表沙丘覆盖和埋藏深度较大的影响，导致地震资料信噪比较低、储层成像精度差。同时该储层油水关系复杂，利用叠后地震方法进行油气检测时，无法有效识别储层中的油水特征。以上难题严重制约了塔中地区碳酸盐岩勘探开发的进程。针对上述问题，基于塔中地区高密度地震资料开展了研究，由于高密度数据信噪比、储层成像精度相对较高，因此有利于进行缝洞体储层叠前烃类检测方法研究。首先，利用岩石物理建模得到了准确度较高的纵、横波速度；其次，对油气、水井进行AVO正演，正演结果表明不同类型井的AVO响应特征是有差异的，可以用AVO属性分析技术对碳酸岩储层流体识别；最后，利用叠前同时反演技术对研究区储层进行定量的流体预测，预测结果与该区试油成果对比分析，流体预测精度达到83.3%，该方法为研究区内提升钻井成功率，降低油气勘探风险提供了有效的技术支持。     

多尺度约束的叠前叠后联合反演方法和应用

常规叠后地震反演方法不能正确预测储层岩性和流体性质;而经典的叠前AVO反演技术在一定程度上利用了地震资料的叠前信息,能较好的区分含流体砂岩与泥岩的分布,但并不能有效区分油气水的分布。研究分析了叠后、叠前AVO反演的优缺点,讨论了多尺度约束的叠前叠后联合反演方法,可同时得到纵波阻抗、横波阻抗和密度数据体,进而计算泊松比等岩石弹性参数,通过井上测井响应特征的标定,利用AVO角度交汇技术进行纵波阻抗和泊松比交汇分析后,可准确、快速得到油气水的空间分布。实际资料应用表明,该方法具有很强的抗噪能力和较高的分辨率,能更准确地表征岩石孔隙中流体的性质,为识别储层流体性质提供了新的预测方法,也是地震反演技术新的发展方向。     

川西丰谷地区三维AVO油气检测技术应用研究

利用川西丰谷三维宽方位地震资料，采用基于Fred.J.Hillterman简化方程的AVO技术，进行了三维AVO反演，得到垂向入射反射系数（NI）和泊松反射系数（PR）两个主要AVO属性体。通过测井数据岩石物理特征分析、已知井的AVO模型正演、流体替换和交绘图分析，可以实现从测井岩石物理属性到地震AVO属性的定量标定，进而对三维AVO属性剖面进行解释。在川西丰谷三维地震资料偏移距范围内，含气砂岩与含水砂岩的测井岩石物理特征存在明显的差异，储层砂体中气、水流体的变化可以导致不同的AVO异常。从交绘属性体中提取的须四段储层AVO属性异常分布表明，无论AVO属性剖面或属性平面展布均与实际钻井结果吻合，证实AVO反演属性对储层中含流体性质具有更直接、更准确的区分能力，在丰谷地区须家河组储层含气性检测中具有良好的应用实效。     

AVO属性交会图解释技术在碳酸盐岩储层预测中的应用

AVO属性交会图解释技术是通过正演模型提取AV0属性，再根据模型和实际地震数据在AVO属性交会图上的分布关系，建立储层岩性参数、含流体特征与AVO属性间的对应关系。该法以模型正演分析为基础，以地震数据AVO属性为外推控制条件，将地震、地质和测井信息紧密地结合起来，从而达到识别储层的目的。本文以川东LJZ地区飞仙关鲕滩储层为例，通过对已知钻、测井资料分析和模型正演，确定鲕滩储层的地震属性响应模式及其交会图上的分布特征，识别储层岩性和含流体性质，进而确定储层的气水界面。     

清水洼陷致密砂岩地震岩石物理特征及优势储层预测

针对常规叠后反演无法准确预测储层中流体的问题,采用叠前AVO 流体预测方法,分析清水洼陷致密砂岩中的岩石物理特征及AVO响应特征,开展叠前流体因子反演研究。通过岩石物理实验测定致密砂岩的弹性模量及砂岩饱和不同性质流体时的纵横波速度关系,开展流体替代及叠前AVO分析。研究结果表明:清水洼陷致密砂岩在饱和油、气、水状态下,密度和泊松比变化明显,尤其是含气后密度和泊松比迅速减小,AVO反射振幅表现为随偏移距增大而快速衰减的特征。利用该特征及实测泥石基线约束叠前AVO流体因子反演,有效地提高了该区致密砂岩油气预测的准确性,为该区油气水关系的准确预测奠定基础。     

用于AVO分析的地震数据约束处理流程及实例

本文提出一种用于 AVO 分析的地震数据处理方法,并举例说明了该方法。在处理流程的主要阶段,用叠前合成地震记录对地震数据进行校正,该记录是在已知岩性条件和流体条件下钻透两层储层(浅层和深层)的一口钻井位置上求得的。我们还用岩石物理模拟求出了横波速度,用于合成地震记录计算。AVO 分析结果表明,与地震数据非约束处理相比,P 波数据(截距)和合成数据间的吻合程度明显提高。AVO 梯度剖面直接显示了浅层油水界面。我们还进一步根据井中数据 P 波振幅和原始 AVO 梯度振幅等信息计算了视泊松比剖面。在本项研究过程中,我们还指出了 AVO 分析技术的某些局限性,尤其是在深层储层确定过程中,这些局限性主要是由 NMO 中的误差和浅层储层引起的局部传输效应造成的。综合应用某些井位的岩石物理模拟结果可以对处理步骤更好地进行控制。和简单的 P 波(零偏移距)分析相比,它能得到置信度更高的最终数据处理结果及更好的岩石物理解释结果。     

清水洼陷致密砂岩地震岩石物理特征及优势储层预测

针对常规叠后反演无法准确预测储层中的流体的问题,采用叠前AVO 流体预测方法,分析清水洼陷致密砂岩中的岩石物理特征及AVO响应特征,开展叠前流体因子反演研究。通过岩石物理实验测定致密砂岩的弹性模量及砂岩饱和不同性质流体时的纵横波速度关系,开展流体替代及叠前AVO分析。研究结果表明：清水洼陷致密砂岩在饱和油、气、水状态下,密度和泊松比变化明显,尤其是含气后密度和泊松比迅速减小,AVO反射振幅表现为随偏移距增大而快速衰减的特征。利用该特征及实测泥石基线约束叠前AVO流体因子反演,有效地提高了该区致密砂岩油气预测的准确性,为该区油气水关系的准确预测奠定基础。     

基于KT模型流体替换的岩石物理参数反演方法

岩石物理模型中包含了很多不同的岩石物理参数,一般可以通过测井资料或者实验室资料获得,但是诸如矿物基质弹性模量以及孔隙几何形状这些参数,不能从实测数据中直接获取,必须通过反演得到,因此,研究获取这些岩石物理参数的反演方法十分必要。对于砂岩油气储层,利用3种孔隙纵横比模拟岩石的孔隙结构,引用Biot系数公式确定矿物基质弹性模量的变化范围,并结合模拟退火优化算法提出了一种基于KT模型流体替换的岩石物理参数反演方法。该方法的最大优势是能够在只知道常规测井数据的情况下,直接反演出岩石的矿物基质弹性模量和孔隙纵横比谱。针对实验室测试的42块细砂岩样品,利用该方法精确地获取了所有样品的矿物基质体积模量、剪切模量以及孔隙纵横比谱。分析反演获取的多种岩石物理参数表明：孔隙纵横比谱对岩石的弹性性质影响最大;孔隙纵横比谱可用来描述储层岩石的孔隙结构;利用3种孔隙纵横比的KT模型进行流体替换模拟的适用性很好;裂缝孔隙的体积分数对岩石弹性模量的敏感性最高。研究结果可为叠前地震属性反演和叠后储层定量预测提供参考。     

岩石物理性质研究技术

主要介绍了 2 0 0 3年EAGE岩石物性测试分析技术取得的新进展。从本届年会看 ,岩石物理内容主要涉及岩石物理模型建立、时延地震岩石物理与岩石各向异性分析、喷射频率和流体饱和度及其分布预测、岩石物理模拟等新方法、新技术、新成果。在充分考虑岩石物理受当地地质因素影响后 ,提出岩石物理模版概念 ,目的是为地质专家方便对岩性和流体的解释提供一种工具。     

岩石物理性质研究技术

主要介绍了2003年EAGE岩石物性测试分析技术取得的新进展。从本届年会看，岩石物理内容主要涉及岩石物理模型建立、时延地震岩石物理与岩石各向异性分析、喷射频率和流体饱和度及其分布预测、岩石物理模拟等新方法、新技术、新成果。在充分考虑岩石物理受当地地质因素影响后，提出岩石物理模版概念，目的是为地质专家方便对岩性和流体的解释提供一种工具。     

碳酸盐岩超压岩石物理模拟实验及超压预测理论模型

碳酸盐岩地层超压预测目前仍然是超压研究的难点问题，常用的碎屑岩地层超压预测方法是建立在Terzaghi有效应力理论基础上的、经验性的、且需要有明确响应超压的测井和地震参数（主要是纵波速度）。这些经验性的方法不适用于岩性致密且物性极不均一的碳酸盐岩地层的超压预测。通过碳酸盐岩样品超压岩石物理模拟实验剖析岩石弹性性质与孔隙流体压力和有效应力的关系，基于含流体岩石多孔介质弹性理论和广义胡克定律，从分析碳酸盐岩地层应力-应变-孔隙压力本构关系着手，建立表征孔隙压力与岩石弹性参数定量关系的超压预测理论模型（超压预测量化模型）。利用实测碳酸盐岩样品矿物组分含量并结合Voigt-Reuss-Hill模型计算岩石基质弹性模量，利用Wood模型和Patchy模型计算孔隙流体弹性模量，然后再利用碳酸盐岩样品岩石物理模拟实验得到的实际有效应力与岩石骨架弹性模量相关关系，根据Biot有效应力定律，计算得到岩石样品的等效骨架弹性模量。利用上述获得的碳酸盐岩样品各弹性参数，通过超压预测量化模型计算碳酸盐岩超压，并与碳酸盐岩样品岩石物理模拟实验加载的孔隙流体压力进行对比，验证了超压预测量化模型的合理性，提出了基于实测资料的模型校正方法。该超压预测理论模型所需的岩石弹性参数也可通过研究测井和地震资料计算获得，并可利用地震资料实现碳酸盐岩地层的超压钻前预测。     

岩石物理在浊积岩储层岩性与气水识别中的运用

浊积碎屑岩体系在地震弹性性质及储层物性特征方面表现出一定的变化规律,认识这些变化规律对选择合适的方法及地震弹性属性进行储层岩性识别和孔隙流体检测有重要意义。对于砂岩—泥岩渐变沉积旋回,孔隙度表现为双峰模式,纵波阻抗(速度)—孔隙度关系呈现倒“V”型,纵、横波速度比随粘土含量的增加呈单调增加趋势,反映沉积过程中岩石骨架支撑颗粒性质的变化,因此横波相关弹性属性,如速度比等,对岩性变化有指示作用。对于深度差异不大且成分稳定的厚层砂、泥岩,水动力条件的变化同样会造成岩石分选性的差异,此时速度(阻抗)与孔隙度的关系可用临界孔隙度校正的Hashin Strikman模型下限定量表征,依此建立的针对特定储层的岩石物理解释图版可用于确定储层孔隙流体类型及岩性。利用浊积碎屑岩储层所表现出的岩石物理特性,用Bayes统计分类技术对浊积碎屑岩储层进行岩性与气水识别取得较好效果。     

国外水基钻井液半透膜的研究概述

介绍了近年来国外对水基钻井液半透膜效应机理的研究成果，以及在此基础上对钻井液体系进行的研究讨论。认为，孔隙压力扩散是导致井壁失稳的根本原因，孔隙压力扩散的快慢取决于泥页岩的渗透性、弹性和钻井液与井壁之间物理化学作用等边界条件。通常情况下，渗透率越低，压力增长越慢。只有膜效率高的钻井液体系才能有效控制和延缓孔隙压力的扩散，进而维护井壁的稳定。提高水基钻井液半透膜效率的措施为：①封堵裂缝和高渗透泥页岩的孔隙；②超低剪切条件下增加液相粘度；③降低钻井液活度；④改善泥页岩膜的理想性。并以此为标准，对各类钻井液进行了系统研究，结果发现：MEG钻井液、甲酸盐钻井液、聚合醇钻井液和硅酸盐钻井液具有良好的抑制性和发展前景。     

油藏注水开发对储层岩石速度和密度的影响

油藏注水开发过程中储层岩石速度和密度的变化是注水时间推移地震监测的基础。注水不仅会引起孔隙流体饱和度的变化，而且还会引起储层温度、压力以及孔隙率、渗透率和孔隙流体性质等变化。储层岩石速度、密度的变化是所有这些变化共同作用的结果。本文系统分析了各种因素对岩石速度、密度的影响，结果表明：在油藏注水开采期间，除流体替换外，储层温度、压力、孔隙率和孔隙流体必质的变化对岩石速度和密度的影响同样是不可忽略的，有时甚至是非常关键的。这一研究对进一步开展油藏注水动态时间推移地震监测研究与应用具有重要的指导意义和现实意义。     

孔隙流体的声学性质

为了研究孔隙流体的声学性质,建立了3种流体性质的数学模型,分析了流体声学性质(速度、密度、体积模量)与地下岩石孔隙温度和压力的关系,同时还给出了两种流体混合状态下声学性质数学模型。为了验证模型的可靠性,将天然气的实测数据与数学模型计算结果进行了对比。结果表明,模型计算结果与实测数据吻合较好,误差为0.2%～2%,能满足实际生产的需要。     

基于流体置换理论的致密砂岩气层识别方法研究

鄂尔多斯盆地东缘发育典型致密砂岩气储层,复杂孔隙结构导致“非阿尔奇响应”,使得致密储层油气水层电阻率基本相当,流体性质识别难度大。通过分析该区域致密砂岩储层声学响应特征,发现纵横波速度比、泊松比等参数对含气变化响应敏感。基于地震岩石物理Gassmann理论,结合阵列声波等测井数据,建立了包含岩石孔隙、骨架、混合流体的模量模型,最终获得混合流体模量。研究区测试井实例表明,基于流体置换方法的致密砂岩气层识别具有重要作用。     

一种碳酸盐岩储层中流体替换的实现方法

 在进行碳酸盐岩储层及含油气性地震预测时,需要对碳酸盐岩储层充填不同流体后岩石物理性质的变化有清楚的了解。为此,在缺少岩石物理测试资料的情况下,需进行流体替换研究。本文给出了一种在碳酸盐岩储层中进行流体替换的实现方法。该方法利用全波测井资料求取碳酸盐岩岩石基质的弹性参数,以Batzle等人的经验公式计算流体的弹性参数,应用Gassmman方程完成岩石骨架弹性参数的计算和流体替换。该方法的特点在于用统计平均的方法求出岩石基质的弹性参数,因而不需要岩石矿物组分等数据,在实际应用中更为方便。