致密储层敏感弹性参数叠前同步反演方法

杨氏模量和泊松比是表征致密储层脆性的重要弹性参数,而Gassmann流体项则是地震流体识别中常用的流体因子。利用叠前地震反演方法从叠前地震资料中同步获取此类参数是可行且有效的途径。为此,针对致密储层预测及流体识别的需要,提出了一种致密储层敏感弹性参数叠前同步反演的新方法。在孔隙弹性介质反射系数近似方程的基础上,通过重新组合变化,推导出包含杨氏模量、泊松比、Gassmann流体项及密度参数的纵波反射系数方程,建立起了杨氏模量、泊松比、Gassmann流体项及密度反射率与纵波反射系数间的线性关系。在此基础上,采用基于贝叶斯理论的弹性阻抗反演技术,提出了杨氏模量、泊松比、Gassmann流体项及密度参数的叠前同步反演方法。模型数据试算和实际资料测试结果均表明,所提出的方法能够从叠前地震资料中稳定地获取致密储层的敏感弹性参数,为此类储层的预测及流体识别提供了一种可靠的技术途径。     

杨氏模量和泊松比反射系数近似方程及地震叠前反演

杨氏模量和泊松比是表征岩石性质的重要弹性参数;地震叠前反演是获取地下弹性参数最有效的方法之一,其核心是描述地震波反射特点的反射系数方程。针对缺失大入射角的地震数据,经典三项式反射系数方程的反演不稳定性较突出的情况下,拟从减少参数维数入手,提高反演结果的稳健性。首先从Aki-Richards近似方程出发,通过引入密度幂指数经验近似模型拟合密度反射系数,推导得到直接反演杨氏模量和泊松比的两项式反射系数近似方程;然后,从正演与反演角度,利用多个参数化模型对新方程的稳定性与精度进行分析、验证,结果表明该方程具有计算精度高、适用性较强的特点;最后,依据新方程总结了一套适用于含气储层、能够直接反演岩体脆性参数的叠前反演方法,该方法较好地刻画了含气目标,为油气储层含气特征的识别提供了新的手段。     

叠前地质统计学反演在页岩甜点和薄夹层预测中的应用——以西加拿大盆地W区块为例

页岩气是一种非常规天然气。在少井地区,在井之间预测高TOC （总有机碳含量）、高脆性及裂缝发育的甜点一直是页岩气勘探与开发的重要环节。西加拿大盆地W区块页岩目的层段厚度较薄（地震反射时间最大为20ms）,层内发育多套灰岩薄夹层（厚度为0.5～3m）,脆性页岩和塑性泥岩纵波阻抗值存在重叠区间,利用地震资料预测页岩甜点和灰岩薄夹层困难。为此,从岩石物理弹性参数分析出发,建立页岩甜点的岩石物理评价模板,明确了页岩甜点和灰岩夹层的弹性参数特征;应用三维岩性约束叠前地质统计学反演方法预测高TOC、高脆性页岩及灰岩夹层。主要步骤有：①分析页岩储层岩石物理参数,页岩有利目标具低泊松比、中值杨氏模量、高TOC、高脆性,灰岩夹层具高泊松比、高杨氏模量、低TOC、高密度特征;②一维约束地质统计学反演预测页岩有利区和夹层的参数测试;③三维约束叠前地质统计学反演预测页岩有利区及夹层。预测结果表明,高TOC、高脆性页岩与裂缝发育的叠合区为甜点目标区,优选页岩甜点发育且灰岩夹层厚度小的区带为有利的井位部署区,确保了水平井段优质储层的钻遇率高,产气量大。     

裂缝密度反演的页岩储层地应力地震预测方法及应用

页岩储层地应力地震预测法通常运用弹性参数计算水平应力差异比（DHSR）,但是存在不足：一是预测方程中含有各向异性参数（裂缝柔度）,不容易求取,造成地应力预测难度较大;二是预测方程中的杨氏模量、泊松比等参数是由间接反演求取的,精度较低,难以满足页岩气地质工程一体化的要求。为此,提出了基于裂缝密度反演的页岩储层地应力地震预测方法。建立了基于杨氏模量、泊松比和裂缝密度的纵波方位各向异性AVO方程直接反演弹性参数,推导了由泊松比和裂缝密度表示的DHSR公式。根据井数据进行页岩储层各向异性岩石物理建模,并开展叠前方位各向异性反演,利用反演的泊松比和裂缝密度估算DHSR,运用DHSR评价页岩储层的地应力特征。应用实例表明：DHSR越小,水力压裂会产生不同方向的正交复杂裂缝网,可以更好地改造储层的物性和渗流通道,储层改造体积越大,越利于储层压裂;DHSR越大,水力压裂会产生平行于水平最大主应力的非正交平面裂缝,形成孤立裂缝,不利于体积改造。同时,DHSR预测结果与现有的测井地应力计算、压裂监测及产量测试等结果的一致性很高,并且符合地质认识,说明了所提方法的有效性和可靠性。     

杨氏模量和泊松比基追踪反演

本文基于基追踪理论利用叠前地震反演方法直接反演杨氏模量和泊松比。首先从Zoeppritz方程的Gray近似公式出发,根据弹性参数间的关系推导出包含杨氏模量、泊松比和密度的地震反射系数线性近似公式;然后基于基追踪反演理论建立了叠前地震反演方法,直接反演杨氏模量和泊松比,并在基追踪反演的目标函数中加入模型约束项,以提高反演方法的稳定性;最后,利用模型试验和实际数据证明该方法可以从地震数据中稳定估算杨氏模量和泊松比。     

基于岩石物理实验的致密油储集层脆性指数预测——以柴达木盆地跃灰101井区为例

柴达木盆地柴西南区跃灰101井区下干柴沟组上段Ⅳ油组储集层为致密湖相碳酸盐岩,该类储集层脆性评价缺乏定量表征依据。通过致密油储集层脆性指数预测,探讨了致密油储集层脆性评价的关键技术。首先,在岩心X射线衍射全岩矿物分析基础上,利用矿物含量计算样品脆性指数,在岩石高温高压三轴力学实验和声波三轴实验基础上,定量计算样品脆性指数,进一步确定动、静态杨氏模量及纵、横波转换关系;其次,通过叠前弹性参数同时反演技术,获取纵、横波阻抗及密度数据体,进而计算杨氏模量和泊松比数据体,利用动、静态杨氏模量关系将其转换到静态杨氏模量,完成静态脆性指数计算;最后,对目的层的脆性及岩性平面分布进行分析,明确致密油勘探重点区域,并通过后续实钻井验证方法有效性。     

多波地震联合反演预测相对优质储层——以川西深层致密碎屑砂岩为例

川西深层上三叠统须家河组四段发育三角洲致密碎屑砂岩,砂体厚度大,但含气较好的相对优质储层厚度薄。相对优质储层与作为围岩的致密砂岩和泥岩波阻抗较为接近,利用常规地震方法很难预测该类优质储层分布,而且预测精度差。利用3D3C勘探优势,开展纵波及转换横波联合反演,在储层岩石物理参数敏感性分析基础上,采用"砂中找砂"的预测思路,优选泊松比、P波阻抗多波属性数据体,采用多体交会解释手段,剔除泥岩和致密砂岩,可较好地预测致密砂岩背景中相对优质储层的分布。     

多参数概率融合法在叠前地震储层预测中的应用——以苏里格气田苏194区块为例

砂岩和泥岩的纵波速度、密度和纵波波阻抗等常规参数的概率分布图常出现相互重叠的情况,使叠后波阻抗反演和传统的单参数储层预测难以解决储层预测和流体识别问题。由于地震数据的多解性,储层预测往往存在风险。因此,采用岩石物理参数和地球物理参数概率融合法,开展了以地震岩石物理参数分析为基础的叠前储层预测,利用叠前资料既可以大大减少储层预测的多解性,提高预测精度,降低勘探风险,同时又可揭示和表征储层预测中的不确定性。研究结果表明,叠前地震反演参数如纵波速度、横波速度、纵波波阻抗、横波波阻抗、纵横波速比和泊松比均能在一定程度上区分岩性和含气性,但无法给出高精度的含气性和岩性预测结果,融合多个地震反演参数的概率分布,充分提取反演参数中包含的储层岩性及含气性信息,既可有效识别储层岩性和含气性,又可提高储层预测精度。且多参数概率融合法预测砂层厚度和气层厚度的精度均高于传统的弹性反演转换方法。     

叠前反演在龙虎泡致密油“工程甜点”预测中的应用

在松辽盆地北部高台子组致密油开发中实施水平井水力压裂是提高油井产量不可或缺的措施之一。通过水力压裂产生更多、更复杂的裂缝从而提高油井产量。产层脆性指数越大、水平应力差越小,越容易产生更多、更复杂的裂缝系统。利用全部叠前CRP道集数据开展叠前反演得到纵波速度、密度、杨氏模量和泊松比4个关键的弹性参数数据体,采用龙虎泡地区脆性计算公式由杨氏模量和泊松比计算了目的层高台子组岩石脆性指数;使用经过优化的龙虎泡地区水平主应力计算公式由纵波速度、密度和泊松比计算并预测了主要目的层高台子组水平主应力以及水平应力差。预测的研究区高三段脆性指数和水平应力差与井数据的误差较小,并应用于水平井压裂设计,3口生产井压裂后增产效果明显。     

建南地区须六段致密砂岩优质储层预测技术

建南地区须家河组须六段为典型的致密砂岩气藏,具有全区富砂、整体含气及局部富集的特征,是岩性气藏勘探的有利地区。 该区须六段致密砂岩物性差、厚度薄,砂岩与泥岩波阻抗值接近,应用叠后波阻抗反演等技术难以识别储层。通过技术攻关,建立了致密砂岩优质储层预测技术。 该技术主要包括 3 个步骤：①从井出发,总结典型地质体的地震相模式,利用地震属性分析技术对致密砂岩储层有利发育区进行宏观预测;②利用岩石物理建模及分析技术,分析不同岩石的物理性质,如纵波阻抗与泊松比等的变化,确定识别岩性的敏感参数和方法;③综合运用多参数反演与叠前反演技术,有效识别优质储层。研究结果表明：该技术在建南地区须六段致密砂岩优质储层预测中取得了较好的效果,具有一定的推广应用价值。     

准噶尔盆地乌夏地区风城组云质岩致密油特征及“甜点”预测

玛湖凹陷西斜坡云质岩致密油是准噶尔盆地近年来的重要勘探领域。通过对乌夏地区风城组云质岩特征分析,对云质岩致密油发育的主控因素进行总结,认为风城组地层发育优质烃源岩,其岩性、物性以及裂缝发育程度共同决定了致密油“甜点”分布。根据基质孔隙与裂缝的配置关系,将致密油“甜点”类型分为孔隙型、裂缝型及孔隙-裂缝型。通过地震岩石物理分析和正演模拟进行地震敏感参数分析,确定“甜点”的岩性、物性、厚度及围岩特征对地震响应的影响,在此基础上选择有效的致密油“甜点”预测方法,运用地震多属性分析技术,预测云质岩分布有利区;利用波阻抗反演以及随机模拟反演技术对储层物性参数进行反演,预测孔隙发育有利区;以矿物成分脆性指数评价法和蚂蚁追踪技术,预测裂缝发育有利区。综合岩性、物性、裂缝预测成果,划分Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类“甜点”有利区,为该地区下一步致密油勘探提供依据。     

松辽盆地南部顾家店致密气藏储层脆性地震预测

本文在目前普遍采用岩石弹性参数计算或脆性矿物含量计算方法的基础上,结合研究区的区域特征,探索出一种新的储层脆性评价方法。储层脆性可直接影响地震波传播及其能量强弱,据此耦合关系在单井致密储层脆性评价基础上,通过储层脆性与地震反演波阻抗相关性统计分析,建立钻井致密储层脆性与其相应的波阻抗耦合模型。利用已建立的模型对地震波阻抗体进行转换,求取目的层储层脆性预测体。进行钻井致密储层脆性与地震预测致密储层脆性相关度分析,以检验致密储层地震脆性预测结果,从而提高致密储层地震预测的准确性。     

基于叠前地震的脆性预测方法及应用研究

页岩储层的开发主要依赖于水力压裂,因此有必要研究储层的岩石力学性质。利用地球物理方法分析岩石脆性特征、反演杨氏模量和泊松比对于页岩气的开发具有重要意义。基于贝叶斯理论,通过最小二乘构建反演方法对杨氏模量和泊松比进行直接反演,有效避免了常规AVO反演密度项的不稳定和参数转换过程中的误差积累,提高了反演结果精度。同时借助后验协方差矩阵,对反演结果进行了不确定性分析,发现其不确定性有明显的降低。利用反演得到的杨氏模量和泊松比,进一步计算目的层脆性指数(BI),并通过微地震监测数据对预测结果进行验证,为寻找有利压裂区域提供重要的基础数据。应用实际资料预测的脆性结果与测井结果具有较高的一致性,显示了方法具有一定的应用推广前景。     

泌阳凹陷安店区块薄储层精细预测

泌阳凹陷安店区块勘探目的层为砂泥岩薄互层,砂体厚度一般小于10 m,储层横向变化大,砂、泥岩声阻抗界限不明显,叠前资料缺失大角度信息。探讨了小偏移距条件下的薄储层预测方法——精细反演方法。首先采用两角度弹性阻抗反演方法进行叠前参数提取,并采用统计方法对叠前属性进行优选,得到对安店区块薄砂体的岩性和流体最为敏感的属性——泊松比;然后将叠前反演提取的泊松比数据体作为背景约束,采用高斯配置协模拟方法生成最终的高垂向分辨率泊松比数据体,实现薄储层的精细反演。利用精细反演方法,结合地质、测井等资料对安店区块薄砂体的展布特征进行了描述,并预测了有利储集体。预测结果得到了钻井结果的验证。     

转换波AVO反演速度比和横波反射系数

速度比是油藏描述和储层预测的重要属性,但是目前的纵波和转换波AVO反演不能直接得到储层速度比参数。为此,通过研究转换波AVO曲线极值点位置与界面两侧速度比平均值的关系,在忽略密度项的前提下,极值点位置只是速度比平均值的函数,且随速度比的增加而减小。另外,转换波AVO曲线的极值和极值点曲率是速度比平均值和横波反射系数Rss0的函数。利用提出的三个转换波新属性可以很容易地反演速度和横波反射系数,从而得到泊松比等其它储层弹性参数。     

P波反射系数的一种简易近似算法及其在AVO资料反演中的意义

本文推导出作为射线参数函数的平面P波反射系数的一个近似公式。该近似公式说明,在非法线入射时,P波反射系数主要由两个参数决定:(1)R_f液体-液体反射系数(即S波在两种介质中速度为零时的反射系数)和(2)△μ/ρ,切变模量差与平均体密度之比。同时,本文还阐明了由R.Bortfeld和R.Shuey给出的其它P波反射系数公式也可由本公式推导出。文中还给出了数值实例以说明该式的计算精度。本文采用最小平方反演理论计算出的反射系数的结果表明,在AVO资料线性反演中,用估算△μ/ρ值要比估算泊松比差∧σ值的结果好。最后,在典型页岩和第一类气砂岩模型上,用精确的反射系数与Shuey近似式计算的结果作的比较表明,用Shuey的近似式对该反射估算的|△σ|值是低了。     

地质模型反演预测隐蔽油气藏

常规波阻抗反演难以解决岩性油气藏勘探开发的难题。地质模型反演技术和方法具有明显的优势,即运用钻井、地质资料和参数建立地质模型,在地质模型的约束下进行反演,得到相应的地质数据体（密度、电阻率、速度数据体等）,根据数据体进行分析可以预测油气藏。准噶尔盆地白家海地区地质条件复杂、构造圈闭贫乏的C8井区,侏罗系三工河组储层与非储层波阻抗差异较小,而密度和电阻率差异明显,经过地质模型反演,得到密度和电阻率数据体,进行交会预测油气藏分布,预测结果基本得到了证实。     

松辽盆地苏家屯区块致密砂岩岩石物理分析和含气性预测

松辽盆地苏家屯区块沙河子组发育河流相致密砂岩储层,具有低孔、低渗、单砂体薄(3~5 m)、非均质性强及弹性参数差异小等特点,储层识别和预测难度大。在Xu-White理论模型基础上,通过引入虚拟岩性和误差融合方法,优化了横波速度预测过程,提高测井横波速度预测精度,并结合实测岩心样本分析结果,构建了适合研究区致密含气砂岩敏感的流体因子参数,通过叠前地质统计反演获取高分辨率的敏感弹性参数体,对目的层含气砂体的分布范围进行预测。预测结果与实钻井吻合度较高,取得了较好的实际应用效果。     

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。     

东海西湖N区块致密砂岩气藏甜点预测研究

东海西湖N区块HG组H3b段为致密砂岩储层,具有砂体厚度大、低孔、低渗及横向差异变化大等特点,致密砂岩与泥岩、优质储层分布与含气性变化比较快,寻找物性较好、含气丰度较高的砂岩"甜点"是该区天然气高效开发的关键所在。在砂体、储层、含气性岩石物理特征综合研究基础上,探索了一套基于敏感弹性参数优选与合成的甜点预测技术,采用砂体-优质储层-含气优质储层逐级递进预测流程,达到准确预测甜点的目的。利用叠前资料反演纵波阻抗、纵横波速度比数据体,采用坐标旋转技术合成具有岩性区分识别能力的砂泥岩SynV_pV_s敏感属性参数,该参数可用来识别砂泥岩;利用优质储层的低纵波阻抗值特征划分识别优质储层;利用E/λ(杨氏模量与拉梅参数比值)含气性敏感属性参数预测优质储层含气性。实际应用结果表明,该方法在一定程度上降低了多解性,提高甜点预测的准确性和精度。