应用声学岩石物理模型进行储层流体性质识别

介绍了利用常规测井资料与声学岩石物理模型相结合进行复杂岩性储层的流体识别的方法。建立了双重孔隙各向异性岩石物理模型。利用测井曲线计算孔隙度、泥质含量、石英颗粒的体积模量与剪切模量等岩石物理模型所需的输入参数。应用该模型估算岩石在含水饱和、含油饱和条件下的纵、横波时差曲线,然后计算相应的纵横波速度比、泊松比等弹性参数。对比实测的弹性参数与模型估算的弹性参数,根据其大小关系识别储层流体。2口井的实际测井资料处理表明,利用岩石物理模型识别储层流体结论与常规测井解释结论、试油结论均相符,这为复杂岩性储层的流体识别提供了一种新方法。     

渗透性地层油井中声场的理论分析与计算

本文严格应用孔隙介质的弹性波理论对被流体饱和孔隙介质包围的充满流体裸眼井中局部脉冲声源的辐射声场进行了理论求解,并对不同孔隙度和渗透系数的全波声压波形曲线进行了数值计算。讨论了渗透性地层对声传播的影响。结果表明:滑行纵波(第一类纵波)的声波时差与孔隙度在相当宽的范围里有近线性的对应关系而与频率和渗透系数的变化几乎无关;这为建立在经验的线性时间平均公式基础上的声速—孔隙度测井提供了理论依据;stoneley波的振幅变化对孔隙度与渗透系数均较敏感,它的强衰减特性是区别于均质地层情况的一个显著特征,是声波测井值得利用的信息。     

复杂碳酸盐岩储层流体性质识别新技术

常规测井在识别复杂碳酸盐岩储层流体性质如高阻(低矿化度)水层、低阻油气层方面一直是难以解决的问题。随着成像测井技术的发展,目前偶极子横波成像测井(DSI)可以获得可靠的纵波、横波时差和纵波能量等地层信息。当地层含气饱和度增大时,纵波时差增大,横波时差保持不变,纵横波速度比和泊松比减小,纵波能量及孔隙流体体积模量减小。通过计算干岩石骨架和湿岩石的纵波时差、横波时差,与测量值相比较,如果储层完全为气所饱和,则纵波时差曲线值与测井曲线值有差异;如果储层完全为液体(水或油)所饱和,则湿时差曲线与测井曲线基本重合。利用上述技术方法识别复杂碳酸盐岩储层的流体性质,较常规测井有了显著的进步,准确性更高。近年来在四川复杂裂缝—孔隙型碳酸盐岩储层的研究实践证实,上述流体性质识别新技术是可行的,较其它测井方法具有无可比拟的优势。     

岩性、孔隙及其流体变化对岩石弹性性质的影响

根据Gassmann方程推导出了流体模量与含流体岩石体积模量之间的关系。该关系反映出在流体置换过程中,流体模量及岩性变化等因素对含流体岩石弹性性质的影响。通过理论计算与分析表明,流体变化对刚性较强的(硬)岩石影响较小,而对刚性较小的(软)岩石影响较大。岩石孔隙度越低,含流体岩石体积模量对流体变化愈敏感。即地震波的纵波速度随孔隙度增大而减小。岩石孔隙度及流体模量较小时,纵波速度对流体变化比较敏感。通过对实际岩石样品进行流体驱替实验,发现实验结果与理论分析相一致。     

岩石物理模型在横波速度估算中的应用

岩石物理模型是进行岩石物理研究、求取横波速度的重要基础。利用Xu-White砂泥岩混合模型,通过岩心测试数据、纵波和密度曲线、泥质百分含量及孔隙度测量得到岩石骨架的体积模量和剪切模量,然后计算不同流体及流体饱和度下岩石的有效弹性模量,进而计算出纵、横波速度。经过与实测密度、纵波资料的对比,调整参数循环迭代计算,得到最终横波速度。利用岩石物理模型估算横波速度,解决了平湖油气田放鹤亭构造常规测井缺乏横波资料的难题,为AVO正演模拟、叠前AVO/AVA同步反演提供了可靠的基础数据。     

横波预测技术在苏里格气田储层预测中的应用

横波资料的缺乏严重制约了苏里格气田A区储层岩性、物性及流体识别等工作的开展,以往横波预测结果精度低,识别能力差,已不能满足储层预测需求。为此,基于地质、钻井、测井、地震等资料,针对苏里格气田A区上古生界砂泥岩地层的实际情况,确定了构建Xu-White模型所需的各项岩石物理参数,进行了横波预测研究,结合岩石物理分析、叠前弹性参数反演等技术实现由点到面的储层预测,获得的预测横波曲线与实测横波曲线吻合度较高。结果表明:①使用纵横波速度比、剪切模量以及拉梅模量/剪切模量、体积模量/剪切模量可有效划分砂、泥岩,利用拉梅模量/剪切模量—纵波阻抗、体积模量/剪切模量—纵波阻抗、泊松比—纵波阻抗交会等是识别流体的有效手段;②利用文中方法预测的盒8段储层、气层厚度与实钻数据误差小,储层分布与该区地质规律一致。     

基于测井推演的岩石力学参数识别致密砂岩气层

苏里格气田致密微裂缝性碎屑岩储层具有孔隙度低、渗透性差、孔隙结构复杂等特点,利用常规测井资料难以对储层含气性进行有效评价。通过对声波在岩石中传播特性和流体声学特征分析发现,地层在高含气饱和度情况下,其纵波、横波速度和压缩系数及泊松比等参数的变化明显不同于差气层、水层、干层。利用偶极声波测井资料中的纵横波时差曲线和常规的DEN、GR曲线能快速准确地计算地层的各种岩石力学参数,尤其是泊松比、体积压缩系数与流体体积压缩系数等,并采用交会图法或曲线重叠法可以直观有效地识别气层。该方法可明显提高致密砂岩气层的识别符合率,实用性强,对新区块新层系的试采和压裂改造选层有着重要的指导意义。     

流体变化对裂缝岩石弹性性质的影响

为了进一步认识流体性质对裂缝岩石弹性性质的影响规律,结合线性滑移模型和各向异性Gassmann理论研究了孔隙流体变化对裂缝岩石弹性性质的影响.数值计算结果表明孔隙度和流体体积模量较小时,纵波各向异性和裂缝软度对流体变化比较敏感.干岩石和流体饱和裂缝岩石的纵波、快横波及慢横波速度都随基质孔隙度的增加而减小,并且随着基质孔...     

用于碳酸盐岩纵横波时差解释的微结构模型

虽然对泥质砂岩的纵横波时差的解释已建立了很好的模型，但对碳酸盐岩的解释却一直没有提出满意的模型。泥质砂岩和碳酸盐岩的纵横波速比Vp/Vs的变化特性彼此完全不同。最初许多解释人员认为纵横波速比Vp/Vs是与孔隙度有关的常数，不受气体存在的影响。在低孔隙岩石中这种简单的方法可提供较好的评价，但对孔隙大的岩石特别是在有气体存在时会引起明显的错误。另一个困难是孔隙形状对碳酸盐岩有大的影响。碳酸盐岩中普遍存在的球形孔隙对声波时差有相当不同的影响，在解释中不能被忽视。为了研究碳酸盐岩的解释方法，我们首先使用有效的介质理论Kuster-Toksoz模型，模拟不同形状的孔隙分布对声波时差的影响。把模拟结果同测井数据和实验室的测量结果相比较，发现球形和两种圆盘形的三种孔隙形状的组合与测量的数据有相当好的一致性。这种用于评价声波时差的微结构模型表明球形孔隙裂缝对碳酸盐岩时差－孔隙度关系非常重要。此外，我们还拟合了两个经验线性方程，用来模拟评价不同孔隙形状组合的纵横波速度。微结构模型的一个显著特点是它也适合含泥砂岩的时差和纵横波速比Vp/Vs的响应，这样就提供了一个同时研究适合碳酸盐岩和含泥砂岩的统一声波解释模型的机会。Gassmann方程用于模拟孔隙流体对岩石时差的影响和研究含油碳酸盐岩实际解释方法。评价干燥骨架纵横波速比Vp/Vs趋势的经验方程也被拟合到微结构模型中。应用Gassmann方程并考虑孔隙流体的影响可提供体积岩石的声波时差。对实际的解释可用方程从孔隙地区的测井资料反演计算有效流体模量，从而评价含气体积。提出的方法可让我们评价碳酸盐岩的气体含量，进行流体置换和计算其合成测井数据。从而扩展了含泥砂岩的现有解释方法，让我们能解释所有沉积岩的纵横波声波时差。     

孔隙流体类型对地层声波速度的影响

根据实际井的岩心资料，对砂岩样品的纵、横波速度与孔隙度及所含流体类型间的关系进行了实验研究，回归出了饱和气、水和油岩样的纵、横波速度与孔隙度的关系式。结果表明，饱和不同流体岩石的声波速度不同，岩石饱和气时的纵波速度明显低于饱和油、水时的纵波速度，并且孔隙度相同时岩石饱和油时的纵波速度略大于饱和水时的纵波速度，孔隙流体类型对横波速度的影响较小。含不同流体类型的岩样，其纵、横波波速比具有明显差异，利用纵、横波波速比和纵波时差的交绘图可识别地层流体的类型。为了解气体的声波特性，识别气层和气一液界面位置，对天然气的声波速度随温度和压力的变化情况进行了实验研究，从实验结果可以看出，不同压力环境下天然气随温度的变化规律不同。