富有机质岩石横波速度预测方法

以往针对富有机质岩石横波速度预测方法大多未同时考虑干酪根分布和孔隙形状的影响,为此,基于Kuster-Toksöz （KT）岩石物理模型和混沌量子粒子群寻优算法构建了一种新的富有机质岩石横波速度预测方法：把富有机质岩石等效为由矿物、干酪根颗粒、含流体孔隙组成的混合物,其中干酪根颗粒与孔隙同时被等效为硬币形状包含物,通过其纵横比变化表征干酪根分布及孔隙形状对速度的影响;使用预测与实测纵波速度之间的误差构建反演目标函数,引入混沌量子粒子群非线性多元全局寻优算法同时求解等效干酪根颗粒和等效孔隙纵横比参数,在反演参数的基础上预测横波速度。将该方法应用于实验室测量数据和实际测井数据,并与前人提出的三种单一参数自适应方法进行对比,结果显示新方法优于单一参数自适应方法,证明新方法在富有机质岩石横波速度预测中有效。     

富有机质泥页岩岩石物理横波速度预测方法研究

许多实际测井资料中缺失横波速度数据,给叠前地震资料反演、脆性因子计算、应力分析和储层预测等带来不利影响。关于碎屑岩和碳酸盐岩的横波速度预测方法已日趋成熟,而关于富有机质泥页岩的横波速度预测方法的研究相对较少。基于Keys-Xu干岩石模型,引入Gassmann方程和Brown-Korringa固体替代等岩石物理理论,构建了一种包含多矿物、复杂孔隙和有机质含量的富有机质泥页岩岩石物理横波速度预测方法。该方法将富有机质泥页岩等效为由岩石基质矿物、有机质和含流体孔隙组成的混合物,将岩石中复杂的孔隙结构等效为球形孔隙与裂缝状孔隙组合的结构;利用纵波速度计算球形孔隙与裂缝状孔隙的体积分数,进而预测横波速度。将该方法应用于实验室测试数据和建南构造侏罗系下统自流井组东岳庙段富有机质泥页岩实际测井资料,预测的横波速度与实测的横波速度吻合度较高,表明该方法在预测富有机质泥页岩横波速度时适用且有效。     

煤系地层地震岩石物理建模及横波预测方法

煤系地层油气资源发育潜力较大,现有地震岩石物理建模方法欠缺对储层含煤后岩石物理性质的系统研究。为此,利用自洽(SCA)模型耦合煤的影响,将其以包含物的形式加入背景介质中,构建一种适用于含煤储层的地震岩石物理模型;通过分析煤层占比、泥质含量、含水饱和度及孔隙度等微观物性参数对岩石弹性模量的影响,优选表征储层物性特征的敏感弹性参数;推导出以纵波速度为约束的岩石物理反演目标泛函,利用模拟退火全局寻优算法实现了横波速度的预测。将该方法应用于实际测井数据,预测横波速度与实测数据吻合度较高,证明了该模型对煤系地层的适用性。     

一种改进的泥质砂岩岩石物理模型

岩石物理模型的构建有助于认识地下含油气储层特征及流体分布规律。在前人对干岩石体积模量与剪切模量比和孔隙度关系研究的基础上,结合KusterToksz(K-T)方程和微分等效介质理论(DEM),推导出一个新的岩石物理模型。该模型避免了微分等效介质方程的迭代计算,简化了干岩石弹性模量的求解。数值模拟与实验数据的测试结果表明,新模型可以有效估算泥质砂岩的弹性参数。将新模型应用于实际井数据,取得了良好的效果。     

复杂岩性储层横波速度预测研究——以四川盆地A油田为例

测井横波速度是进行地震资料反演的重要原始资料,但很多老井区缺乏横波测井资料。针对此问题,以A油田侏罗系珍珠冲段复杂岩性储层为研究对象,进行两方面研究:(1)将储层等效为具有一定形状的多种矿物颗粒、孔隙及其中流体的混合物,基于自适应(SCA)岩石物理模型,联合Gassmann方程、Wood方程建立速度预测流程;(2)针对包含两种岩性(砂岩和泥岩)岩石的Xu-White岩石物理模型扩展为针对包含多种矿物岩石的岩石物理模型(称为多矿物扩展Xu-White岩石物理模型)。A油田侏罗系实际数据中的应用表明,多矿物扩展Xu-White模型的速度预测结果优于Xu-White模型;基于自适应模型的速度预测结果优于多矿物扩展Xu-White模型。     

油页岩的地球物理识别和评价方法

利用地球物理方法识别和评价油页岩主要是依靠测井技术,地震方面研究非常薄弱。在现有的油页岩测井响应特征和测井评价方法（ΔlogR 重叠法）的基础上对ΔlogR 重叠法进行了拓展,引入波阻抗与常规测井响应特征进行重叠来评价油页岩;同时根据油页岩的岩石结构特征,建立油页岩岩石物理模型,提出了一种基于岩石物理模型的由速度反演油页岩有机质含量的方法;最后利用地震多属性预测技术将已知钻井的含油率信息反演外推到地震数据,得到预测的含油率数据。结果表明,波阻抗ΔlogR 重叠法、岩石物理反演法和地震多属性预测法都可以有效地评价油页岩的有机碳含量和含油率。     

基于各向异性岩石物理模型的页岩气储层横波速度预测

通过融合各向异性微分等效介质(DEM)理论和Brown-Korringa各向异性流体替换模型,建立了有机页岩各向异性岩石物理模型,提出了根据纵波速度反演岩石等效孔隙纵横比进行页岩气储层横波速度预测的方法。首先,利用各向异性DEM模型和Brown-Korringa模型建立有机页岩各向异性岩石物理模型,得到有机页岩纵、横波速度与密度、孔隙度、饱和度和矿物组分等参数之间的关系;其次,将岩石孔隙等效为具有单一孔隙纵横比的理想椭球孔,应用二分法来寻找最佳的等效孔隙纵横比使得理论预测与实际测量的纵波速度之间的误差最小;最后,将反演得到的等效孔隙纵横比代入到所建立的岩石物理模型中,构建横波速度。实验室岩样数据的应用试验结果表明,由纵波速度构建的横波速度与实测横波速度吻合良好,验证了基于各向异性岩石物理模型的有机页岩横波速度预测方法的有效性。     

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。     

鄂尔多斯盆地北部复杂碳酸盐岩横波速度预测研究

鄂尔多斯盆地北部D气田奥陶系马家沟组马五段发育了岩性和孔隙结构均复杂的碳酸盐岩,储层岩性为白云岩、灰岩中夹杂硬石膏、石英,部分层段黏土含量较高,采用工业界常用的经典碳酸盐岩岩石物理模型Xu-Payne模型不能有效求取该储层的横波速度。针对这一问题,将储层岩石等效为由白云石、方解石、黏土、石英、硬石膏及孔隙流体组成的混合物,将岩石中的孔隙简化等效为刚性孔隙与柔性裂缝,综合利用多孔隙类型微分Kuster-Toks9z(简称DKT)岩石物理模型、Gassmann方程、Wood方程、VRH平均公式构建岩石物理模型,在纵波速度的约束下求出刚性孔隙与柔性裂缝的体积分数,进而求取横波速度。研究区实际测井资料应用上述方法求取的横波速度均方根误差、相关系数要明显优于用多矿物扩展的Xu-Payne模型及原始XuPayne模型的预测结果,验证了方法对于求取复杂岩性、复杂孔隙结构碳酸盐岩储层横波速度的适用性和有效性。     

基于页岩岩石物理等效模型的地层压力系数预测方法

近年来页岩气的勘探开发实践表明其产量与压力系数呈正相关关系,但准确的地震预测难度较大。页岩气储层富含有机质及有机质孔隙,其矿物组分及微观结构相比常规储层更复杂。为此,构建了一种适用于海相页岩的岩石物理模型,并提出了一种基于该模型的页岩地层压力系数预测技术。首先结合页岩储层微观结构特征,针对骨架矿物的差异性,分别采用自洽(SCA)模型和微分等效介质(DEM)模型模拟得到背景介质,结合孔隙及流体等特征,建立等效岩石物理模型;进而通过计算背景介质体积模量及饱和流体等效岩石体积模量,发现两者的差异与实钻井压力系数正相关,并建立地震预测模型;最后推导建立了基于Gray近似弹性阻抗的体积模量直接反演方法,实现了页岩地层体积模量及压力系数的定量预测。实际数据试验表明预测结果与实钻井及后验井吻合度较高。     

基于统计岩石物理学的直接岩石物理反演

目前,统计岩石物理学已经成为量化地震储层描述的一种新方法。统计岩石物理学把确定性的岩石物理学关系与地质统计学结合起来,利用岩石物理学方程建立起储层参数和地震属性之间的联系,而统计技术被用于描述岩石物性转换时传递的不确定性及其空间变化。传统的结合地震数据的地质统计学方法是采用两步的序贯方法,其局限在于反演的弹性属性必须做油藏模型积分的时深转换。例如,岩石物理反演,由测井曲线建立油藏弹性模型,能够用到反演数据上,并不需要正确解释反演结果的带限属性,而序贯反演的工作流程往往不能够保证最终的油藏模型与地震数据完全一致。本文提出的直接岩石物理学方法,并不采用传统的序贯反演流程,其优势在于将深度转换进程结合到整个反演进程中,采用多尺度和多区域网格,收敛速度快,不确定性大大降低。     

The construction of shale rock physics model and brittleness prediction for high-porosity shale gas-bearing reservoir

Due to the huge differences between the unconventional shale and conventional sand reservoirs in many aspects such as the types and the characteristics of minerals, matrix pores and fluids, the construction of shale rock physics model is significant for the exploration and development of shale reservoirs. To make a better characterization of shale gas-bearing reservoirs, we first propose a new but more suitable rock physics model to characterize the reservoirs. We then use a well A to demonstrate the feasibility and reliability of the proposed rock physics model of shale gas-bearing reservoirs. Moreover, we propose a new brittleness indicator for the high-porosity and organic-rich shale gas-bearing reservoirs. Based on the parameter analysis using the constructed rock physics model, we finally compare the new brittleness indicator with the commonly used Young's modulus in the content of quartz and organic matter, the matrix porosity, and the types of filled fluids. We also propose a new shale brittleness index by integrating the proposed new brittleness indicator and the Poisson's ratio. Tests on real data sets demonstrate that the new brittleness indicator and index are more sensitive than the commonly used Young's modulus and brittleness index for the high-porosity and high-brittleness shale gas-bearing reservoirs.     

基于双重孔隙理论的各向异性致密油砂岩地震岩石物理模型

致密油砂岩储层低孔低渗、矿物组分多样以及孔隙结构复杂,为岩石物理建模带来了较大挑战。基于致密油砂岩的特殊性,从岩石固体组分和孔隙结构2个方面对致密油砂岩地震岩石物理模型做了改进,实现了基于双重孔隙理论的各向异性致密砂岩油储层的岩石物理建模方法,并系统研究了新理论模型下泥质含量和泥质类型、孔隙连通性以及孔隙类型4种因素对岩石物理建模的影响。研究结果表明,泥质、孔隙连通性和孔隙类型对致密油砂岩均会产生较大的影响,证实了所提出的岩石物理建模方法的合理性。     

应用包裹体技术恢复气藏古压力

包裹体捕获时的温度和压力反映了油气藏形成时的古温度和古压力,是油气成藏过程研究的一个重要依据。富(CH₄)气盐水包裹体是气藏中最主要的一种包裹体类型,对这类包裹体捕获温度和压力的恢复最大的技术难点是其中气体(CH₄)含量的精确测定。通过建立CH₄气体拉曼位移值与包裹体内压的相关曲线,根据包裹体总体积和成分保持恒定的原则构建迭代计算模型,可快速准确计算出含CH₄盐水包裹体的捕获压力。该方法应用于川南隆32井中奥陶统宝塔组微晶灰岩中的包裹体古压力研究,计算结果显示包裹体的捕获压力为884.08~1249.32 bar,压力系数约为1.3~1.8,证明了包裹体捕获时地层流体为超压状态。      

Gassmann模型机理分析及其应用

岩石物理理论模型是地震岩石物理研究的基础。分析了Gassmann模型的机理,探讨了该模型的适用性和关键参数。在此基础之上,提出了基于Gassmann模型正反演相结合的横波速度曲线优化估算方法,通过对Gassmann模型的解析和转换推导,分析了横波计算误差的影响因素,研究了孔隙流体区分的敏感属性参数优选方法。研究结果为利用地震资料进行储层表征和流体预测提供了实用技术系列和指导方法。     

页岩岩石物理建模研究

页岩气是一种非常重要的非常规油气资源，页岩气储层不同于常规油气储层，其具有较强的各向异性、矿物成分复杂、孔隙多样等特征，使得岩石物理建模会更加复杂，很多岩石物理模型对页岩描述不够准确。此文从岩石物理模型的基本理论出发，针对Bakken页岩进行各向异性DEM岩石物理建模，具有较好的预测结果，通过比较发现干酪根作为基质时模型更优。并且在Wu建模流程的基础上，进一步考虑了当页岩存在垂直裂缝时，具有正交各向异性，建立了正交各向异性岩石物理模型，使得岩石物理模型更加接近真实页岩。     

松辽盆地高含CO2气藏储层包裹体气体的地球化学特征

对松辽盆地高含CO₂气藏储层包裹体及其气体组分的地球化学特征研究发现,储层中CO₂包裹体不发育,包裹体中CO₂的地球化学特征和气藏中气体的地球化学特征有比较大的差别,包裹体中的CO₂显示有机成因,而气藏中的CO₂显示无机成因;但包裹体中与气藏中的烃类气体的同位素特征却比较一致。造成包裹体上述特征的原因一是无机幔源CO₂的充注速度快,包裹体来不及生长;二是在CO₂充注以前,储层已经被烃类气体所饱和,在储层缺水的地质环境下不适宜包裹体的形成。最后结合地质特征认为,CO₂的充注发生在烃类气体充注以后。