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。     

储层地震岩石物理建模研究现状与进展

岩石物理建模是地震岩石物理研究的重要内容之一。基于双相介质和等效介质理论,将地震岩石物理建模的理论框架分为岩石基质、岩石骨架、孔隙填充物和饱和岩石四部分,在该理论框架下对现有地震岩石物理建模基本理论及各理论模型的假设条件和适用范围进行了阐述;针对碎屑岩、碳酸盐岩、致密砂岩、页岩等不同类型储层岩石的矿物组分、微观孔隙结构及孔隙填充物性质等,在探讨岩石物理建模现状及难点的基础上,对目前较为适用的建模方法进行了论述。研究表明,在充分考虑储层微观特征、有效利用多种资料的基础上建立的地震岩石物理模型,可有效描述储层微观物性特征和宏观弹性性质之间的定量关系,为储层定量解释、流体识别等提供可靠的依据。     

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。     

孔隙流体对岩石物理弹性参数的影响及敏感属性参数优选——以济阳坳陷为例

针对济阳坳陷实验室岩石物理测试数据,分析了孔隙流体对岩石物理弹性参数的影响.基于Gassmann理论模型,提出了孔隙流体敏感属性参数的优选方法.通过所定义的流体指示因子,研究了岩石物理弹性参数在孔隙含气与饱和油、饱和水时的区别,优选了不同流体状态下的敏感属性参数.孔隙流体对速度的影响与岩石的分选和结构等有关.随着含油饱和度增大,速度均有减小的趋势,但不同类别岩性减小的趋势不同,岩石的致密程度越高,速度随含油饱和度变化的趋势越小.通过敏感弹性参数泊松比与其他弹性参数之间的交会分析能够较好地区分不同胶结状态岩石的气体和油、水状态,通过弹性组合参数与其他敏感弹性参数的交会分析能够较好地识别不同胶结状态岩石的饱和油、饱和水状态.     

基于岩石物理实验的储层与孔隙流体敏感参数特征——以珠江口盆地东部中-深层碎屑岩储层为例

岩石物理实验是研究储层地震响应特征的重要手段,利用实验测试不同类型、含不同孔隙流体岩石样品的岩石物理参数,可为寻找优质储层及烃类流体的敏感性参数提供实验依据。根据珠江口盆地中-深层碎屑岩储层油气勘探的需要,选取珠一坳陷的惠州凹陷、陆丰凹陷和西江主洼,珠二坳陷的白云主洼、白云东洼和番禺低隆起等地区13口井的碎屑岩储层样品,开展了岩石物理参数的实验测试研究。通过地层压力条件下不同岩性、不同物性、不同孔隙流体饱和度的测试分析,得到样品的储层物性特征和岩石物理参数特征及岩样含不同孔隙流体饱和度时的地震响应特征。测试结果表明：岩样具有高孔中渗、中孔中低渗、低孔低渗、特低孔低渗等多种储层物性特征,物性具有明显的差异;岩样纵/横波速度、杨氏模量、剪切模量、体积模量、拉梅常数等岩石物理参数与孔隙度、渗透率、密度之间具有较高的相关度;岩样随着含水饱和度的提高,其拉梅常数、体积模量、泊松比、纵波波阻抗、纵波速度、纵/横波速度比随之增加,变化幅度大,表现出对含水/气、含水/油饱和度的变化比较敏感。岩样的横波速度、横波波阻抗、剪切模量变化较小,表现出对含水/气、含水/油饱和度的变化敏感性较弱。ρf、λρ、λρ ·μρ、σ、Z_p-Z_s等流体识别因子具有很强的气水识别能力,也具有一定的油水识别能力。不同流体识别因子的组合模板,具有较好的识别气、水、油的效果,且识别海相储层孔隙流体的效果明显好于陆相储层。     

水平层理缝岩石物理建模及其地震响应特征

裂缝介质的岩石物理建模及其地震响应特征分析,是利用地震资料进行裂缝性储层预测的重要基础,通过岩石物理建模可以建立起有效的地震反演及储层描述方法。针对非常规页岩油气储层具有的水平层理缝特征,开展了岩石物理建模方法及其地震响应特征研究。利用实际岩样数据与测井数据,采用Voigt-Reuss-Hill（VRH）边界和等效自相容近似（SCA）理论,将非粘土、粘土、孔隙和流体进行组合得到岩石背景介质;结合实际裂缝产状和发育规律信息,通过Chapman多尺度裂缝岩石物理模型引入水平层理缝;采用传播矩阵方法正演得到地震响应。基于此,结合实际工区资料,形成了一套基于多尺度裂缝岩石物理模型的水平层理缝建模方法及技术流程,并在江汉油田页岩油储层中进行了应用研究。正演结果表明：页岩储层的水平层理缝较发育,地震响应具有明显的频变特征,而且水平层理缝的裂缝长度与裂缝密度是影响其地震各向异性最重要的参数,以上参数可以很好地应用于水平层理缝地震预测中。     

复杂孔隙结构储层地震岩石物理分析及应用

致密砂岩、碳酸盐岩气藏等多以低孔低渗储层为主,孔隙成因和类型复杂多样,孔隙度及渗透率对地震弹性模量和速度产生重要影响,为含气性预测带来很大困难。针对低孔低渗复杂孔隙介质,借助孔隙结构表征及地震岩石物理分析,评价孔隙结构的复杂性及孔隙流体分布的非均匀性对地震波速度的影响,揭示低孔低渗储层中地震波速度随物性、含流体性的变化规律。修正White模型描述低孔低渗储层地震频段纵波速度随含气饱和度的变化规律,建立低孔低渗储层含气饱和度定量预测模板,推动地震定量解释技术研发。研究成果在四川盆地须家河组致密砂岩气层含气饱和度地震定量预测应用中取得了良好效果。     

多孔介质的流体机制模型及其频散机理

当声波或弹性波在流体饱和多孔介质中传播时，孔隙或裂缝受其影响发生闭合或张开，流体产生相对运动，致使多孔隙岩石的宏观物理性质发生变化，从而引起弹性波传播速度的改变、能量的耗散和振幅的衰减。基于双相介质理论提出的Gassmann方程、Biot理论、喷流机制、BISQ模型和斑块饱和模型等岩石物理机制模型，以不同的流体流动机制描述了多孔介质中弹性波传播的动态耦合机理、耦合程度和耦合结果。许多岩石物理机制模型都试图模拟和解释岩石中速度频散和衰减的起因。根据现有各种机制模型的高限、低限频率和特征（弛豫）频率，可以粗略地计算出衰减和频散的影响。随着地震岩石物理学研究的深入与发展，人们对弹性波速度频散和衰减与岩石物理性质及本征条件之间关系的认识必将不断深化。     

基于岩石物理测试的沙湾组砂岩速度研究

速度是岩石物理研究乃至整个地球物理勘探领域的关键参数。压力、温度、饱和度、流体类型、孔隙度、孔隙类型等均为影响地震波速度的因素,这些因素通常是内在相关的。通过岩石物理实验,模拟岩石所处的地下环境,分别分析压力、温度、孔隙度和组分对沙湾组砂岩弹性波速度的影响,进而探讨研究区影响储层岩石地震波速度的主控因素,为进一步寻找有利储集层提供理论依据。     

岩石沉积学特征与岩石弹性参数的关系

岩石物理基础研究结果表明,岩石的弹性特征是由岩石内在的矿物成分及含量、孔隙和孔隙流体等物理参数所决定的,而这些物理参数又受岩石的沉积环境、沉积过程和后续成岩作用等因素控制。研究岩石的物理参数与其物性和弹性参数之间的关系,对利用地震弹性参数预测油气储层具有一定的指导意义。通过岩石物理分析技术,系统地分析某扇三角洲成因砂砾岩储层的岩性和孔隙流体等物理参数对岩石密度以及速度和模量等弹性参数的影响,结果表明,纵横波速度比、横波波阻抗、剪切模量和剪切模量与密度乘积等参数对砂砾岩与泥质岩比较敏感,可用于砂砾岩的分布预测;纵横波速度比、拉梅常数与密度乘积能够较好地区分含油和含水砂砾岩,可用于油层预测。进一步研究发现,当地层沉积序列由多沉积旋回细分至单个沉积旋回时,岩石孔隙度与纵波速度和纵波波阻抗的相关性呈现逐步变好的趋势,但它们之间并非简单的线性关系,且受泥质含量影响较明显。     

渤海湾盆地QHD29-2区块储层地震预测及烃类检测研究

渤海湾盆地QHD29-2区块东营组三段为一典型的构造-岩性复合圈闭,采用常规波阻抗反演和地震属性分析等技术难以有效预测储层及其含油气性。在岩石物理综合分析的基础上,以岩性和流体敏感弹性参数交会图版为指导,通过综合应用基于泊松阻抗(IPI)分析的储层预测方法以及以拉梅常数为主要参数的储层烃类检测方法,开展QHD29-2区块储层地震预测和烃类检测技术研究,探索出一套适合该区储层预测的地球物理技术流程。后经钻井证实该方法的预测结果准确、有效。     

砂岩油藏地震数据流体替换

流体替换常用于计算油藏流体变化前后岩石弹性参数变化,是进行地震油藏描述与监测研究的关键步骤。流体替换需要孔隙度、岩石基质、流体属性和泥质含量等数据信息,因此目前往往只能在有测井数据的油藏部分进行流体替换,并通过地震数值模拟获取流体变化前后地震响应,从而进行地震属性分析与优化。为了扩大流体替换应用范围,提出利用地震资料直接进行流体替换。在确定油藏流体类型与岩石物理模型基础上,建立油藏地质模型,模拟油藏流体变化前后地震反射振幅峰值关系,并分析储层参数（包括孔隙度、储层厚度和泥质含量等）变化时该振幅关系变化特征。采用曲线拟合方式对该振幅峰值关系进行计算,得到可直接应用于地震数据的流体替换线性拟合方程,从而进行实际地震数据流体替换。基于胶结砂岩油藏岩石物理模型的模拟分析与实际资料应用试验,证明了基于地震数据流体替换的可行性。     

用测井资料预测探井碎屑岩储层岩性、物性及敏感性

应用测井资料确定储层岩性,物性是个基本问题,但确定敏感性是一个全新的课题。在收集薄片,铸体薄片,粒度,压汞、Ｘ－衍射,扫描电镜,物性,敏感性流动实验等各种岩心分析资料的基础上,首次探讨了如何应用测井资料确定储层敏感性的问题。从测井资料中提取了１４个央 ,物性参数。     

Experimental Evaluation of the Petrophysical Algorithm in an Integrated Flow Model

Abstract

An experimental apparatus was designed to simultaneously measure fluid flow rates and high-frequency (ultrasonic) elastic wave velocities. The measured fluid production and elastic wave velocity data were compared to integrated flow model (IFM) calculations. An IFM is a flow simulator with a petrophysical model that can calculate seismic attributes using reservoir and fluid properties. The petrophysical algorithm is an extension of Gassmann's equation that lets moduli depend on effective pressure, porosity, and clay fraction. A new set of correlation coefficients for the petrophysical algorithm was obtained by matching high-frequency measurements.     

叠前反演技术在高邮凹陷黄珏油田浅层气藏识别中的应用研究

高邮凹陷黄珏油田浅层气藏构造复杂,常规弹性参数无法完全区分岩性和流体。通过地震、地质、测井等资料综合分析,特别是对重点井目的层段的岩石物理分析,提出将纵横波速度与密度相结合而定义的敏感因子--流体识别因子识别浅层气藏的思路,并将流体识别因子反演结果与常规弹性参数反演结果进行对比,研究发现流体识别因子反演可以有效地识别出目的层段的含气性,其结果较单一弹性参数反演结果具有更高的精度、更高的可靠性,为黄珏油田浅层气藏勘探及有利区域预测指明了方向。     

储层保护技术在渤海油田开发中的应用

对储层保护技术在渤海SZ36 1和QHD32 6油田开发中的应用进行了总结。SZ36 1和QHD32 6油田油层埋藏浅、压力较低 ,原油为稠油 ,储层孔隙度高、渗透率高、胶结疏松、成岩性差。因此 ,钻井和开发过程中 ,各种工作液极易侵入储层 ,从而造成对储层的伤害 ,为此开展了储层保护技术及与其配套的钻井措施研究。在大量室内研究的基础上提出了屏蔽暂堵技术方案 ,将屏蔽暂堵储层保护技术与目前渤海的优快钻井技术密切地结合起来 ;通过试验井证实了储层保护方案的可操作性和可靠性 ,然后在SZ36 1、QHD32 6油田推广应用并取得了很好的效果。实践证明 ,屏蔽暂堵技术是目前对渤海高渗、低压、稠油油田实施储层保护的一项行之有效的技术。该项技术在SZ36 1、QHD32 6油田的成功应用 ,为渤海同类油田今后的有效开发提供了经验。     

地震相控预测技术及其在QHD32-6油田的应用

地震反演参数地质意义的多解性以及分辨率的限制给利用地震反演预测河流相储层单砂体带来很大困难。研究发现,地层的纵波速度、密度和波阻抗等参数随深度的变化符合一定的数学规律,且这些规律受沉积微相的控制;据此提出了针对砂体预测的"地震相控预测"技术,将地震反演结果转化为反映储层沉积微相特征的参数剖面,通过预测砂体发育的优势沉积微相实现对单砂体的预测,为地震反演资料能够应用于面向油藏开发的单砂体预测和沉积微相研究开辟了新的途径,具有重要的理论创新意义和推广应用价值。该项技术在QHD32-6油田应用结果与井点符合率达到90%,预测可信度高。     

稠油油藏AVO影响因素分析

由于特殊的温压环境和形成机制，稠油油藏的密度与水非常接近，导致含稠油地层与含水地层的地震响应特征十分相似，致使应用AVO技术识别稠油的效果并不理想。为此，在稠油油藏AVO敏感因素分析的基础上，提出了一种利用AVO技术开展稠油油藏储层物性分析的新方法。首先通过基于Zoeppritz方程和Biot-Gassmann理论的岩石物理分析，以岩石弹性参数为桥梁建立反射系数与储层物性（孔隙度）、含油气性（含油饱和度）之间的关系；进而通过基于流体替换和孔隙度替换的AVO正演模拟，依次分析了含油饱和度、孔隙度对饱和稠油模型AVO特征的影响。结果表明，孔隙度是影响AVO响应特征的敏感因素，含油饱和度的影响可忽略不计。通过在锦州A油田的应用，对目的层孔隙度横向变化进行了研究，结果与钻井数据较为吻合，证实了文中方法的有效性。     

DH油田1号背斜油藏描述

本文综合应用DH油田的地震、钻井、测井和物性分析化验资料, 描述了DH1号背斜石炭系油藏形态和储层的地球物理特征。应用合成声波测井技术, 从井资料出发, 利用地震层速度信息, 预测D砂岩含油段主砂体的分布, 预测油层段孔隙率、含油饱和度等物性参数的横向变化, 计算该油藏的石油地质储量。     

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。