致密砂岩储层物性参数预测方法研究

致密砂岩储层不同于常规砂泥岩储层,具有低孔、低渗等特征,其地震弹性参数和储层物性参数的关系复杂,储层的岩石物理确定性建模和反演难度大。为了有效预测致密砂岩储层的物性参数,基于岩石物理敏感性参数分析结果,采用核贝叶斯判别法,构建了孔隙度、孔隙尺度和渗透率预测技术流程。首先考虑孔隙尺度对渗透率的影响,提出了等效孔隙尺度求取方法;进而展开岩石物理敏感性参数分析,得到对储层物性敏感的弹性参数;最后利用核贝叶斯判别法求取储层物性参数。所构建的致密砂岩储层孔隙度、等效孔隙尺度和渗透率预测技术流程,保证了渗透率预测的准确性。测井和地震资料试验结果表明预测的孔隙度和渗透率均与测井数据匹配良好,该方法能够有效识别砂岩储层并刻画其孔渗特征,对油气田的勘探开发具有重要的指导意义。     

不同压力条件下部分饱和砂岩速度实验结果及理论解释

在实验高频条件下，对储层砂岩样品采用常规饱和方法得到的弹性波速度随饱和度的变化呈现出复杂的样式，不同于地震勘探中用有效流体模型给出的理论结果，这种差异在低围限压力下更为明显。本文在变压力条件下，对部分饱和储层砂岩的纵、横波速度变化规律进行了系统实验研究及定量分析。研究表明，在实验高频条件下，两种不同孔隙尺度上流体分布的不均匀性明显影响实验结果，也是实验结果与有效流体模型理论值存在差异的主要原因：孔隙尺度上纵横比较小的裂隙中的饱和流体在高频条件下非“弛豫”作用对弹性波速度存在影响；较大尺度上（包含多个孔隙）孔隙流体不均匀的斑块分布对纵波速度存在影响。因此不论在实验室条件下，或是在实际地震勘探中分析弹性波速度时，应考虑这些因素影响。     

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。     

基于岩石物理的致密砂岩油藏叠前优势储层预测——以渤海湾盆地南堡凹陷4号构造东营组二段为例

针对致密砂岩油层与围岩波阻抗叠置严重、油层与围岩区分难度大等问题,应用岩石物理建模与分析、地震正演模拟、叠前弹性参数反演、贝叶斯岩相判别等技术对渤海湾盆地南堡凹陷4号构造东营组二段致密砂岩油藏优势储层进行预测。在测井资料预处理基础上,依据Biot-Gassmann理论,对Xu-White模型所需岩石物理参数进行计算,并正演估算弹性参数。采用Biot-Gassmann方程与Brie经验公式进行流体替换,建立岩石物理解释量版,进而优选出致密砂岩储层敏感弹性参数;同时根据不同地质模型与AVO正演模拟,确定储层预测极限厚度、有效目标和反演方法。最后利用贝叶斯判别方法计算叠前弹性参数反演成果的岩相类型概率分布,对有利孔隙砂岩分布进行预测。结果表明:油藏状态下纵横波速度比和纵波阻抗为最敏感的岩石弹性参数,对砂岩、泥岩具有区分能力;储层预测的有效目标是地震可识别层段内具有厚度比例优势的有利孔隙砂岩,叠前弹性参数反演和岩性与流体概率分析是解决研究区优势储层预测的有效方法;应用该方法预测的有利孔隙砂岩分布与实钻井吻合度高,储层分布规律与研究区地质规律一致,提高了油层识别能力及预测精度。     

孔隙流体分布对部分饱和储层砂岩速度实验结果的影响及理论分析

在实验室高频条件下，对储层砂岩样品采用常规吸入饱和法得到的纵波速度与饱和度的相关性表现出复杂的变化趋势，在压力较低时纵波速度随饱和度的增加表现出非线性增大，而压力较高时纵波速度先减小后增加，实验结果与地震勘探中用有效流体模型得到的理沦值不同。对基于有效流体模型和斑块模型的弹性波速度与饱和度的相关性理论进行了讨论，指出不均匀斑块饱和方式对速度的影响是频率相关的，它包含了多个孔隙的一种更大尺度上的频散作用。对低压力下的部分饱和储层砂岩样品的速度实验值进行了Blot流和喷射流频散作用校正，实验所得的纵波速度值落在了有效流体模型的下限速度值斑块模型和上限速度值所围成的区域内。     

鄂南长7段致密油地震流体识别技术应用实践

鄂南探区致密油储层地震流体识别存在两方面的困难：一是储层致密，岩石物理特征不清晰，缺少对含油性敏感的岩石物理参数；二是地震资料品质较差，不能很好地满足弹性参数反演的需要。为了克服这两方面的问题，在岩石物理建模、地震资料处理及反演中提出了相应的方法流程和解决办法。针对鄂南致密油储层岩矿组分复杂等特点，提出了致密油储层复杂孔隙结构各向异性岩石物理模型的构建方法，在岩石物理建模基础上通过岩石物理分析，查明拉梅系数/剪切模量对含油性较为敏感。针对鄂南低信噪比资料的客观情况，提出了多尺度综合静校正处理、振幅一致性处理、角道集处理、弹性参数同时反演等关键环节的解决办法，获取了较为可靠的弹性参数反演结果。结合岩石物理分析得到的敏感参数及弹性参数反演结果，对鄂南某探区长7段储层含油性进行了预测，预测结果与实钻井情况对应关系较好。实践应用表明，相关方法流程及针对性的解决办法切实可行，一定程度上解决了鄂南低信噪比地区致密油储层地震流体识别技术难题，取得了较好的应用效果。     

砂岩储层地震属性参数对孔隙流体的敏感性评价

对于不同特性的砂岩储层,从地震数据所提取的多种属性参数对孔隙流体变化的响应是有一定差异的。利用统计学原理给出了流体指示因子的计算方法,用于定量评价地震属性参数对孔隙流体变化的响应差异。利用胜利油田沙河街组三段砂岩储层在模拟储层条件下的实验结果,采用属性交会图技术验证了流体指示因子的正确性。对于疏松砂岩及中-高孔隙度固结砂岩,利用纵、横波阻抗差等常规地震属性可较好地判别孔隙含气及饱和水、饱和油状态;而对于致密含气砂岩,纵、横波速度比及泊松比对流体变化相对较为敏感。对于疏松砂岩,由双敏感属性参数所构成的交会图可区分饱和油与饱和水状态,但利用常规属性交会图难以区分固结砂岩孔隙饱和水与饱和油。在准确给出干燥岩石纵、横波速度比的基础上,组合属性参数I_p²-c.I_s²相对于常规属性对孔隙流体变化更为敏感,构成的属性交会图对饱和水与饱和油砂岩样品的实验结果具有明显的区分能力。     

双相不混溶流体饱和裂缝—孔隙岩石依赖频率的地震响应数值分析

裂缝—孔隙岩石中流体类型及其分布特征是影响弹性参数的重要因素,实际储层中流体大多不是单一流体,且在数值模拟过程中很少考虑流体间饱和状态的影响。为此,基于Chapman模型,针对饱含双相不混溶流体的裂缝—孔隙岩石,研讨了饱和度和毛细压力参数变化对砂岩储层频散衰减和地震响应的影响。数值分析结果表明：随着油气饱和度的增加,特征频率（不同于于单一流体介质情形）呈先减后增趋势,且在中间频段的变化最明显,地震响应存在时间延迟和波形畸变现象;当双相流体中存在气体时,频散衰减和地震响应对饱和度的变化更敏感;随着衡量流体间毛细压力的参数q值的增加,双相流体间由“斑块饱和”趋向“均匀饱和”状态,特征频率向着“高频低饱”方向移动。该数值模拟结果为储层流体识别提供了有效依据。     

考虑储层复杂孔隙结构泥质附加导电的致密砂岩饱和度模型

徐家围子地区深层致密砂岩储层孔隙结构复杂、含泥、非均质性强的特点给储层饱和度的准确求取带来了一定的困难。针对这一难题,将致密砂岩等效成孔隙大小和流体分布特征不变的纯岩石,利用改进等效岩石元素理论描述岩石孔腔和喉道比、孔隙弯曲程度对岩石导电性的影响,利用有效介质对称导电理论描述岩石不同组分连通性、分布特征对岩石导电性的影响,求取混合流体的电导率。利用有效介质对称导电理论描述由骨架、泥质和混合流体3组分组成的岩石的导电规律,建立了考虑储层复杂孔隙结构的饱和度模型。利用徐家围子地区深层致密砂岩岩样的岩电实验数据对模型进行了实验验证,模型计算的电阻率值与实验测量值的相对误差仅为3.8%。建立的考虑储层复杂孔隙结构的饱和度模型能够准确描述研究区致密砂岩的导电规律。利用该模型及其确定的模型参数值对研究区实际井资料进行了处理解释,并将解释结果与试油结果相对比,结果表明该模型适用于研究区致密砂岩储层饱和度的评价。     

基于孔隙纵横比谱反演的饱和岩石宽频段岩石物理模型

对于常规砂岩,速度主要受孔隙度、矿物成分和孔隙流体控制。然而,实验测量结果表明,岩石的孔隙结构同样是岩石的弹性参数的主要控制因素之一。岩石微观孔隙结构特征不仅影响岩石的弹性参数,也决定了流体饱和岩石中流体流动造成的频散与衰减效应。Gassmann理论模型忽略微观孔隙结构影响,往往不能解释岩石弹性性质的压力和频率依赖性,本文则对K-T模型进行扩展来表征压力对流体饱和岩石的弹性模量的影响,在此基础上,将喷射流模型计算的频变流体体积模量带入到K-T模型中建立岩石的频率依赖性。首先,基于速度-压力变化曲线与孔隙结构参数的函数关系,利用实测超声速度数据来反演孔隙纵横比分布及其孔隙度(即孔隙纵横比谱);其次,将干燥硬孔隙加入岩石基质,基于K-T等效介质模型计算岩石干骨架弹性模量,并带入流体频变体积模量,计算加入饱和软孔隙后的岩石“干骨架”的弹性模量;最后利用Gassmann流体替换理论计算硬孔隙中饱和流体的弹性模量。为了验证模型的准确性,对一块饱油致密砂岩样进行超声速度测量并与该模型预测结果相对比,结果表明相比于Gassmann模型,新模型能更好的解释测量结果,且能预测饱和岩石的速度的压力和频率依...     

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。     

微观与介观波致流下的速度频散与衰减

地震波在含软、硬孔隙斑块饱和介质传播过程中会诱发多个尺度孔隙流体流动而产生衰减和速度频散,并且多个尺度间的流体流动相互影响。综合考虑微观喷射流与介观尺度流体流动的相互作用,从Biot理论出发,推导出一个新的衰减模型——双尺度模型,以及该模型下流体流动引起的固体相位移、弹性模量、相速度及衰减系数的表达式,并与层状斑块饱和模型进行了对比。同时基于双尺度模型,分析了改进湿岩石骨架参数以及不同的储层物性参数对纵波传播特征的影响。结果表明:改进湿岩石骨架会增加岩石骨架刚度,减小介观尺度下界面处流体流动引起的固体相位移,增加速度频散与衰减,进而解释了微观喷射流与介观波致流相互作用的机理;当上、下层介质饱含不同的流体类型时,双尺度模型在整个频段上会出现两到三个"频散台阶",喷射流与介观流有可能作用于同一频段;随着含水饱和度的增大,纵波衰减峰值增大,且向低频移动,当含水饱和度达到较大值时,衰减峰值移向高频、衰减减小,速度随着含水饱和度的增大而增大。     

基于统计岩石物理的含气储层饱和度与孔隙度联合反演

从地震数据中得到饱和度与孔隙度等储层物性参数是进行储层评价的关键。利用Gassmann方程讨论了储层岩石骨架特征、孔隙流体特征对介质地震弹性性质的影响．研究结果表明利用地震弹性属性反演饱和度等物性参数有其实现的特定岩石物理基础．其一是在气／水／油多相流体中,气体的体积模量相对于水／油的体积模量具有一定的可比性。而不能被忽略;其二是岩石骨架的纵波阻抗等弹性属性对所赋存孔隙流体的变化较为敏感。这样岩石的纵波阻抗等弹性参数随含水饱和度变化的变化率会明显增大,从而降低了从地震弹性属性中求取饱和度的不确定性和不稳定性。考虑到孔隙度与饱和度对储层岩石弹性特征影响的相关性,给出了基于随机岩石物理模型的Bayesian技术对孔隙度与含水饱和度进行联合反演的方法和步骤,并将该方法运用于高孔隙度含气砂岩储层的孔隙度及含水饱和度的预测中获得了较好的应用效果。     

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。     

孤南地区浅层稠油弹性参数敏感性分析及应用

针对孤南地区浅层稠油藏地震流体预测问题,考虑油藏温度、压力以及地层水矿化度影响,利用经验公式估算了地层条件下稠油和地层水的纵波速度和密度,认为地层条件下稠油和矿化水弹性参数的差异要比地面条件下明显;在测井岩石物理横波估算和流体替换技术应用的基础上,对储层岩性和流体敏感弹性参数分析认为,砂岩储层相比围岩低泊松比特征明显,由于储层孔隙大,流体对饱和岩石弹性参数影响大,含油砂岩相比含水砂岩低拉梅系数参数特征明显,利用泊松比和拉梅系数可以较好地识别油层;通过叠前反演得到的泊松比和拉梅系数体开展双参数油层识别技术应用,提高了浅层稠油藏的油层预测能力。     

裂缝对岩石电阻率的影响及其在含气饱和度计算中的应用

裂缝性致密砂岩储层含气饱和度计算的准确性取决于岩石电阻率测量值的可靠程度,而岩石电阻率的测量值又受控于裂缝的导电性、产状、宽度和密度等参数。因此,研究裂缝对岩石电阻率测量值的影响是正确建立致密砂岩储层含气饱和度计算公式的基础。在数值模拟基础上详细观察裂缝的导电性、产状、宽度和密度等参数对岩石电阻率测量值的影响,通过岩电实验对数值模拟结果进行检验,提出了一个适用于裂缝性致密砂岩储层含气饱和度计算的归一化岩石电阻率公式,改进了目前常用的双重孔隙介质模型。最后,将改进的双重孔隙介质模型用于塔里木盆地克深地区裂缝性致密砂岩储层的含气饱和度计算。计算结果表明,改进的双重孔隙介质模型符合克深地区岩石裂缝内含气饱和度高的特点,且与试油结论吻合度更高。     

基于岩石物理的致密碎屑岩气藏岩性及流体概率预测

我国致密碎屑岩气藏具有低孔、低渗、储层非均质性强等特点。由于致密气藏埋深较大,目的层地震资料通常信噪比低、主频低,利用单一叠前弹性参数预测有效气层的精度有限。为提高致密气藏的预测精度,以建立适用于低孔、低渗气藏的岩石物理模型为基础,优选出对气层识别敏感的弹性参数组合。通过确定性岩石物理模型和统计岩石物理方法实现测井资料中没有的储层及泥岩的岩石物理表征,并和原测井数据结合建立各类岩性概率密度函数。最终基于地震弹性参数反演数据和概率密度函数,利用贝叶斯岩性判别方法预测岩性流体概率。结果表明:Xu-White模型适用于表征工区低孔、低渗砂岩。运用多弹性参数贝叶斯判别方法能提升岩性识别的成功率。多变量Monte Carlo随机模拟方法有效地拓展了泥岩的岩石物理表征。岩性及流体概率预测结果与实际钻井结果一致,证明了该套方法预测致密碎屑岩气藏的有效性。     

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。     

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。