天然气水合物横波速度等效介质模型预测方法

由于天然气水合物具有多种充填模式,水合物既可作为固体骨架又可作为孔隙充填物赋存于地层中,因此天然气水合物岩石物理模型与常规油气的岩石物理模型具有较大的差异,常规横波预测方法不再适用。为此,开展了利用等效介质模型进行天然气水合物横波预测的方法研究。首先分析矿物组分、孔隙度和水合物饱和度对纵横波速度的影响;然后利用纵波时差、密度、泥质含量、孔隙度、饱和度等常规测井资料根据等效介质模型构建约束优化方程,其中以纵波速度、密度等常规测井资料为约束,孔隙度和饱和度作为优化变量以寻找最优解;采用收敛快、计算结果可靠的信赖域算法求解该约束最优化问题。最后利用神狐海域天然气水合物的钻井资料对方法进行验证,计算的横波速度和饱和度与实际资料吻合度较高。     

碳酸盐岩地层横波速度重构

地震勘探和岩石力学性质评价需要知道横波速度。然而，在这些工作中常常没有横波测井曲线，因此重建横波测井曲线是一个重要问题，尤其是在复杂的双孔隙微观结构的碳酸盐岩地层。我们在本文提出一种确定横波速度的技术，通过它利用常规测井曲线（纵波时差，微电阻率测井，总孔隙度，密度和伽马）的联合联合反演求出横渡速度，专门针对具有不同次生孔隙类型的碳酸盐岩地层。这种用理论测井曲线进行计算的根据是双孔隙介质模型，模型由均匀的各向同性骨架组成，介质具有原生孔隙和次生孔隙，后者接近圆球状。选择椭球体的纵横比就可以模拟不同类型的次生孔隙，比如岩穴（靠近球体）、由吼道连接的孔洞（扁长球状体），以及裂缝（扁球体）。为了用该模型计算的各种物理性能，应用了对称有效介质近似法的自相容方法。联合的同时反演方法在于把测量的和计算的测井曲线之间的差异减少到最小程度。作为反演结果，我们获得孔隙微观结构的下列参数：骨架和次生孔隙度值以及次生孔隙形状。随后，使用由反演确定的模型参数模拟出横波测井曲线。该技术在墨西哥南方区域的井眼得到证实，该区域既测量了纵波测井曲线也测量了横波测井曲线。预测的横波测井曲线和测量的横波测井曲线之间的比较表明，两者的一致性很好，重建的误差小于8％。     

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。     

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。     

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。     

东营北带砂砾岩密度与纵横波速度的规律研究

为了指导济阳坳陷东营北带地区砂砾岩体勘探开发,进行岩石密度与波速之间关系的研究是十分有必要的。从该地区10口井储集层段取到101块典型岩心样品,测试样品密度ρ以及高温高压条件下的纵波、横波波速Vp和Vs,整理数据进行ρ、Vp和Vs之间关系的交汇分析。把实验数据做交会图与经验公式进行对比发现两者之间误差较大。进而通过回归拟合得到适用于该地区的ρ与Vp、Vs的广义Gardner公式。得出的拟合公式对于指导该地区进行储层分析、横波速度预测等方面有重要的意义。     

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...     

估算地层横波速度的新方法

在无法由测井资料直接得出横波速度信息时，可将岩石当作由不同形状的孔隙、各种不同矿物成分及孔隙水组成的复合介质，参照Ｂｅｒｒｙｍａｎ散射模型的方法，计算复合介质的等效弹性模量，并据此计算其纵、横波速度。这样在已有由常规声波测井提供的纵波速度时，即可换算出横波速度。本文给出理论计算方法，并对这种方法进行了讨论。     

用声波和电阻率数据联合反演方法评价碳酸盐岩微结构

已经研究出确定双孔隙度地层次生孔隙度类型和数值的技术。这种技术使用统一的微结构模型和对称有效介质近似法(EMA)，以声波速度和电阻率数据联合反演为基础。双孔隙度介质统一模型由被看作以颗粒(固体骨架)和导电流体饱和的孔隙组成的两种组分材料构成的多孔骨架，这种骨架中包括次生孔隙度。原生和次生的孔隙和颗粒用具有不同高度比的三轴椭球体来近似表示。该反演包括确定骨架的各种构成关系，然后计算均匀介质中次生特征参数。将所提供的技术应用于岩心和测井数据，实现了对碳酸盐岩地层次生孔隙度数值估算和微结构变化评价。     

基于孔隙分类理论的自相容模型横波速度预测方法

岩石物理建模是求取横波速度的重要手段之一,针对勘探开发过程中缺少横波速度资料的情况,研发了一种基于等效自相容近似(SCA)模型的碎屑岩地区横波速度计算方法。首先基于孔隙分类理论计算碎屑岩中含束缚水的无效孔隙大小;然后将无效孔隙作为岩石基质成分进行建模;再利用有效孔隙建立岩石骨架并进行流体饱和计算;最后在实测纵波速度约束下,通过调整岩石基质各组分大小迭代计算横波速度。试验结果证明,该方法预测四川盆地碎屑岩地区横波速度的精度较高,有一定的推广意义。     

微孔隙对碳酸盐岩岩石声波速度的影响

控制岩石弹性模量的因素主要有三个：孔隙流体、岩石骨架和孔隙空间。对于碳酸盐岩而言,后两个因素与岩石的沉积环境和成岩历史有关系。胶结、重结晶和溶蚀作用可以改变岩石的矿物成分及其原始骨架的结构,从而改变原始颗粒间的接触关系和／或堵塞孔隙空间。溶蚀作用可以扩大粒间孔隙空间或完全溶解颗粒,从而增加孔隙度。在特定孔隙度下,成岩蚀变及其相关的岩石骨架和孔隙结构的变化会导致声波速度的变化范围很大。     

岩石物理横波速度曲线计算技术

横波速度是地震勘探中的重要参数。针对实际生产中缺乏横波速度测井曲线资料，利用经验公式计算精确度不高的问题，通过对横波速度计算理论模型的研究分析，选择Blot-Gassman模型法，利用岩石矿物成分、流体成分、孔隙度及密度等测井曲线进行横波速度测井曲线的计算，并对横波速度计算技术和流程进行研究。在实际工区进行了横波速度曲线计算，计算结果与实测横波吻合程度较高，误差小于10％，该技术在储层和流体识别预测的应用中取得了较好效果。     

含气和轻烃砂岩的声波孔隙度校正

天然气饱和砂岩会减慢声波纵波在地层中的传播，信号衰减可以识别，并可校正到孔隙度相同但只合流体的砂岩速度。利用声波速度探测天然气的能力已被证实。所测横波慢度(DTS)不受孔隙充填物的影响，它和所测纵横波速度比(Vp／Vs以及目的层泥岩含量可用于气层校正。在Vp／Vs与DTS(1／Vs)的。交会图上，流体饱和的砂—泥序列呈线性趋势，而含气层段则在线性趋势之外(Castagna等，1985)。本文描述的校正方法是通过改变Vp／Vs中的Vp成份来把外面的数据点移回到流体饱和的线性趋势中。该技术可预测出水层速度，所用截止值随所研究沉积物的地质年代和垂直深度而变化。数据趋势的斜率为一变量，它取决于泥岩体积(Vsh)在计算气体校正速度时要考虑进去。该方法的优点如下：·在含气产层得到更有效的孔隙度值．·与其它测井曲线交会得到更准确的岩性判断·提高与地震资料的综合应用·更准确地描述地热压力梯度(利用声波测井数据)·更准确地分析岩石力学特性·更准确地利用声波数据解决特殊解释问题，如含石膏层段或云砂·套管井孔隙度     

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。     

用于碳酸盐岩地层中纵、横波慢度解释的一种微构造模型

虽然目前在泥质砂岩地层中已经完善地建立了纵横波慢度的解释模型，但在碳酸盐岩中尚未提出一个令人满意的解释模型。Vp/Vs比的特点在泥质砂岩和碳酸盐岩中完全不同，起初，许多解释人员认为Vp/Vs与孔隙度一致，并不受气的影响，在低孔隙度岩层中，以上这种简铧可以得出比较合理的结果，但在孔隙性岩石中，尤其是当有气存在时，就会产生很大的误差，此外，碳酸盐岩中孔隙形状所产4生的巨大影响增大了问题的难度，碳酸盐岩中的球形孔隙对于声波慢度的影响是很不相同的，因而在解释中不能将其忽略。为了开发一套用于碳酸盐岩的解释方法，首先使用一种有效介质理论，即Kuster-Toksoz模型，同时模拟不同形状孔隙的分布对于声波慢度的影响，将该模型得出的结果与测井曲线数据及实验室测量结果相对比后发现，将球形及两种圆盘型这三种孔隙形状结合起来，就能很好地适合测量数据且精度很好。这种旨在计算声波慢度的微构造模型说明了在碳酸盐岩中球形孔隙所占的比例对慢度－孔隙度关系上的重要影响，此外，还为该模型拟合了两个线性经验公式，以评价不同形状孔隙所占比例不同的情况下的纵、横波的速度。这个微构造模型的一个显著特征是在泥质砂岩中，它对于慢度及Vp/Vs值的响应的适应性很好。因此，这就为在碳酸盐岩中和泥质砂岩中建立同一声波解释模型提供了机会。Gassmann公式可用来模拟孔隙流体对公式是适合于微构造模型的，应用Gassmann公式来加入孔隙流体的影响，之后提供体积岩石中的声波慢度，为了进行实际解释，将该公式颠倒过来，用孔隙层段的测井数据计算视流体模量，并估算含气体积。以上所提出的解释方法可以计算含气体积，进行流体代换并能生成碳酸盐岩的合成曲线，它是现有泥质砂岩解释方法的扩展，使我们能够解释所有沉积岩石中的纵、横波慢度。     

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。     

地震波速测定在碳酸盐岩地区油气勘探中的应用

本文以湖北宜昌、蒲圻、大冶等地区不同地质时代的碳酸盐岩为例,通过水饱和法测定岩石的有效孔隙度,用超声地震模型模拟和测定地震波在不同类型碳酸盐岩中的传播规律和传播速度。根据测定的数据,经计算机拟合,确定了岩石有效孔隙度和地震波速度间的回归方程。通过回归分析发现,在石灰岩类中,地震波的速度与岩石的有效孔隙度呈幂函数衰减,而在白云岩美中则呈指数衰减。在岩样水饱和状态下的横波速度低于岩样干燥状态下的横波速度,而纵波速度的变化规律正好相反。上述分析,有利于揭示岩石的储集性能、评价储层和正确解释测井曲线。     

利用地震资料估算孔隙度和饱和度的一种新方法

应用Gassmann方程,计算分析了孔隙度和饱和度与纵波速度、横波速度、介质密度和纵、横波速度比值的关系。结果表明,波速度、介质密度对孔隙度的变化较为敏感,速度比值对饱和度的变化较为敏感。对联合利用纵波速度(或纵波波阻抗)与纵、横波速度比值计算孔隙度和饱和度方法的稳定性分析结果表明,此方法是较稳定的,其精度受油气物性的影响。论述了利用地震资料估算孔隙度和饱和度的方法和步骤。     

鄂尔多斯盆地下石盒子组致密砂岩的弹性特征

根据鄂尔多斯盆地下石盒子组致密砂岩在地层条件和不同流体相态下(干燥与水饱和)岩石纵波速度、横波速度、密度、模量等岩心测试数据,统计分析了岩石弹性参数的变化规律。结果表明,岩石碎屑都比较纯净、颗粒之间呈接触胶结,造成致密砂岩密度与速度的变化关系不同于高孔渗砂岩;孔隙度降低造成致密砂岩的横波速度与纵波速度的斜率明显变小;岩石孔隙度增加10%,引起纵波和横波速度降低分别约17%和21%,而泥质含量增加10%,引起纵波和横波速度降低分别约6%和9%;孔隙度大于5%的干砂岩体积模量与剪切模量在数值上接近,相对误差不超过5%。这些规律的认识有助于指导低孔隙度储层预测和地震资料的岩石物理解释。     

根据VSP资料中的转换横波作岩性估算

我们曾采集并处理三分量垂直地震剖面(3-CVSP)数据对纵波(P波)和横波(S波)场分别进行测定.根据沿钻孔布置的各检波器记录的波至时间,计算P和S波的层速度Vp和Vs,用Vp/Vs计算泊松比及不可压缩性与刚性之比. 在北海的—钻孔中,这些弹性参数与地层的变化关系密切,特别有意义的是它们能够指示储集层中的孔隙流体(例如气体和水).弹性参数值的突变,可能就是气-水层向含水层过渡的指示.