含气储集层段纵波声速与孔隙度,泥质含量及含水饱和度的关系

根据对测井解释资料的分析,认为在纵波速度与孔隙度、泥质含量和含水饱和度的关系中,孔隙度和泥质含量的影响大于含水饱和度的影响。但低孔低岩石含气时,纵波速度与含水饱和度的关系应考虑岩性区别对待。另外,用现有方法由横波速度求得的孔隙度精度要低于纵波求出的孔隙度。因此由横波求出的孔隙度应慎重使用。     

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。     

致密砂岩纵、横波速度影响因素的实验研究

为了研究孔隙度、孔隙结构、含水饱和度、压力、频率等对致密砂岩纵、横波速度的影响,利用脉冲透射法、差分共振声谱法和低频应力应变方法得到了6块致密砂岩样品的纵、横波速度,并利用Micro-CT得到了岩石的微观孔隙结构。实验结果表明,岩石样品的孔隙度与密度具有较好的负相关性;超声频率下,干燥岩样的纵、横波速度和孔隙度相关性较差,而饱水岩样的纵、横波速度与孔隙度相关性变好;样品纵波速度随围压增加急剧增大,围压增加到20 MPa时,其纵波速度增大了23%,这主要受岩石裂缝闭合的影响;不同含水饱和度下,在1 558 Hz下测得的纵波速度比1 MHz的纵波速度低3.5%~12.5%;从干燥到完全水饱和,1 MHz和600 Hz频率下体积模量均增加,两者变化趋势大体相同,且与岩石的渗透率具有较好的相关性。     

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利用超声波观测方法在实验室内分别研究了砂岩露头岩栗在不同孔隙流体压力和含气（水）饱和度条件下所引起的地震响应,由实验观测得出如下结论：（1）纵横波速度、品质因子、主频均随孔隙压力从低到高而逐渐减小。（2）随含水饱和度的增加或含气饱和度的减小,纵波速度在低含水饱和度基本保持不变,而当含水饱和度达到一定程度时,纵波速度明显增大;而随含水饱和度的增加,横波速度略有降低或基本保持不变;（3）砂岩部分气水饱和时,纵波在子和主频最小;而横波品质因子在低含水饱和度时,随含水饱和度的增加,横波品质因子和主频降低较快,当含水饱和度达到一定值后,横波品质因子和主频基本保持不变。这些认识可以作为利用地震方法来检测异常高压带和含气层的标志;同时也指明了用地面地震资料来检测异常高压带和含气层时应该使用的参数和方法。     

砂岩含水饱和度对纵、横波参数的影响

对岩石含水饱和度与纵、横波参数间的相互关系进行机理分析的基础上，在实验室超声条件下，对岩心样品的纵、横波的速度、幅度、频率随含水饱和度的变化进行了实验研究，同时还进行了声波频谱分析初步探讨。研究结果表明岩石含水饱和度与纵、横波的速度、幅度、频率等参数之间均存在着一定的关系。并且对纵波参数的影响程度明显大于对横波的影响。     

利用纵横波速度判别火成岩气、水层的理论基础及应用

在研究纵横波速度及其比值(vp/vs)与含水饱和度的关系、纵横波速度比与火成岩岩性和孔隙度关系的基础上,利用vp/vs与横波交会识别火成岩储层的气 、水层.实验和理论模拟结果表明横波对气体含量不敏感,纵波对气体含量敏感,含有少量气体时可使纵波速度及其纵横波速度比显著减小,水层的vp/vs显著大于气层.实际测井资料和实验结果表明岩性和孔隙对纵横波速度比都有影响,具体处理时分岩性采用纵横波速度比与横波交会图版.利用(vp/vs)-Δts交会可消除孔隙度和岩性的影响；利用vp/vs能区分气层(气水层)与水层,但不能有效区分气层与气水层,也不能区别油层和水层.     

碳酸盐岩含气饱和度对超声波衰减特性影响的研究

对四川盆地碳酸盐岩地层28块岩样不同含气饱和度下衰减特性的超声波测试表明:①纵波衰减随含气饱和度的增加呈先增大后减小的趋势,当含气饱和度处于0.4～0.6范围时衰减出现一个峰值;横波衰减则随含气饱和度增加呈线性减小,变化幅度相对纵波较小。②含气饱和度对纵波衰减的影响程度随频率增加而变大。③对纵波而言,含气饱和度对衰减的影响程度随孔隙度的增加而变大;对横波而言,含气饱和度高于0.6时受孔隙度的影响不明显,含气饱和度低于0.3时,随孔隙度的增加而增大。     

灰岩含水饱和度对纵、横波速度变化影响的实验研究

该实验是以灰岩作为试样,用超声岩石参数测定仪测量此试样在不同的含水饱和度下纵、横波传播的速度,获得了纵、横波速度和纵、横波速度比与含水饱和度的关系：①纯灰岩和泥质条带灰岩的纵波速度V_P与含水饱和度S_W之间成正比关系;②横波速度V_S与含水饱和度S_W之间成反比关系;③当灰岩试样饱含水时,V_P/S_S的值均大于2;④当灰岩试样饱含气时,V_P/V_S的值均小于2;⑤在试样含水饱和状态时,纯灰岩(孔隙率小)的V_P/V_S值大于泥质条带灰岩(孔隙率大)的V_P/V_S值。我们利用上述关系,可鉴别地层中的流体含量。对岩石固结程度差的地层,还可用纵、横波速度比与含水饱和度的关系划分出油、气、水层。     

饱和油砂岩水洗过程中声学特性研究

在实验室常温常压下测量了饱和模拟油的砂岩被矿化度为６×１０＾－３的盐水冲洗过程中的声速和声衰减，并观察其声学特性变化规律。从中得出：纯砂岩（人造岩样）随着含水饱和度的升高，含油饱和度的降低，其纵波速度逐渐升高，横波速度逐渐下降，而天然岩样纵波速度逐渐下降，而天然岩样纵波速度逐渐下降。纯砂岩随着含水饱和度的升高、含油饱和度的降低，其纵波幅度衰减先是增大然后逐渐减小，含水饱和度在４０％￣６０％之间时，     

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。     

莺歌海盆地岩石弹性参数研究

利用莺歌海盆地岩心实验室测定数据 ,探讨了岩石弹性参数随深度及孔隙度的变化规律 ,总结出一套经验公式。研究了拉梅常数、剪切模量随深度变化的规律。获得了莺歌海盆地砂岩纵、横波速度关系。砂岩含气后拉梅常数降低 ,剪切模量升高。在水饱和与气饱和两种状态下拉梅常数的相对变化量大于纵波速度的相对变化量 ,这表明拉梅常数可作为预测含油气性的有效参数     

基于热弹性理论的天然气水合物和游离气饱和度估算

目前大多通过双相介质理论的纵波速度来估计水合物和游离气的饱和度.含水合物的地层具有低导热和高纵波速度等特性,以热弹性理论为基础,建立天然气水合物和游离气饱和度与纵波速度之间的关系,就可以估算出天然气水合物和游离气的饱和度.首先给出了热弹性理论估算水合物和游离气饱和度的方法;然后利用ODP164航次实际地震资料估算了布莱克海台地区的水合物和游离气的饱和度.纵波速度通过约束宽带反演方法得到,天然气水合物和游离气饱和度的估算采用迭代正演模拟法.同时,对影响饱和度的因素进行了分析,认为地层孔隙度是影响水合物和游离气饱和度的关键因素.对水合物而言,若假定的地层孔隙度比实际孔隙度高,则反演得到的饱和度就偏高;反之,饱和度偏低.对游离气来说,若假定的地层孔隙度比实际孔隙度高,则反演得到的饱和度就偏低;反之则偏高.     

地震波AVO与地层岩性分析

介质的各向异性，孔隙率、流体饱和度及有效压力等是影响地震波振幅随炮检距变化（AVO）的重要因素，本文在现有的地震波反射系数表达式基础上，通过合理的假设，推导出弱横向各向同性（TI）介质中的反射系数近似表达式，在不降低精度的同时，表达式的形式大大简化（振幅是炮检距或入射角的显函数），物理意义明确，并且研究了双相介质（水－气，油－气）孔隙率，流体饱和度和上覆岩层压力变化对反射波AVO的影响，由于岩石孔隙流体饱和度对介质密度，纵波和横波速度及反射波振幅影响较大，本文尝试把饱和度变化对反射系数的影响表示成关于速度和密度值的显函数（饱和度修正项），从而使长期以来被人们定性分析的饱和度对速度，密度及反射系数的影响定量化，对于不同压力、不同孔隙流体情形，得到的饱和度修正项均适用。     

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。     

塔中地区ZG5-7井区横波速度的预测

纵、横波速度是储层岩性、物性和流体识别的重要参数,而实际生产中往往缺乏横波速度资料,因此,开展横波速度预测已成为岩石物理研究的重要内容。目前横波预测中普遍使用的是Greenberg-Castagna经验公式,但其在塔里木盆地塔中地区ZG5-7井区应用效果不佳。针对上述问题,充分利用已钻井的纵波速度、地层密度、泥质含量、孔隙度、含水饱和度等常规测井资料以及岩石骨架和流体的各种弹性参数,构建了流体置换的Xu-White模型,用来求取横波速度。该区６口井的横波曲线拟合的实验结果表明：Xu-White模型预测的横波速度与实测横波速度高低趋势一致,其相关系数最高达到0.970 9,完全能满足横波弹性反演和油气预测的需要。结论认为,Xu-White模型不仅适用于碎屑岩储层的横波速度预测,同样在碳酸盐岩的横波速度预测中也能取得良好的应用效果。     

转换波勘探中的低速带效应

主要讨论了3个问题:①低速带表层的纵横波速度比对多分量记录矢量性的影响;②多分量记录上折射波的类型;③形成转换折射波的条件。理论分析表明,在转换波勘探中,当低速带表层的纵横波速度比较大时多分量记录表现为标量波场,当纵横波速度比不是很大时则表现为矢量波场;模型分析表明,垂直方向记录上的折射纵波主要是下行和上行纵波,水平方向记录的转换折射横波主要是下行纵波和上行横波。文章还分析了低速带底层介质和下伏基岩不同纵横波速度对转换折射横波振幅的影响,认为形成转换折射横波的条件是低速带底层横波速度远远小于下伏介质的横波速度。     

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。     

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。     

含气地层的AVO响应分析——以苏4井为例

岩石的孔隙度、流体饱和度等信息是影响地震波振幅随炮检距变化（AVO）的重要因素。根据苏4井全波列测井数据，利用Gassmann方程对含气地层进行了流体替代计算，分析了孔隙度及含气饱和度变化对地层AVO的影响。AVO响应分析表明，对于苏4井低孔隙度石英砂岩储层，孔隙度的变化对AVO的影响要大于流体性质的影响。当含气饱和度为定值，孔隙度小于8％时，其阻抗大于上覆泥岩阻抗，表现为高阻抗气层；孔隙度大于8％时，表现为近零阻抗和低阻抗气层。AVO截距（P）与斜率（G）的交会分析表明，当孔隙度较小时，G属性对含气饱和度变化敏感；大孔隙度时，P属性对含气饱和度变化敏感。