岩心物性测试及参数分析和应用

通过对塔里木盆地油气储层岩心样品物性的实验室测试，很直观地展现了各种岩样的纵波和横波速度、衰减系数随温度和压力的变化规律。研究砂岩样品储层多数与纵、横波速度的关系和几种含流体的岩石样品对纵、横波速度的响应及温度效应，归纳出该地区几种岩石物性和储层参数对地震反射信息的响应特征，并分析了使用这些特征的可能性。本文还研究从地震反射信息中提取纵、横波速度的方法，建工岩样参数与地震反射波波场参数的关系，探讨应用地震反射信息描述储层岩石特征的方法。     

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。     

四分量地震技术在LD8-3构造中深层高压气藏勘探中的应用

采用四分量地震新技术对莺琼盆地进行详细研究。从分析岩心实验室测试数据、全波列测井数据和地震资料纵、横波地震参数及衍生参数的变化规律认识到 :含气岩心的刚性模量、纵横波速度比和泊松比比含盐水岩心的低得多 ,砂岩的纵横波速度比和泊松比比泥岩的低得多 ;当地层埋深超过 2 50 0m (属于中深层 )时 ,纵横波速度比、泊松比基本不受深度的影响。基于上述研究成果和对几口探井砂岩、泥岩及砂泥岩的泊松比统计 ,制作了莺歌海盆地中深层岩性和气层预测量版 ,并对LD8 3构造进行了岩性和气藏预测 ,结果展示出LD8 3构造的中深层存在多层气层 ,且物性优越 ,储盖条件好 ,具有很好的勘探前景。图5表 1参 8     

沉积岩石中速度频散和与频率有关衰减的观测

为了尽可能在宽频范围内确定岩石的弹性性质，在帝国学院的井下试验基地对饱和的沉积岩岩石系列进行了一系列的实验。这些实验分成四类：频率范围在３０￣２８０Ｈｚ之间的垂直地震剖面（ＶＳＰ）、井间勘探（０．２￣２．３ＫＨｚ），声波测井（８￣２４ＫＨｚ）和实验室测试（３００￣９００ＫＨｚ），在这些实验中尽量测试了岩石的纵波和横波的本征衰减和速度。观察了纵波和横波的速度频散。在声波频段，纵波的本征衰减有一个与频     

疏松砂岩油藏声波响应特征及其影响因素

针对疏松砂岩油藏声波速度测试难度较大的实际，研究建立了一套适合于岩石声波速度和力学测试的松散岩心封装和洗油的新方法，在模拟地层条件下直接对岩心进行饱和、驱替，建立不同的油水饱和度，并在驱替过程中同时进行纵、横波速度的连续测试。在此基础上，研究了不同岩性、含油性以及驱替过程中声波响应特征，分析了声波速度的影响因素。结果表明，泥岩速度高于储层速度；纵波速度随着岩石密度的增大、泥质含量的增加而增大，随着粒度中值及分选系数的增大而减小；横波速度随着岩石密度的增大而增大，随着粒度中值以及分选系数的增大略有降低。储层中泥质含量的变化对横波速度几乎没有影响。     

利用地震瑞利波速度反演求取P-SV波横波静校正量

 在多波多分量地震勘探中，P-SV波横波静校正量的求取至今仍然十分困难。本文借鉴Muyzert的方法原理，提出利用陆上P-SV波地震资料中的瑞利波频散信息反演浅层横波速度结构，进而求取P-SV波的横波静校正量。但是在实施反演之前要对P-SV波资料先做高程静校正和纵波静校正。文中详细列出求取横波静校正量的流程。通过实际二维P-SV波地震资料试验表明，利用地震瑞利波的频散信息可有效地反演浅层横波速度结构，并可预测P-SV波横波静校正量的长波长趋势。     

泥页岩岩石物理参数测试与分析

泥页岩主要由粘土、碳酸盐矿物和有机质构成,其岩石物理参数主要受这3种成分的影响。由于泥页岩岩石特征的复杂性,尚未有较成熟的岩石物理模型描述其岩性与速度的关系。泥页岩岩石物理基础实验是研究其岩性、含油气性与速度关系的有效方法,济阳坳陷在这方面的研究尚处于起步阶段。通过对渤南地区罗69井泥页岩岩心样品的实验室测试,获得相关的物性参数(密度、孔隙度等)、弹性参数(纵、横波速度及泊松比等)、有机地化参数(有机碳含量)和岩石组构参数。通过对这些参数的交会分析,发现弹性参数(P型、S型、C型参数)可用于泥页岩岩性的区分,而有机碳含量和碳酸盐矿物含量是泥页岩密度和纵、横波速度的重要影响因素。不同温度和压力条件下泥页岩岩心样品纵、横波速度的变化规律表明,纵波速度对压力的变化较为敏感,而横波速度对温度的变化较为敏感。研究成果可以为开展泥页岩地球物理特征评价奠定基础。     

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。     

水平层状海底Scholte波频散特性

海底Scholte波沿着海底流—固界面传播,具有典型的频散特性。Scholte波的频散特性可以反演海底浅层的横波速度,是海底横波速度建模的有效手段。建立准确的Scholte波频散理论模型至关重要。根据真实海水—海底环境建立水平层状海水—海底弹性模型,并利用边界应力和位移连续性条件推导了该模型的Scholte波频散方程及位移方程。分析了海水深度和海底物性参数对Scholte波频散特性的影响,6层海水—海底模型实验结果表明：(1)无论是硬海底还是软海底,Scholte波都具有明显的频散特性,硬海底Scholte波能量主要集中在海水中,基阶能量最弱,2阶能量最强,随着海水深度增加,Scholte波频散特性减弱;软海底模型固体海底的Scholte波能量明显增强,此时海水深度对Scholte波频散特性影响很小。(2)相比于深海环境,浅海Scholte波能量更强,频散特征更明显,因此在浅海环境利用Scholte波反演海底浅层横波速度的精度和可信度更高。最后,基于东海某工区的实际海底弹性地质模型模拟海底多分量地震数据并从中提取频散曲线,与理论计算的频散曲线进行对比分析,二者的频散曲线吻合很好,验证了...     

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。     

济阳坳陷岩石密度与纵波速度的关系

密度与速度的关系是研究岩石物理性质的重要内容之一.针对济阳坳陷的实验室岩石物理测试数据,研究了岩性、孔隙度和渗透率等因素对密度与速度关系的影响,基于体积平均原理,提出了新的密度与纵波速度关系模型.结果表明:岩石密度与纵波速度的关系主要受岩性和孔隙度的影响,受渗透率的影响较小;可以利用密度与纵波速度的关系研究岩性和孔隙度的分区性特征,深化对岩石特征的认识;所提出的密度与纵波速度的关系模型与理论分析一致,适合于不同岩性.     

频散作用对储层砂岩速度实验结果的影响分析

在不同围限压力下，利用超声波脉冲透射法对一套物性参数变化较大的储层砂岩弹性波速度进行了实验测量。基于Biot流与喷射流机制的理论模型对实验结果进行了定量解释，给出了这2种速度频散机制对实验结果的影响，并分析了将实验高频速度应用于现场地震低频的可能性。根据研究结果指出，喷射流频散作用对速度的影响明显，对于以喷射流作用为主导频散机制的实验结果不能直接用于现场的地震频段；如果Biot流作用是主导频散机制，对实验速度结果影响不明显，可将实验结果直接用于地震频段。     

表面活性剂对煤粉分散运移的影响

通过静态观察实验及岩心动态流动实验,考察了煤粉在不同表面活性剂溶液中的分散情况,以及煤岩与不同表面活性剂接触后的临界流速和速敏指数。所用的阳离子表面活性剂为十八烷基三甲基氯化铵（1831）,阴离子表面活性剂为十烷基二苯醚二磺酸钠(Dowfax 3B2)、十二烷基硫酸钠和磺基脂肪酸甲酯钠盐（MES）。静态观察实验结果表明,煤粉在地层水中的分散性较弱,在表面活性剂溶液中更易分散,且阴离子表面活性剂比阳离子表面活性剂的分散性强。煤粉充填压实岩心流动实验结果表明,不加表面活性剂时的临界流速为0.25 mL/min,速敏指数为0.45;加入0.5% Dowfax 3B2、MES和1831后的临界流速分别为0.25、0.25和0.5 mL/min,速敏指数分别为0.58、0.60和0.48;加入1% Dowfax 3B2和1831后的临界流速分别为0.1和0.5 mL/min,速敏指数分别为0.57和0.48。阴离子表面活性剂对岩心的伤害程度大于阳离子表面活性剂。     

岩石中波传播速度频散与衰减

速度频散与衰减是地震岩石物理领域一个前沿性问题,它不仅是开展频率域储层及流体预测的关键理论基础,同时也是解决不同地球物理测量方法（地面地震、VSP、测井、超声波岩心观测等）之间数据匹配困难的重要手段。笔者在阐述速度频散和衰减现象基本特征的基础上,详细回顾了Biot模型、喷射流模型、BISQ模型、双孔模型、裂缝 孔隙微结构模型和斑块饱和模型等6种主要速度频散与衰减理论模型的研究进程、原理和限制性,利用示意图直观地描述了这些模型的机制,并给出了它们各自的高低频极限、特征频率和适用条件。同时系统回顾并分析了国内外半个多世纪来速度频散与衰减实验测量技术的发展进程和应用现状,并在实验测量数据的基础上给出了自己对地球物理测量手段、岩石物理模型与频率相关性方面的思考和认识,即有必要将单频带的岩石物理模型拓展到全频带,并基于此将不同频带地球物理手段的测量数据联系起来,实现在同一尺度下的综合应用。     

层理对页岩纵波特性的影响

研究层理性页岩声波响应特征有助于利用声波测井资料指导页岩气井安全钻井。采集四川盆地长宁地区下志留统龙马溪组露头页岩岩样,并沿不同角度钻取页岩岩心。基于多频声波测试系统,开展了多层理角度下页岩声波实验,分析了层理角度对纵波速度、衰减系数、时域、频域等特性的影响。开展了数值模拟实验,分析了岩心端面垂直时平行层理面、层理密度对波速、衰减的影响。结果表明：随着层理角度增大声波时差、声波衰减系数均线性增大;声波速度存在频散现象,测试频率不同,声波速度不同;声波速度与层理密度呈线性负相关;层理角度对页岩声波主频没有影响。该研究结果为页岩气井安全钻井及压裂改造等工程设计提供了参考。     

有效压力对岩石纵横波速度的影响

在济阳坳陷下第三系地层采集了不同岩性的51块典型岩心样品。在不同有效压力情况下测试了岩石的超声波纵横波速度，分析了有效压力对岩石速度的影响。实验结果表明，岩石速度随着有效压力的增加呈非线性增加，在低压力段增加较快，在高压段增加缓慢。通过对实测数据的分析，提出了定量表述这种速度对有效压力的依赖关系，可用于速度压力校正、压力趋势分析，时移地震监测分析和AVO分析。     

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。     

采气井超声波雾化排液原理探讨

提出了气井排液的一条新思路,即利用超声波雾化原理结合采气工艺中的临界流速理论,推导出一个新的声波振动频率与临界流速的关系式,从而建立起实用的确定超声波换能器声振动频率范围的图版,验证了超声雾化应用于气井排液的可行性,为设计专门应用于气井排液的超声雾化器奠定了理论基础。     

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。