流体性质对岩石地震波速度的影响

地震响应的变化源于地下地层结构和岩石弹性性质的变化。对岩石弹性性质的影响因素很多,也很复杂,主要有压力、温度、孔隙度及孔隙形态、流体类型及其饱和度等。根据Biot-Gassmann和Kuster-Toksz理论模型,分析了不同孔隙度下流体性质及其饱和度对岩石弹性性质的影响,讨论了两种理论模型计算结果的差异。认为流体对岩石地震波速度的影响主要与孔隙度大小和孔隙形状有关,纵波阻抗对储层中流体变化最敏感,横波阻抗对流体变化不敏感,通过纵横波阻抗联合应用可以提高对储层流体变化的识别精度。     

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。     

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...     

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.     

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。     

用声波弹性参数确定剩余油饱和度的方法探讨

基于M.A.Biot理论和J.G.Berryman的自治理论，考察了饱和泥质砂岩在不同孔隙度和泥质含量条件下，储层岩石的声学弹性中的压缩系数随不同含水饱和度的变化情况。研究结果表明，岩石的声学压缩系数主要受其孔隙度、泥质含量和所饱和流体的性质的影响，孔隙度和泥质含量是影响岩石的声学压缩系数的主要因素，流体饱和度次之。岩石的孔隙度和泥质含量越高，其声学压缩系数越大；随着含水饱和度的升高(含油饱和度的降低)，其声学压缩系数越小。用岩石的声学压缩系数确定储层剩余油饱和度值基本可行，如果对储层进行时间连续声波测井，有可能监测到储层剩余油饱和度的变化情况。     

频变泊松阻抗在深水重力流砂体含气性预测中的应用

白云深水区位于南海北部陆坡前缘,已发现多个气田,是油气成藏的有利区带,但是随着勘探程度的加深,地震勘探目标越来越复杂,流体性质的不确定性是目前勘探面临的难题之一,加强流体预测研究迫在眉睫。然而常规弹性参数对含气饱和度的敏感性较弱,且受压实、岩性、厚度调谐、孔隙等因素影响,气层、低饱和度气层、好物性水层等地震响应类似,常规弹性参数反演方法难以解决含气饱和度预测的问题。泊松阻抗表现为纵横波速度差的形式,可以消去固相突出液相信息,具有流体因子性质,然而常规的坐标旋转获取泊松阻抗的方法在定量预测含气饱和度时误差较大。射线弹性阻抗可以表达为广义泊松阻抗,对叠前道集资料进行对应泊松角度部分叠加即可快速求得泊松阻抗,相对于常规泊松阻抗保留了频率特征。在相控岩石物理指导下,采用分频技术,使用频变的泊松阻抗描述流体引起的频散程度,消除利用单一振幅信息所引起的流体识别假象,增强对油气检测的准确性和敏感性。同时通过随机森林算法建立特征频率泊松阻抗与含气饱和度的非线性关联,并加入孔隙度相控体,在有效储层里实现定量油气预测。随机森林算法是一种以决策树为基础的集成算法,具有调节参数少、操作方便的优点,且具有较好的...     

孔隙度和孔隙结构对储层特性影响的定量比较

岩石孔隙度和孔隙结构是表征储层渗、储属性的重要参数,这些参数在含流体岩层的岩性识别和油气预测中具有关键作用。首先探讨了孔隙结构参数的含义及其数学表示,再利用与孔隙度和孔隙结构有关的岩石骨架模型替代常规Gassmann流体方程中不含孔隙结构的岩石骨架模型,形成了可定量计算孔隙度和孔隙结构参数的扩展Gassmann方程;然后推导出孔隙度和孔隙结构对储层有效弹性属性影响的定量公式,获得了度量孔隙度和孔隙结构对储层弹性性质的影响因子R,为定量比较二者对储层属性的影响奠定了理论基础。理论分析和数值模拟计算表明:当R值适中时,孔隙度和孔隙结构对储层弹性性质的影响相当;R较大时,孔隙结构的影响大于孔隙度的影响;R较小时,孔隙度的影响大于孔隙结构的影响。这为储层评价和分析提供了定量方法和依据。以常用的Keys-Xu模型作为对比,计算了储层纵、横波速度随孔隙度和孔隙结构的变化,结果显示:孔隙度和孔隙结构均可使岩石的纵、横波速度的最大变化量达到2000~3000m/s,变化规律与影响因子R的结果一致,验证了扩展Gassmann方程和定量比较方法的正确性与适用性。     

敏感角度弹性阻抗在流体预测中的应用

 本文在详细分析研究区气田储层物性的基础上，通过AVO正演模拟分析,得出了单纯通过地震振幅变化难以预测含气饱和度的结论。针对这一结论着重研究了弹性阻抗对含气饱和度的敏感性，优选了研究区敏感的弹性阻抗，确定了气层弹性阻抗门槛值，提出了敏感角度弹性阻抗的概念及反演基本流程。对研究区实际资料进行敏感角度弹性阻抗反演的应用分析结果表明，在该区利用27°弹性阻抗进行流体预测是有效和可行的。     

弹性阻抗在岩性与流体预测中的潜力分析

给出了弹性阻抗的概念,并根据弹性阻抗与波阻抗定义的相似性,提出了利用叠后测井约束反演方法实现弹性阻抗反演的思想。利用Gassmann方程对渤海湾地区上第三系储层进行了流体替代模拟,得出横波速度随水饱和度变化很小,纵波速度和密度随水饱和度变化较大,对流体变化较敏感的结论。用不同饱和度的纵、横波速度和密度参数,利用波动方程正演模拟得到叠前合成道集,并提取角道集剖面,然后反演得到弹性阻抗剖面。反演结果表明,利用叠后测井约束反演方法实现弹性阻抗反演是有效和可靠的。对弹性阻抗和波阻抗与水饱和度的关系进行了对比分析,结果表明,弹性阻抗可以更好地反映流体饱和度的变化,在岩性和流体的识别和预测中具有很大的潜力。对鄂尔多斯苏里格气田的实际资料进行了处理,发现入射角为16°时弹性阻抗与自然伽马有很好的相似性,因此利用16°入射角对应的弹性阻抗可以识别有效储层。此外,通过井点弹性阻抗与自然伽马的对比分析,可以确定区分有效储层的门槛值,如苏里格地区有效储层的弹性阻抗门槛值为2900。     

岩性、孔隙及其流体变化对岩石弹性性质的影响

根据Gassmann方程推导出了流体模量与含流体岩石体积模量之间的关系。该关系反映出在流体置换过程中,流体模量及岩性变化等因素对含流体岩石弹性性质的影响。通过理论计算与分析表明,流体变化对刚性较强的(硬)岩石影响较小,而对刚性较小的(软)岩石影响较大。岩石孔隙度越低,含流体岩石体积模量对流体变化愈敏感。即地震波的纵波速度随孔隙度增大而减小。岩石孔隙度及流体模量较小时,纵波速度对流体变化比较敏感。通过对实际岩石样品进行流体驱替实验,发现实验结果与理论分析相一致。     

Characteristics of fluid substitution in porous rocks

Analysis of the effect of changes in fluid properties of rocks on the compressional-wave velocity VP and shear-wave velocity Vs is very important for understanding the rock physical properties, especially in oilfield exploration and development. The fluid substitution process was analyzed by using ultrasonic measurement and theoretical calculations. The results showed that the effect of fluid substitution on the rock elastic modulus was mainly controlled by fluid properties, saturation, and confining pressure. For a rock with specific properties and porosity, the result of theoretical prediction for fluid substitution accorded with the experimental result under high confining pressure （higher than 60 MPa for our experimental data）, but failed to describe the trend of experimental result under low confining pressure and VP predicted by Gassmann＇s equation was higher than that measured by experiment. A higher porosity resulted in stronger sensitivity of the bulk modulus of saturated rocks to the change of fluid properties.     

应用数字岩心和有效介质模型研究岩石弹性性质

基于三维数字岩心用有限元的方法计算了干岩样、完全饱和岩样和部分饱和岩样的弹性模量,并把数值模拟结果与理论和试验分别做了比较。结果表明,通过数值模拟得到岩石弹性模量-孔隙度关系与试验相符合,并且由数值模拟得到的流体替换对岩石弹性性质的影响与Gassmann理论相符合,数值模拟得到的部分饱和流体岩石的弹性模量与Gassmann-Wood(GW)理论也是符合的。同时把数值模拟结果与自洽理论和差分有效介质理论计算结果进行比较,发现没有一个理论计算结果能和试验结果符合,相反,数值模拟结果与试验数据基本符合。这表明了基于三维数字岩心预测岩石弹性性质的可靠性与精确性。     

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。     

岩石物理在浊积岩储层岩性与气水识别中的运用

浊积碎屑岩体系在地震弹性性质及储层物性特征方面表现出一定的变化规律,认识这些变化规律对选择合适的方法及地震弹性属性进行储层岩性识别和孔隙流体检测有重要意义。对于砂岩—泥岩渐变沉积旋回,孔隙度表现为双峰模式,纵波阻抗(速度)—孔隙度关系呈现倒“V”型,纵、横波速度比随粘土含量的增加呈单调增加趋势,反映沉积过程中岩石骨架支撑颗粒性质的变化,因此横波相关弹性属性,如速度比等,对岩性变化有指示作用。对于深度差异不大且成分稳定的厚层砂、泥岩,水动力条件的变化同样会造成岩石分选性的差异,此时速度(阻抗)与孔隙度的关系可用临界孔隙度校正的Hashin Strikman模型下限定量表征,依此建立的针对特定储层的岩石物理解释图版可用于确定储层孔隙流体类型及岩性。利用浊积碎屑岩储层所表现出的岩石物理特性,用Bayes统计分类技术对浊积碎屑岩储层进行岩性与气水识别取得较好效果。     

利用流体置换的Xu-White模型计算横波速度

在叠前弹性阻抗反演中,由于常常缺乏横波时差测井资料,导致不能准确地计算岩石的泊松比。针对这一问题,充分利用井的纵波时差、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等构建流体置换的Xu-White 模型,用以计算横波时差。将该方法应用于MBTL 地区M 区块的PMNA-001 井以及另一F 区块的F18B-29 井、F18B-116 井的横波时差的计算,结果表明,与实测横波时差相比,误差较小,完全能满足横波弹性反演和油气预测的需求。     

岩石物理参数分析在苏59 区块的应用

苏里格气田苏59 区块气藏分布受砂岩横向展布和储层物性变化控制,气、水关系复杂,属于典型的 “三低”（低孔、低渗、低压）油气藏,采用传统的波阻抗反演方法不能有效识别储层及储层内流体的性质。 岩石物理参数分析可建立岩石物理参数与储层特征的关系,识别储层特征参数,指导储层预测。通过对研 究区苏59 区块进行详细的岩石物理参数分析,寻找出对岩性敏感的弹性参数交会组合,同时建立扩展弹 性阻抗（EEI）模型,确定与自然伽马（GR）、孔隙度（POR）和含水饱和度（Sw）相关性最好的EEI 曲线,更好 地反映了储层岩性、孔隙性及含油气性,对后期利用叠前地震资料进行弹性参数反演,预测储层及烃类分 布具有指导意义。     

利用核磁共振与常规测井联合反演确定致密储层多矿物组分

常规孔隙度和电阻率测井资料是地层岩性、物性和流体性质的综合反映。常规测井资料反演处理时常采用很多假设或经验模型来计算孔隙度、含油气饱和度等关键参数,这在由复杂矿物组成的致密砂岩储层中往往会产生较大误差,使参数计算的精度和流体识别的符合率降低。核磁共振测井目前仅仅用于储层物性和孔隙结构分析,虽然可以解决致密储层孔渗评价的一些问题,但仍有大量储层地质信息有待挖掘。通过分析常规测井理论响应模型,结合鄂尔多斯盆地延长组7段致密砂岩储层的微图像拼接扫描（MAPS）成像及元素能谱分析,明确了储层主要矿物类型及不同矿物的孔隙发育程度,提出了一种利用核磁共振测井孔隙度数据与常规测井数据进行联合反演的新方法,采用最优化处理算法定量识别和评价致密砂岩储层中的黏土和主要造岩矿物的类型和含量。联合反演方法计算的矿物含量在精度上与元素扫描测井接近,矿物组合在应用于岩石类型判识方面与岩心分析的结果相当,可用于储层的岩性岩相分析。     

叠前地震反演在苏里格气田储层识别和含气性检测中的应用

介绍了叠前地震反演技术在苏里格气田有效储层识别和含气性检测中的应用。通过岩石物理分析建立了弹性参数与储层参数之间的联系,指出了工区内岩性、物性和流体的最敏感弹性参数。通过叠前地震反演获取了各种弹性参数反演结果,并根据岩石物理分析的结论将叠前地震反演结果进行综合解释,从密度和速度比交会图获得了岩性剖面,对识别出的砂岩根据反演的纵波阻抗计算了孔隙度剖面,对孔隙度大于5%的砂岩,利用笔者提出的新方法得到了含水饱和度剖面,在此基础获得了孔隙度含气饱和度乘积剖面