低孔隙度低渗透率砂岩的声波特性实验研究

用实验方法探讨了气驱水过程中低孔隙度低渗透率砂岩的纵横波速度、纵横波速比、弹性模量等参数随不同含气饱和度的变化;同时在频率域内探讨了纵横波的主频、带宽、品质因素Q随不同含气饱和度的变化.实验表明,10%～20%的气体可使低孔隙度低渗透率砂岩岩心的纵波速度、纵横波速比迅速下降;而低孔隙度低渗透率岩心的纵波主频、带宽、品质因素Q也与含气饱和度有明显的关系,10%～20%的气体可使其纵波主频、带宽及Q值显著下降,这种降低的趋势比纵波速度、纵横波速比更急剧更敏感.用纵波主频、带宽、品质因素Q比用纵波速度和纵横波速比更能反映低孔隙度低渗透率岩层是否含气体.     

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。     

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。     

基于White模型的含气砂岩垂直入射地震响应特征分析

基于空间周期排列的球状斑块饱和模型(White模型)和动态体积模量理论,研究了含气饱和度和渗透率对固结良好、中等固结和未固结砂岩储层地震响应特征的影响,结果表明:1当含气饱和度增大时,地震纵波相速度的衰减会更加明显,在地震频段内可达数百m/s,而渗透率增大对其造成的影响则相对较小;2高频情况下,含气饱和度越高,逆品质因子越高,地震波衰减越强;3低频情况下,含气饱和度越高,逆品质因子越低,地震波衰减越弱。利用相移法波动方程正演对三类砂岩储层地震响应特征进行了数值模拟,结果显示:1增大含气饱和度可使储层下界面反射产生时间延迟,且在未固结和中等固结的砂岩储层中十分明显,地震波主频逐渐向低频方向移动;2在含气饱和度较高的状态下,介质中流体的流动性增强,导致渗透率对地震波速度的衰减能力增强。     

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。     

纵横波联合反演在苏里格含气性检测中的应用

苏里格气田目的层属于辫状河和曲流河沉积环境下的多种砂体组合，而且含气层速度值与泥岩的速度值有较大的重叠。因此，单纯纵波反演在该地区不能有效地剔除低速泥岩，区分致密砂岩与有效砂岩。AVO理论和实践证明，含气砂岩随饱和度的下降，纵波速度明显变化，而横波速度变化较小。纵横波联合反演可得到纵波阻抗和横波阻抗，进而可有效区分岩性。纵波阻抗和横波阻抗的比值，可消除密度项得到纵横波速度比。根据Aki Richards公式可知，在纵横波速度比为1.5左右时，可确定砂岩含气。据此，在推导纵横波联合反演公式和确定反演过程的基础上，对苏里格气田某测线进行纵横波联合反演，得到纵波阻抗、横波阻抗和纵横波速度比，从而确定了低速泥岩、致密砂岩与有效砂岩的分布范围。     

基于黏滞—弥散理论的含气砂岩数值模拟与分析

黏滞—弥散波动方程理论能够将含油气储层的地震响应特征与频率紧密联系起来,而斑块饱和模型则常用来描述经典含气砂岩的岩石物理特征。根据Johnson理论,通过计算岩石动态体积模量可以得到等效纵波相速度和品质因子的频散关系,改变含气饱和度能够对砂岩中地震波速度的衰减产生十分显著的影响,在地震频段可高达数百米每秒。当地震频率较高时,含气饱和度越高地震波衰减越强;地震频率足够低时,含气饱和度越高地震波衰减越弱。根据Carcione衰减机制,结合叠前相移加插值黏滞—弥散波动方程正演,对三类经典含气砂岩的地震响应特征进行数值模拟,发现增大含气饱和度可使储层下界面反射产生明显"时间延迟",且地震波在欠压实和中等压实的砂岩储层中表现出一定的主频降低现象;渗透率的增大能够改变介质中流体的流动性,但对含气储层的地震响应影响相对较小。     

含气层纵波声速与孔隙度、泥质含量和含水饱和度的关系

根据对实测测井解释资料的分析,认为孔隙度和泥质含量对纵波声速的影响大于含水饱和度的影响。但低孔低渗岩含气时,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速度求出的孔隙度。因此,由横波求出的孔隙度应慎重使用。     

低孔低渗岩石声学参数的实验研究

对大庆油田芳深８井２０块低孔,低渗岩样,在完全饱和水和气的条件下进行声学参数测试。除得到岩样在含气和含水时纵,横波速度及幅度外,还记录了波列,并在频域上进行波谱分析,发现除了可根据纵横波速度比区分饱气和饱水岩石外,饱气和饱水岩样由于对纵波,横波的衰减不同,在频域波谱上出现了不同的主频漂移,其中不等粒砂岩岩样的主频漂移明显,因此岩石的主频漂移可望成为识别储层中含气和含水的新的特征参数。     

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。     

高温高压下岩心的声学性质研究

通过实验．模拟井下储层的温度压力条件,以钻井取心后制成的小岩心为对象．研究了岩心纵波速度与温度、压力的关系．以及在一定压力下随流体饱和度变化时纵波速度的变化规律和纵波幅度的衰减规律。研究发现．压力对声速的影响可达35％以上．因此在做声波驱替饱和实验时,必须考虑压力条件．而温度对速度的影响可以忽略;当温度和压力一定时．纵波速度的变化呈现3种规律．利用此性质可以识别气层。     

高频条件下砂岩波速与多孔隙介质流体含量关系的研究

在测量大庆油田砂岩样品纵横波速度与饱和度的变化关系中发现，在高频条件下，样品中的流体含量对横波速度基本上没有影响，而对纵波速度影响较大，并且在某一饱和度时出现波速最低值。     

四川盆地致密砂岩天然气成藏特征及规模富集机制

四川盆地川中地区须家河组致密砂岩气藏含水饱和度普遍较高。基于天然气地球化学分析测试数据和核磁共振高压充注模拟实验,研究了天然气运聚特征及气藏高含水机制。结果表明：①须家河组烃源岩—储层大面积交替叠置发育奠定了油气近距离聚集的基础,随烃源岩成熟度增高,天然气湿度系数变小、δ¹³C₁值增高,为近源成藏;②须家河组气藏含气饱和度主体分布在50%~65%之间,储集空间的主要孔隙半径为0.1~10 μm,相对大孔径占比越大,含气饱和度越高;③随充注压力增大,天然气在致密砂岩中由大孔径向小孔径空间“渐进式”聚集,并呈现出快速增加、缓慢增加和基本稳定的“三段式”充注特点,小压力驱动与相对大孔隙储集的耦合是川中地区须家河组天然气可以形成大中型气藏但含水饱和度高的主要原因。研究成果将为致密砂岩领域的拓展勘探提供理论技术支撑。     

考虑成岩固结作用的双重孔隙介质岩石物理模型及其应用

成岩固结作用和孔隙结构及类型是影响致密油气储层弹性性质的重要因素.然而,现有的岩石物理模型大多聚焦于单一孔隙类型或只考虑成岩作用,难以准确刻画致密油气储层低孔低渗、流体分布不均匀及孔隙结构和类型复杂等特征.为此,充分利用微分等效介质(DEM)理论和Pride模型导出考虑成岩固结作用的双重孔隙介质岩石物理模型,通过引入固...     

鄂尔多斯盆地延安气田山西组致密砂岩储层天然气充注模拟实验及含气性变化规律

致密砂岩气是当前非常规油气勘探开发的重点。为了弄清不同类型致密砂岩储层中天然气的充注特征和含气性变化规律,选取鄂尔多斯盆地延安气田山西组12个砂岩样品,依据岩性、物性和孔隙类型将其划分为3类,并分别开展了不同渗透率、不同充注流速和不同充注压差下的天然气充注模拟实验。结果表明,物性较好致密砂岩的中孔隙对含气饱和度的贡献大于小孔隙,而超低孔渗致密砂岩的小孔隙对含气饱和度的贡献大于中孔隙。临界注入压力是岩石的固有属性,不随流速的变化而变化,含气饱和度与流速成正比关系,流速越快,含气饱和度越高。充注压差越大,气体突破时间越短,含气饱和度就越高,随着充注时间增加,含气饱和度变化很小,最终趋于某一恒定值,即岩心束缚水状态下的含气饱和度。该研究能够为延安气田致密砂岩储层的物性下限分析和运移机理探讨提供实验基础和理论依据。     

致密砂岩气藏水锁效应机理探析——以苏里格气田东南区上古生界盒8段储层为例

水锁效应是影响气井生产开采的重要因素,在低渗透、特低渗透的致密砂岩气藏中,由于孔喉细小,水锁效应影响更加显著。根据致密砂岩气藏储层岩石中液相流体的开采前后受力特征;探讨了致密砂岩气藏生产过程中水锁效应的发生机理。利用高压压汞、气水相渗等实验分析资料,分析了压力与含水饱和度以及气相相对渗透率的关系;结果表明:压力与含水饱和度呈良好的指数关系,而压力与气相相对渗透率呈明显对数关系。随着生产压差的增大,会导致含水饱和度的升高,而含水饱和度的升高使得气相渗流能力降低,最终造成了水锁伤害程度的加重。合理的控制生产压差对于减轻气井生产过程中水锁效应,延缓气井见水有着重要意义。     

致密砂岩气藏充注模拟实验及气藏特征——以川中地区上三叠统须家河组砂岩气藏为例

致密砂岩气藏岩石孔喉细小、孔隙结构复杂、含水饱和度较高且主控因素不明,制约了对天然气规模成藏机制的认识和气水分布的预测。为此,以四川盆地中部（以下简称川中地区）上三叠统须家河组致密砂岩气藏为研究对象,应用基于低场核磁共振与高压驱替装置有机结合的模拟实验设备,开展致密砂岩在不同驱替压力下气驱水过程的在线动态模拟,研究不同压力下气、水在岩石中的赋存及流动特征,定量表征流体饱和度与充注压力、岩石孔径等的关系,探讨致密砂岩气富集机理。研究结果表明：①决定须家河组气藏含气饱和度高低的储集主体是孔径介于0.1～10.0 µm的储集空间;②含气饱和度总体上有随孔隙度和渗透率增大而升高的趋势,孔渗条件相近时,含气饱和度高低主要受控于孔径大于1.0 µm的储集空间,大孔径占比越高,含气饱和度越大;③须家河组致密砂岩在3.0～5.5 MPa充注压力下达到总含气饱和度的70%,此后随充注压力增大,含气饱和度增幅缓慢且总量小;④“小压差驱动、相对大孔径空间储集的耦合”是低生气强度区致密砂岩形成较高含水饱和度大中型气田的重要因素。结论认为,川中地区须家河组储层“孔径小、生气强度低、近源聚集”的特点决定了其主要以小压差驱动、相对大孔径空间储集,天然气可以规模富集成藏,但储层含水饱和度高。     

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。