含水饱和度对致密砂岩声波特性的影响研究

以四川盆地须家河致密砂岩为研究对象,研究了含水饱和度对致密砂岩声学特性的影响,以及致密砂岩的各向异性。采用透射法对干燥和饱和水的致密砂岩岩样进行声波测试,分别对干燥和饱和水岩样的声波传播规律进行研究。研究结果表明:对声波信号进行3层Db6小波分解后发现,岩石内部孔隙明显;致密砂岩岩样饱和水状态主频的能量较干燥条件下呈现不同程度的衰减,其中高频区域的能量衰减程度较大,低频区域信号能量所占比例增加,较高频率段纵波信号能量所占比例降低;随着含水饱和度增加,不同方向的岩样的声波速度和衰减系数变化趋势一致,但增加幅度不一致,即含水饱和度对致密砂岩岩样各向异性存在较大的影响。     

碳酸盐岩不同含水饱和度对声波传播特性影响

碳酸盐岩储层缝洞发育,结构复杂,利用声波传播特性预测均质砂岩含水饱和度的方法并不一定适用于碳酸盐岩储层。选择四川盆地龙王庙组不同孔洞发育程度的碳酸盐岩样品,测量了同一岩石样品在不同围压、不同含水饱和度时的纵横波波速。在实验基础上,研究了不同围压条件下纵横波波速、纵横波速比及声波衰减特性随含水饱和度的变化规律,并解释了该变化规律的内在机理,对比分析了声波波速、纵横波速比和衰减特征与含水饱和度敏感性,为声波测井资料应用于碳酸盐岩储层内气层的识别和含气饱和度及孔隙度的评估与预测提供了理论基础,对该类地层井下工程稳定性研究及储层评价都具有重要意义。     

利用含气饱和度确定深层气藏气层的方法及其在升平地区的应用

含气饱和度是最难求解的岩石物理参数之一。综合实验、计算和试油结果,得出了一种利用中子、声波和密度的测井资料定量确定含气饱和度的方法。根据测井资料,对于给定的地层岩性和孔隙度,确定了井眼环境条件下测井仪器的响应——含气饱和度的函数。利用中子—声波与中子—密度组合,编制相应的解释程序定量确定含气饱和度,然后,利用含气饱和度确定气层。这种方法的准确性取决于三种资料对仪器响应的准确性及程序利用时参数选取的合理性等。把这种方法应用于升平地区20口探井的深层气解释,所得结果与油田生产和油藏模拟非常吻合。     

致密砂岩岩石弹性各向异性实验研究

为研究致密砂岩岩样声波速度、弹性各向异性的影响因素及特点,选取四川盆地须家河组致密砂岩并在xx、yy、zz三个方向上钻取相同规格的岩心,利用实验仪器测量岩石的声学参数、基本物理参数,研究了含水饱和度、围压等因素对致密砂岩样品的声波速度、弹性各向异性参数的影响。研究结果表明岩样的纵横波声波速度随围压的增大而增大,随含水饱和度增加而增大。在干燥条件下,纵波各向异性参数γ随着围压增大而减小,横波各向异性参数ε随着围压增大而减小;在饱和水条件下,弹性各向异性参数随围压的变化规律与干燥条件时一致,不同的是变化幅度更加明显,说明了围压及饱和度对致密砂岩岩心各向异性影响较大。     

沾车凹陷岩电特征的分析和研究

在沾车凹陷复杂的岩性条件下,按油田不同层位进行岩电资料统计分析,并建立其饱和度解释模型是合适的.沾车凹陷孔隙度与地层因素、含水饱和度与电阻增大率的相关性均良好,这种良好的相关性将会使该地区的饱和度解释模型更具有代表性,因此划分出的油水层系更加精确,其胶结指数与岩样的其它岩性参数基本上相关良好,说明它在一定程度上反映了岩样的孔隙结构特性;其饱和度指数与岩样的其它岩性参数基本上不相关,说明它主要反映了饱和度大小及其分布特征的影响,其它影响因素处于次要地位.胶结指数与均质系数基本上是相关的,因此,胶结指数m可以作为描述岩石孔隙结构均质程度的一个新的特征参数.     

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。     

用压缩系数判别砂岩气层研究

在实验室常温常压条件下，对砂岩样品进行了实验研究；并根据Gassmann公式对岩样在流体饱和过程中的纵横波速度、波速比、压缩系数进行了计算：将理论计算结果同实验结果对比，分析了存在差异的可能影响因素以及结果在实际应用中的解释方法。结果表明：气体对砂岩声波参数有不同程度的影响，在所有这些参数中，压缩系数最能反映砂岩地层含气情况。     

确定含气饱和度的一种新方法及其在Prudhoe Bay油田的应用

含气饱和度（Ｓｇ）是最难以解释的岩石物理参数之一。而且，目前常用的多数检测天然气层的方法（如中子／密度法和中子／声波法）都是定性的，很难定量评价出含气饱和度。本文给出了利用中子孔隙度定量确定气藏或油气藏含气饱和度的一种新方法。该方法利用裸眼井测井资料得出的岩性信息对不同含气饱和度（０－１００％）条件下中子仪器的响应进行正演模拟。该方法的精度取决于用来正演模拟热中子响应的裸眼井地层岩性信息的精度、中     

声波参数识别含气砂岩地层实验研究

在实验室常温常压条件下，对砂岩样品声波参数随含水饱和度的变化关系进行了实验研究；并根据Ｇａｓｓｍａｎｎ公式对岩样的声波参数进行了计算，从中得出声波参数与含水饱和度，孔隙度的关系。将理论与实验对比，分析了存在差异的原因。结果表明，当砂岩含少量气体时，声波参数发生明显变化，纵横波速度比和压缩系数均与孔隙度有密切关系，并可用于识别气层。     

致密砂岩气层识别技术在大北地区的应用

理论和试验研究表明,声波速度比与含气饱和度有密切的关系,通过试验关系式获得的含气饱和度可作为气层指示。由于利用声波全波资料以声波能量为基础很难定量地识别气层,重点介绍了利用纵横波速度比和流体压缩系数识别油气层的方法,以及利用含气饱和度指示、流体压缩系数、时差比和岩石压缩比综合解释气层的方法。该方法在大北地区致密砂岩气层识别中取得了较好的应用效果。     

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。     

沁水盆地南部地区煤层气储层岩石物理实验

研究煤层气储层的岩石物理特征和储层参数计算模型是实现煤层气储层高效评价的关键。以沁水盆地南部煤层气储层为研究对象,采用线切割法加工技术获得实验室用煤储层柱塞岩心,对不同温度压力条件下的煤层气储层物性、声学等参数进行系统性实验研究。沁水盆地南部地区煤层气储层总体孔隙度与渗透率均达到了I类储层评价标准,但强非均质性导致煤储层渗透率变化范围较大,部分区域具有低、特低渗透率的特征,储层孔隙结构复杂多样,以微孔和小孔为主;煤层气储层纵横波速度之间具有良好的线性关系,利用波速与密度之间的关系以及纵横波速度之间关系可以研究岩性变化和预测含气性。     

水合物沉积物动态弹性力学参数试验研究

水合物沉积物的声学特性是水合物藏资源评估、水合物地层钻探开发的重要依据,而目前实际原状取心难度大、成本高,故通过试验的方法对该问题进行研究具有重要意义。利用中国石油大学岩石力学实验室自主设计开发的水合物声波原位测量系统,在不同围压条件下对不同水合物饱和度的原位合成沉积物岩样进行了声波测试,并根据弹性理论,利用所测得的超声波波速,计算得到试样的动弹性力学参数。结果表明:水合物沉积物的纵横波速以及动态弹性模量均随着围压、水合物饱和度的增大而增大。      

声波衰减表征页岩吸附气、游离气含量实验研究

为研究一种表征页岩含气性的声波测试方法,对页岩进行等温吸附-声波联测实验。测试干燥页岩不同覆压下的孔隙度和渗透率,明确页岩在覆压条件下的孔隙空间变化;测试了氦气填充孔隙体积时的声波衰减特征,确定页岩孔隙中含有不同含量游离气时的声波衰减规律;通过等温吸附-声波联测实验,观察声波在页岩含有不同含量甲烷时的衰减现象,对比孔隙中只含有游离气时的声波衰减规律,明确吸附气对声波衰减的影响;根据声波衰减规律与页岩中游离气与吸附气含量的关系,提出了声波衰减表征页岩中游离气量与吸附气量的方法。     

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。     

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。     

层理性页岩地层超声波透射实验

层理发育的硬脆性页岩的声波响应特征是页岩气开发过程中测井资料应用的基础,为获得对层理性页岩储层超声波传播特性的认识,选取渝东南地区下志留统龙马溪组野外露头岩块,通过波速初步筛选出横向各向同性的大岩样,在此基础上钻取不同层理方向的小岩柱,进行室内多频率超声波透射实验,以获取不同层理下的声波传播规律。实验结果表明：①实验用岩样以黑色、灰黑色及深灰色页岩、粉砂质泥岩为主,孔隙度变化范围为1.5%~2.5%,大部分岩样的渗透率小于1 mD;②在0°~90°范围内,随层理倾角的增加,波速减小趋势明显,衰减系数增加;③波速与孔隙度呈现较好的负相关性,随孔隙度增加,衰减系数增加且增加程度随层理倾角变大而加剧;④波速与频率呈对数增加的趋势,频散现象明显,衰减系数随频率增加而增大。所得到的页岩层理与声波属性相关性的实验结果,可为页岩气开发过程中建立准确的地层岩石强度剖面及井壁稳定分析提供实验依据。