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。     

基于叠前黏滞—弥散波动方程的数值模拟

地震响应中的低频阴影现象与含油气储层有很大关联,针对含流体储层提出的黏滞—弥散波动方程理论能较好地模拟两者之间的关系。本文将叠前数值模拟与该理论相结合,定量地分析了黏滞—弥散理论中不同参数对地震响应的影响:1黏滞系数越大,地震波能量衰减越大,高频成分衰减越剧烈;2弥散系数越大,地震波能量衰减越大,衰减与频率无关;3品质因子越小,地震波相位变化越大。在此基础上,定性地给出了低频阴影现象与黏滞系数、弥散系数、储层厚度之间的关系。另外,本文还探讨了低频阴影形成机理、相速度—频散关系式中存在的问题及如何分解薄储层的调谐问题。     

应用正演模拟分析近地表黏弹性对深层缝洞储层地震波衰减及成像的影响

近地表沙层的黏弹特性引起的地震波能量及频率的吸收衰减不容忽视。本文基于黏弹性介质波动方程正演模拟技术,研究了近地表不同Q值情况下地震波穿过黏弹介质后的地震波场特征,通过波场频谱特征分析了影响地震波能量及频率吸收衰减的因素,即Q值越小、激发子波的主频越高、传播距离越远的地震波能量及主频吸收衰减越严重。在此基础上建立起伏地表沙层缝洞型模型,研究近地表沙层对中深部储层反射波的衰减及对缝洞型储层成像的影响,对实际地震资料的振幅、频率的恢复补偿以及提高分辨率具有一定意义。     

基于谱分解的气藏识别技术与应用

 地震波传播穿过含油气砂岩时,高频能量发生明显衰减,研究地震波的这种衰减特征可以为油气检测提供有效信息。本文利用三类含气砂岩模型,针对完全弹性介质和盖层为弹性介质、储层为衰减介质两种情形,利用基于波动理论的反射率法分别正演模拟其相应的叠前地震记录,并利用广义S变换对模拟记录进行分频处理,分析不同频率时AVO特征。研究表明,弹性介质条件下AVO响应曲线不受频率影响;盖层为弹性介质、储层为衰减介质时不同频率的AVO响应曲线不同,随频率增加地震波衰减增大。据此对S油田实际资料进行分析,结果表明含气层表现出异常高衰减特性,利用谱分解技术可以有效预测气层的分布。     

频率衰减属性在深层碳酸盐岩油气勘探中的应用

针对BL地区长兴组地层碳酸盐岩礁滩相岩性油气藏具有埋藏深、油气分布不均匀的特征,提出了应用频率衰减梯度属性和低频伴影现象相结合进行油气检测的思路。首先介绍了频率衰减梯度和低频伴影现象的方法原理;其次结合研究区长兴组地层的储层物性参数建立地质模型,运用黏滞弥散型波动方程模拟和分析了该类储层的地震响应特征,模型分析表明利用频率衰减梯度属性和低频伴影现象识别此类储层的含气性是可行的。实际资料的应用证实频率衰减梯度属性和低频伴影现象对该类储层都有较好的指示,其预测结果能够相互验证,提高了储层预测及流体检测的准确性,为BL地区长兴组地层碳酸盐岩礁滩相岩性油气藏及类似油气藏的油气识别及流体检测提供了思路。     

基于斑块饱和模型利用地震波频散特征分析含气饱和度

本文应用斑块饱和岩石物理模型从理论上分析了不同固结程度岩石中含气饱和度对衰减介质垂直入射反射系数、速度和衰减的影响,结果表明局部含气储层在地震频带内会发生频散和振幅频变效应,地震反射系数频率梯度与频散具有一致性,两者均是对含气饱和度的敏感属性。通过含气饱和度—反射系数频率梯度—反射系数交会图,建立岩石物理量板,用于估计储层的含气饱和度。     

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。     

孔隙度与含气饱和度变化正演模型特征分析

由于四川盆地某工区珍珠冲段致密砂岩储层因低孔隙性和含气饱和度变化所产生的地球物理特征变化相对较弱,故而难以确定其有利的储集空间.在分析工区岩石地球物理特征的基础上建立含气储层的地震地质模型,然后对模型进行波动方程有限差分数值模拟及叠前深度偏移处理,最后对其进行波场特征和地震属性分析,分析地震振幅属性与孔隙度及含气饱和度...     

双相介质薄砂层的地震反射特征分析

针对含油气砂岩储层大多为双相介质薄储层的特点,利用薄层反射透射系数矩阵方程并结合Gassmann方程获得薄砂体储层的弹性参数、PP波及PS波地震响应,用以对比分析入射波频率、孔隙度、流体类型及流体饱和度对地震反射的影响。模拟分析结果表明:在薄层极性固定的情况下,薄砂层反射振幅随着频率的增大、孔隙度的减小而增大;中、低孔隙度下流体类型及饱和度的不同在地震响应上差异较小,高孔隙度下反射PP波振幅会显示出含气异常;相同孔隙度下,含气储层的泊松比较不含气储层的泊松比低,而在含油与含水情况下的泊松比相近。说明对于薄砂岩储层,利用反演泊松比的方法判别储层是否含气是可靠的,而区分油水层则缺乏足够的地震异常。     

储层的地震低频响应及识别

常规地震资料处理中把大地看成是完全弹性介质，实际上，地层岩石孔隙中常常含有流体（油、气、水），当地震波在其中传播时要发生与频率相关的能量衰减和相位畸变，且高频成分的衰减、散射和弥散远高于低频成分。地层介质对地震波的这种选频吸收作用使得在地震波的低频成分中保留了更为丰富的反映介质性质的信息。为此，开展了储层的地震低频响应研究。首先将Korneev等提出的一维弥散粘滞型波动方程拓展为二维形式，推导出二维形式下波动方程的解；然后设计了二维透镜体储层模型，采用二维弥散粘滞型波动方程通过相位移加插值方法进行了数值模拟。数值模拟结果与实验室物理模拟结果类似，从理论上证实了含流体储层存在低频高能量现象（低频伴影）。     

基于White模型的砂岩储层渗透率特性分析

针对不同固结程度的砂岩,从Boit经典理论出发,基于White斑块饱和模型,应用数值模拟研究了渗透率对地震波衰减和速度频散的影响,分析了地震波垂直入射时渗透率对储层界面反射系数和相位的影响.结果表明:对于砂岩储层,渗透率对地震波衰减和速度频散有明显影响,尤其是中等压实砂岩储层和未固结砂岩储层,对渗透率变化非常敏感;渗透率对砂岩储层尤其中等压实砂岩储层界面反射系数和相位有明显影响,甚至会产生相位极性反转.     

含气砂岩AVO正演的半定量分析

孔隙度和含气饱和度是影响地震AVO响应的重要因素。采用AVO正演方法模拟不同储、盖层组合、不同孔隙度和含气饱和度时的地震反射,基于Zoeppritz方程的Shuey两参数近似式和Castagna砂岩分类方案,利用AVO截距和斜率属性的变化规律对储层含气性进行尝试性的定量分析。AVO正演模拟结果表明,含气砂岩顶面的AVO响应变化是孔隙度和含气饱和度的综合响应,且在孔隙度增大时以截距下降为主,在含气饱和度增大时以斜率下降为主;且当含气饱和度大于20%后,AVO响应变化减弱。当盖层阻抗低于储层骨架阻抗时,随孔隙度和含气饱和度的增大AVO响应类型由Ⅱ类过渡为Ⅲ类;当储、盖层骨架阻抗相当时,其类型由Ⅲ类过渡为Ⅳ类;当盖层阻抗高于储层骨架阻抗时,AVO响应主要为Ⅳ类。     

储层毛细管应变对地震纵波速度的影响

本文提出的储层毛细管应变地震波速衰减机理，是指地震波在多孔双相介质传播过程中，使固结很差的储层毛细管（孔隙喉道）优先闭合性应变，其应变量主要控制被压缩气体的体积和波动能量耗散及波束衰减量，据此，建立纵波速度与毛细管压力，孔隙结构，含水饱和度和岩石闭合弹性模量间的数学关系；较好地解释了Ｄｏｍｅｎｉｃｏ效应；初步定量性评价孔隙结构和含气饱和度对地震波速的影响，这对拓宽毛细管压力资料在地震资料解释中的应     

斑状饱和介质的粘弹特性表征与地震波模拟

将描述斑状饱和介质的储层参数简化为高、低频极限模量和特征频率3个参数,通过数值模拟实验,说明了利用标准线性体(Standard Linear Solid,简称SLS)模型可以定量表征斑状饱和介质的粘弹特征,包括地震波衰减和速度频散特性,进而为研究斑状饱和介质中地震波场特征与储层参数的定量关系提供了一种简单方便、快速有效的技术手段。基于SLS模型,数值模拟了地震波在斑状饱和介质中的传播,分析了斑状饱和介质中孔隙度及含气饱和度的变化对地震波传播特征的影响。研究结果表明:①根据SLS模型模拟的地震记录可以准确提取斑状饱和介质中的地震波衰减和频散特征。②对一个特定储层,在相同孔隙度条件下,某个特定含气饱和度附近,地震波振幅和相位变化最大;在相同含气饱和度条件下,孔隙度越高,地震波波形变化越大。     

基于反射系数频散的气层识别技术

着重研究与流体有关的速度频散引起的反射系数频散,并应用于致密气层识别。黏弹性介质中的地震衰减有两种表现形式:1脉冲信号穿过衰减介质时的频率组成和振幅变化;2反射系数随频率变化。基于线性黏弹性理论对速度频散的描述及经典的反射系数简化公式,推导出随频率和地层品质因子变化的反射系数公式,该公式反映了反射系数随频率、入射角、地层品质因子等的变化特征,既考虑纵波速度频散,也考虑了横波速度的频散问题。反射系数频散引起反射能量的变化,基于速度与含气饱和度关系,将地震波速度、振幅与地层含气后引起的能量衰减机制(如喷射流机制)联系起来,进而可以通过反射能量的变化识别气层。利用反射系数频散技术对四川盆地GA101井区的致密砂岩气层进行识别,预测结果为地震勘探及井位部署提供了可靠的依据。图4表1参22     

利用黏滞—弥散波动方程理论进行油水识别

含水和含油气储层在时间—空间域的地震响应特征无明显差异,而在频率域的响应特征有较明显的差异,即在流体检测中频率类属性对地震波衰减较敏感。为此,利用黏滞—弥散波动方程理论进行数值模拟,提出一种分析储层主频差、频带宽度差及频谱相似系数的流体检测方法。通过模型实验及实例分析,得到如下认识:1含油层表现为高主频差、高频带宽度差、低频谱相似系数的特征,含水层则表现为低主频差、低频带宽度差、高频谱相似系数的特征;2频率衰减梯度、低频阴影检测等传统的流体检测方法,存在参数选取缺乏理论依据、工作量大、油水识别不敏感等不足;3本文的流体检测方法,通过分析储层顶、底主频差、频带宽度差、频谱相似系数,可以有效地检测与识别不同的含流体储层,并且具有油、水识别准确、工作量小、计算效率高等优势。     

垦东北部馆陶组河流相储层正演模拟效果

针对济阳坳陷上第三系广泛发育的浅层疏松的河流相砂岩储层,以垦东北部馆陶组曲流河砂岩储层为例,通过基于测井资料的岩石物理特征分析,根据研究区实际条件建立含不同流体储层正演模型,应用垂直入射正演模拟、叠前AVO正演及基于Gassmann方程的流体替换技术分析研究储层含不同流体引起的弹性参数变化、地震反射特征及AVO响应变化规律。研究结果表明,对于浅层河流相,储层含油气后速度、密度进一步降低,相对较厚的油气层与围岩形成振幅较强的反射,油层与气层均表现为振幅随入射角增大而增大的Ⅲ类AVO异常,而水层则表现出随入射角增大而减小的特征;含气饱和度的变化使气体的可压缩性发生改变,P波速度随含气饱和度的增加由急剧降低转为缓慢升高。研究结果对应用叠后属性、叠前反演对含油气储层的有效识别具有一定的指导意义。     

储层砂岩的各向异性

对泵油饱和南京砂岩施以正弦波载荷来模拟地震波在储层砂岩中的传播,进而研究地震波的频率和振幅对储层砂岩的衰减,杨氏模量,泊松比,纵横波速度和各向异性的影响,获得了以下结论：（1）随正弦波频率的增高,杨氏模量,泊松比,纵横波速度都增大,频率越高,增长速度越快,频散效应越显著,（2）当固定频率,不断增大应变振幅的增大,而杨氏模量和泊松比及纵横波速度却反而降低,（3）无论是随频率的增高,或应变振幅的增大,上述物理力学参及动力学参数都丰在极为明显的各向异性,这种各向异性既与南京砂岩固有的各向异性有关,也与饱和流体沿旗加压力方向的流动和扩散有关,这种压力引非破坏性小形变,将导致储层的各向异性。     

饱和砂岩滞弹性弛豫热激活过程机理探讨

物理模型实验揭示：流体饱和度、孔隙流体的特性，地震波的频率和岩石孔隙的纵横向尺寸比对地震波的衰减都有很大的影响。本文借鉴滞弹性弛豫热激活过程的研究来描述地震波在饱和砂岩中的衰减机理。     

局部频率直接用于烃类检测

当地震波传播时,其由于球面发散、散射、内部吸收和在岩性变化界面的反射而损失能量。反射波的振幅和频率响应受地质构造、地层厚度、岩性和孔隙流体属性等多种因素的影响。当地震波由地下返回地表时,携带了与地层特征、岩性变化和油气聚集相关的信息。每个油气藏因其具有不同于围岩环境的自身岩石和流体特性而有其自身的地震频率响应特征。利用谱分解方法从地震数据中提取特征频率组分,并识别出低频异常。为了弄清导致低频异常的物理因素,建立了一组基于正演模拟的波动方程。结果表明,地震波穿过含气区的传播速度慢于穿过围岩的传播速度是薄储层中地震时间序列延迟和低频异常的主要原因。解释成果已被应用于墨西哥湾油气田含气砂岩频率异常的分析中。