双相介质的频谱分析技术在流体识别中的应用——以中东某油田裂缝型碳酸盐岩稠油油藏为例

双相介质理论认为地下岩石是由具有孔隙的固体骨架和孔隙中所充填的流体所组成。地震波在含流体的多孔介质中传播时,会使流体在孔隙空间流动,从而引起低频共振与高频衰减。对三维地震资料及井旁道典型单井的频谱分析,以确定不同流体性质的频谱特征。应用面积差值法求取高、低频能量的差异,实践证实,油气层往往表现为明显的高频衰减与低频共振特征,而水层与干层则表现不明显。该方法在中东某油田碳酸盐岩裂缝储层发育区流体预测符合度可达80%,为区内的增储上产提供了有力的技术支撑。     

双相不混溶流体饱和裂缝—孔隙岩石依赖频率的地震响应数值分析

裂缝—孔隙岩石中流体类型及其分布特征是影响弹性参数的重要因素,实际储层中流体大多不是单一流体,且在数值模拟过程中很少考虑流体间饱和状态的影响。为此,基于Chapman模型,针对饱含双相不混溶流体的裂缝—孔隙岩石,研讨了饱和度和毛细压力参数变化对砂岩储层频散衰减和地震响应的影响。数值分析结果表明：随着油气饱和度的增加,特征频率（不同于于单一流体介质情形）呈先减后增趋势,且在中间频段的变化最明显,地震响应存在时间延迟和波形畸变现象;当双相流体中存在气体时,频散衰减和地震响应对饱和度的变化更敏感;随着衡量流体间毛细压力的参数q值的增加,双相流体间由“斑块饱和”趋向“均匀饱和”状态,特征频率向着“高频低饱”方向移动。该数值模拟结果为储层流体识别提供了有效依据。     

基于岩石物理模型和谱分解的储层描述技术

横波品质因子的倒数与剪切模量－频散有关，由此可以建立横波衰减的估算方法。非固结砂岩的地震响应研究表明泊松比参数与低有效应力的砂岩模型参数有关。不同压力下岩石的弹性参数变化研究证实随着有效压力的增加，孔隙之间的喉道缩小。这使得纵横比小的柔顺孔隙关闭，从而降低孔隙度。借助模型技术，可以利用孔隙介质中粘滞流体对地震波传播速度的影响预测地震波传播速度，降低反演结果的不确定性。利用岩石物性研究地震振幅响应，提供了一种更可靠的岩性、孔隙度、岩石纹理、孔隙流体和厚度地震预测，岩石物理模型驱动的地震反演技术可以实现直接反演孔隙度。地震波衰减机制和测量方法研究表明，在孔隙和渗透性碎屑岩中，流体运动是衰减的主要机制。深水环境下的流体模型可以通过地震和井资料的地质统计反演方法来建立。地震资料谱分解技术已在裂缝发育方向和裂缝间距的检测中得到了实际应用。     

利用VSP资料分析地层衰减特性

地层的衰减特性与岩石类型、流体类型和流体饱和度有关，应用地震数据和VSP数据并加以校正和补偿后，可研究地层的衰减特性。首先根据VSP各测点初至的振幅、初至的频谱以及初至的子波随深度的变化情况定性分析各地层的衰减特性，随后利用频谱比法求得了地层的品质因子并用于定量分析地层的衰减特性，最后将品质因子值资料和测井资料结合起来对储层进行描述和分析。经对BQ205井的地层衰减特性进行研究，认为利用各测点初至振幅、初至频谱以及初至子波的变化可以对各地层的衰减特性进行定性分析，能够初步确定出地层的衰减规律；品质因子曲线结合测井曲线能较好地对地层的衰减规律进行定量描述，并能确定储层的范围，但不能准确地划分出薄储层的顶、底界。     

深层—超深层碳酸盐岩储层地震预测技术研究进展与趋势

碳酸盐岩储层是中国陆上油气勘探的重要类型,已在塔里木、四川、鄂尔多斯等盆地发现了一批大中型油气田。但随着勘探不断发展,深层—超深层强非均质性碳酸盐岩储层将成为规模勘探的重要对象,与之相适应的地震预测技术存在理论方法薄弱、预测精度较低等问题。通过"十三五"攻关研究,在理论研究及新技术方面取得重要进展,其中裂缝—多孔隙介质岩石物理模型复杂波场正反演及碳酸盐岩数字岩心岩石物理分析与储层孔隙结构识别等方法创新为开发储层预测新技术奠定了重要基础,地震梯度结构张量小断裂识别、云变换随机模拟缝洞储层定量化预测、基于叠前弹性参数反演和分频属性的气藏检测等新技术则有效提高了断裂、储层及流体识别精度。在此基础上并结合强非均质性碳酸盐岩储层地震预测技术研究现状,提出技术发展建议:按照"深度融合、精细化和智能化"发展趋势,强化基于孔隙形态非均质性、裂缝诱导各向异性、具有频散和衰减的裂缝—孔隙介质的岩石物理建模方法等基础理论研究,重点发展基于双相介质频率、频散与衰减等波动力学特征的储层敏感属性精细化地震预测、基于数字岩心岩石物理分析的储层孔隙结构地震预测、人工智能碳酸盐岩储层定量预测及流体检测等技术。     

基于孔隙分维数的岩石分类方法

通过分析岩石孔隙结构的变化特征，提出采用孔隙分维数定量描述岩石的不规则程度，并根据岩石孔隙分维数的等差变化进行分类。以压汞资料为基础计算岩石的孔隙分维数，并建立了储层岩石品质指数与孔隙分维数的半对数关系，在此基础上建立了各类岩石的相对渗透率和毛细管压力的类属方法，将储层非均质性从对渗透率非均质表征延伸到了岩石与流体相互作用关系的表征。对胜利油区桩74断块东营组岩心压汞资料的处理结果表明，4种岩石类型覆盖了高、中、低渗透储层，各类储层的毛细管压力和相对渗透率关系特征基本上与其渗透率特征相对应。     

基于岩石物理与地震正演的AVO分析方法

以岩石物理理论为基础，根据测井资料和其他相关信息，建立了横波速度的估算方法。以研究区储层为例，进行了地震反射正演模拟，借以研究含气储层的地震反射特征。结果指出，可通过流体替换前后的地震反射差异建立烃类判别准则，并通过AVO分析实现储层含气与否的直接判别。通过对砂岩储层和碳酸盐岩储层的实际应用表明，AVO技术是一种能够反映孔隙流体对地震反射特征影响的有效方法，而建立在岩石物理与地震正演基础上的AVO分析具有更高的可信度和可行性。     

塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩储层孔隙特征刻画

塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩地层孔隙类型复杂，是地震勘探中孔隙度-纵波阻抗、孔隙度-渗透率关系复杂化的主要因素之一，由于缺乏合适的岩石物理模型，导致其表征一直是一个难题。根据Biot理论，Sun岩石物理模型引入表征碳酸盐岩储层非均质性的研究。与传统岩石物性模型相比，该模型可以更好地刻画碳酸盐岩储层孔隙类型的多样性，其有效性及准确性在岩心及测井尺度得到验证和应用。在这个模型中，孔构参数是一个与孔隙度无关的弹性参数，它能够在孔隙度不变的情况下表征体积和剪切模量的变化，进而表征孔隙的形态变化特征。文中采用该参数表征储层孔隙类型及孔洞特征的变化：首先，通过成像测井的二次处理，实现孔洞储层孔洞段、裂缝段的定性识别及孔洞直径、孔洞数量及孔洞面孔率的定量评价参数，为后续Sun岩石物理模型参数反演提供基础数据；然后，利用Sun岩石物理模型，得到表征储层孔隙类型的孔构参数；最后，在成像测井定量解释参数及薄片资料的刻度下分析了孔构参数与孔洞的大小和充填程度、孔隙类型及裂缝的发育程度的关系。研究结果表明：对于岩溶储层，孔构参数可以表征溶洞储层洞体的规模及充填程度。对于基质孔隙，孔构参数刻画了晶间孔、微晶孔及成岩...     

基于地震波衰减的特征属性重构方法

以储层流体识别为目的,提出了基于地震波衰减的特征属性重构方法。首先从地震波衰减理论出发,通过改变地层品质因子表达式,推导了地震特征属性函数,利用振幅类、频率类及衰减属性重构新的地震属性;然后设计粘弹性介质模型进行试算,结果表明,利用特征属性函数重构的地震属性能较好地突出储层含流体变化特征,从而验证了基于地震波衰减的特征属性重构方法识别储层含油气性的有效性。将该方法应用于老河口油田北部老168井区河道砂岩储层油气识别,基于叠后地震资料精细刻画了储层流体的展布特征,取得了较好的应用效果。     

天然气水合物储层吸收衰减机制及岩石物理理论研究进展

似海底反射(BSR)特征作为天然气水合物存在的重要标志，虽能指示水合物的底部位置，却难以用于水合物含量的定量解释。近年来天然气水合物勘探技术的迅速发展，使人们认识到BSR上方存在的地震振幅“空白”带与地震波吸收衰减直接相关，故可将其作为天然气水合物分布及量化的一项指标。本文首先回顾了世界不同水合物探区(加拿大Mallik冻土带、日本南海海槽、阿拉伯海Makran增生楔、墨西哥湾、中国南海神狐海域)以及人工含水合物岩样的地震波吸收衰减特征，发现对于不同的水合物样品、使用不同的资料，地震波表现出不同的衰减特征。进而总结了水合物储层可能存在的衰减机制及相关岩石物理理论，主要包括：全局流动衰减(Leclaire模型)、喷射流(改进的Leclaire模型、亚微米水合物颗粒喷射的HEG模型或微米流体喷射的HBES模型)、骨架摩擦衰减(改进的Leclaire模型)等。目前存在的主要问题在于，虽然多个地区的水合物地层呈现较明显的吸收衰减特征，但由于不同地区水合物生成条件和地质环境存在差异，水合物在沉积物中的赋存状态不同，导致吸收衰减随水合物饱和度的变化关系尚不明确。另外，目前的实际观测资料和岩石物理实验测试的频带范围有限，难以全面地体现衰减随频率变化的特征。因此，需要进一步地开展岩石物理实验研究，并充分结合实际探区资料和人工岩心的制作及实验测量结果，深入研究水合物储层微观结构对衰减机制的附加作用，明确水合物储层地震波衰减的原因，以此为基础研发水合物饱和度的定量地震解释方法。     

浅层河流相天然气藏预测技术

本文针对浅层亮点及非亮点天然气藏,从形成机理出发,进行了岩石物理分析、频谱衰减、叠前AVO技术及叠前敏感参数反演等预测技术研究。结果表明:1对于浅层储层与围岩波阻抗差异较大的亮点气藏,单纯应用亮点技术识别具有多解性,需要结合分频技术、吸收衰减及叠前AVO等技术剔除水层、火成岩等造成的假亮点,可提高亮点气藏的识别精度。2非亮点气藏储层孔隙度较低,与围岩为互层结构时,受常规地震资料分辨率的限制及调谐干涉的影响,在叠后地震资料上难以分辨;通过岩石物理分析优选出流体体积压缩系数等敏感参数,应用叠前弹性参数反演技术进行识别具有较好的效果。     

塔里木盆地三道桥地区潜山储层预测

为预测塔里木盆地三道桥地区潜山储层有利发育区,在钻井取心岩性观察、薄片鉴定基础上,结合潜山地震相分析,明确了该区潜山岩性及储层特征——区内存在白云岩、浅变质岩及变质岩3种岩性的潜山,潜山储层以裂缝为主;运用地震振幅属性圈定了潜山岩性分布范围;利用高精度相干体属性对裂缝有利区进行了预测,预测结果在后期钻井中得到证实,获得了良好的油气勘探效果。     

基于Gabor变换的时频分析在气层识别中的应用

地震波在地层传播过程中能量发生衰减,且高频能量衰减强,低频能量衰减弱,尤其在含气储层中高频能量急剧衰减特征更为突出。借助于Gabor变换优良的时间域与频率域局部化特性,将基于Gabor变换的时频分析方法引入到地震波吸收衰减分析中,对南海莺歌海盆地某区块碎屑岩储层进行了油气预测,预测结果与实际钻井资料符合,证明了该方法的有效性和在油气预测中的应用前景。     

塔河油田于奇东地区隐蔽油气藏预测方法及应用研究

隐蔽油气藏勘探仍然是一大难点,存在圈闭识别难度大、钻前预测可靠性低等一系列问题。该文以塔河油田于奇东三维地震和3口气井、6口非含气井资料为基础,通过地震波衰减异常处理技术和成藏条件分析方法,探讨了奥陶系碳酸盐气层的地震波衰减响应特征,同时用该方法预测了可能存在的东河砂岩碎屑岩隐蔽圈闭油气藏。研究结果表明,衰减含气检测对于碳酸盐溶洞、裂缝—溶洞型储层具有一定的指示效果,而对于以裂缝为主的储层应用效果不理想。通过目的层的衰减异常分析及沉积相和构造综合研究,在该区识别出一个东河砂岩储层的断裂—地层复合圈闭可能油气藏,其面积约为30.53 km 2,闭合高度为120 m,气层最厚可达51 m。衰减含气检测在隐蔽油气藏勘探中具有较大的应用潜力。     

四川盆地井研地区火山岩岩相类型及储层分布

四川盆地西南部井研地区二叠系火山岩勘探领域取得油气突破,但火山岩岩相类型多样、地震反射特征差异明显、取心资料少、储层薄且分布规律不清,因此,进一步落实井研地区火山岩岩相及优质储层分布对该区火山岩油气勘探具有重要意义。根据实钻井数据建立火山岩储层正演模型,模拟影响火山岩地震反射特征变化的因素,建立火山岩岩相和储层识别模式;在单井旋回期次、岩性、岩相和地震波形分析基础上,利用地震相、地层厚度、相干体、三维可视化等多种手段确定火山岩岩相类型及分布;在火山岩储层精细标定基础上,利用波阻抗和神经网络反演多种方法确定火山岩上、下储层分布;最终结合火山岩有利岩相、储层厚度、断裂、裂缝分布,圈定优质储层发育区。研究结果表明：井研地区发育爆发相、火山通道相和溢流相3种岩相类型,火山岩分布相对稳定,内部发育2套储层,爆发相下储层发育时明显影响火山岩底部地震反射;多种方法综合预测火山岩优质储层主要分布在工区西部和西南部,基底断裂、裂缝发育叠合区是下一步有利勘探目标区。研究结果对井研地区火山岩油气勘探具有一定指导意义。     

依赖频率的纵、横波衰减参数叠前反演方法

随着地震勘探进程的不断深入，需要更有效的流体识别方法满足日益提高的储层预测精度的要求。根据动态等效介质理论设计的两层储层初始模型推导了逆品质因子与速度的最佳正弦拟合解析式，定义了依赖频率的纵、横波衰减参数，并构建了利用叠前角道集和岩石模量反演衰减参数的算法。通过模型试算和实际数据应用验证该算法，结果显示：纵、横波衰减参数对含流体储层的敏感度高，衰减参数属性反演结果能够有效识别高含气饱和度储层；纵波衰减参数受背景干扰小，能更准确地识别含气储层。所提算法为有效利用衰减属性进行流体识别提供了一种新的途径。     

吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油甜点地震预测方法

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组致密白云岩储集层物性差,非均质性强,甜点储集层与围岩波阻抗差异较小,常规反演方法预测储集层难度较大。因此,首先从岩石物理分析出发,分析致密储集层测井响应特征,寻找反演特征参数。然后分别开展叠前和叠后地震反演预测页岩油甜点,根据与钻井岩心的吻合率,优选出最适合的地震预测方法,形成一套综合的页岩油甜点地震预测方法。结果表明,利用密度与纵波速度交会图坐标旋转结果,可以识别芦草沟组上甜点一类储集层,横波阻抗与纵波阻抗交会图坐标旋转结果可以将芦草沟组下甜点一类储集层和二类储集层与三类储集层和非储集层区分开;核磁孔隙度对甜点识别效果最佳,孔隙度4%是识别下限;对比叠后均方根振幅属性、叠后吸收衰减属性、叠前AVO属性和叠前同步反演的甜点预测结果与试油资料的吻合率,发现叠前同步反演在研究区甜点预测方面更有优势,并划分出3类储集层。     

多参数岩性地震反演在大民屯凹陷三台子洼陷砂砾岩储层预测中的运用

大民屯凹陷三台子洼陷勘探的关键问题是在大套砂砾岩体中识别出有效储层,这类围岩和储层的声波时差没有差异,运用波阻抗属性无法进行识别。而测井对比分析表明,含油砂砾岩段与围岩段的自然电位、电导率存在明显差异。因此选择自然电位、感应等对本区储层特征比较敏感的电性曲线,与地震信息建立联系,应用多参数岩性地震反演可有效识别储层。应用反演结果部署的两口探井均获工业油流。多参数岩性地震反演对类似储层的识别具有重要的借鉴作用。