鄂尔多斯盆地北部复杂碳酸盐岩横波速度预测研究

鄂尔多斯盆地北部D气田奥陶系马家沟组马五段发育了岩性和孔隙结构均复杂的碳酸盐岩,储层岩性为白云岩、灰岩中夹杂硬石膏、石英,部分层段黏土含量较高,采用工业界常用的经典碳酸盐岩岩石物理模型Xu-Payne模型不能有效求取该储层的横波速度。针对这一问题,将储层岩石等效为由白云石、方解石、黏土、石英、硬石膏及孔隙流体组成的混合物,将岩石中的孔隙简化等效为刚性孔隙与柔性裂缝,综合利用多孔隙类型微分Kuster-Toks9z(简称DKT)岩石物理模型、Gassmann方程、Wood方程、VRH平均公式构建岩石物理模型,在纵波速度的约束下求出刚性孔隙与柔性裂缝的体积分数,进而求取横波速度。研究区实际测井资料应用上述方法求取的横波速度均方根误差、相关系数要明显优于用多矿物扩展的Xu-Payne模型及原始XuPayne模型的预测结果,验证了方法对于求取复杂岩性、复杂孔隙结构碳酸盐岩储层横波速度的适用性和有效性。     

塔中地区ZG5-7井区横波速度的预测

纵、横波速度是储层岩性、物性和流体识别的重要参数,而实际生产中往往缺乏横波速度资料,因此,开展横波速度预测已成为岩石物理研究的重要内容。目前横波预测中普遍使用的是Greenberg-Castagna经验公式,但其在塔里木盆地塔中地区ZG5-7井区应用效果不佳。针对上述问题,充分利用已钻井的纵波速度、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,构建了流体置换的Xu-White模型,用来求取横波速度。该区６口井的横波曲线拟合的实验结果表明：Xu-White模型预测的横波速度与实测横波速度高低趋势一致,其相关系数最高达到0.970 9,完全能满足横波弹性反演和油气预测的需要。结论认为,Xu-White模型不仅适用于碎屑岩储层的横波速度预测,同样在碳酸盐岩的横波速度预测中也能取得良好的应用效果。     

富有机质泥页岩岩石物理横波速度预测方法研究

许多实际测井资料中缺失横波速度数据,给叠前地震资料反演、脆性因子计算、应力分析和储层预测等带来不利影响。关于碎屑岩和碳酸盐岩的横波速度预测方法已日趋成熟,而关于富有机质泥页岩的横波速度预测方法的研究相对较少。基于Keys-Xu干岩石模型,引入Gassmann方程和Brown-Korringa固体替代等岩石物理理论,构建了一种包含多矿物、复杂孔隙和有机质含量的富有机质泥页岩岩石物理横波速度预测方法。该方法将富有机质泥页岩等效为由岩石基质矿物、有机质和含流体孔隙组成的混合物,将岩石中复杂的孔隙结构等效为球形孔隙与裂缝状孔隙组合的结构;利用纵波速度计算球形孔隙与裂缝状孔隙的体积分数,进而预测横波速度。将该方法应用于实验室测试数据和建南构造侏罗系下统自流井组东岳庙段富有机质泥页岩实际测井资料,预测的横波速度与实测的横波速度吻合度较高,表明该方法在预测富有机质泥页岩横波速度时适用且有效。     

复杂多矿物组分的页岩气储层横波时差预测方法

测井资料是获取页岩气储层物性参数、矿物组分、总有机碳含量、含气量等关键评价参数的基础资料,在测井资料的工程应用方面,一般通过实际测井的地层纵、横波时差来计算岩石的杨氏模量、泊松比、破碎压力等力学参数,部分页岩气新井和大量老井中无横波时差资料,致使无法计算页岩气地层的岩石力学和脆性指数。为此,把已有的针对简单矿物组分的砂泥岩地层横波时差预测方法拓展应用到复杂多矿物页岩气储层,在准确处理出页岩气储层复杂矿物组分的基础上,基于孔隙介质岩石物理模型和Biot—Gassmann方程,应用VRH模型求得地层的等效弹性模量,再以纵波时差作为约束参数来反演预测页岩气储层的横波时差。应用效果表明:该方法预测结果与实测结果对比误差较小。同时还探讨了区域纵横波时差回归统计法、简化的基于纵波时差来预测横波时差等多种方法预测结果的差异和影响因素,最终优选出的适合页岩气储层的横波预测方法,满足了生产现场解释评价的需要。     

基于Xu-White模型横波速度预测的误差分析

在砂泥岩剖面中,基于Gassmann方程和Xu-White岩石物理模型,利用常规测井资料及实验室岩石物理数据进行横波速度估算。模型中考虑了泥质砂岩中基质性质、泥质含量、孔隙度大小和孔隙形状以及孔隙饱含流体性质对岩石速度的影响。综合分析了模型中沙、泥岩和孔隙流体弹性参数以及孔隙纵横比等输入参数的误差对预测横波速度精度的影响。数值模型试验表明,在Xu-White模型中采用变化的孔隙纵横比估算出的横波速度远远比采用固定孔隙纵横比估算出的横波速度准确。     

横波速度正演在东濮凹陷浊积砂储层预测中的应用

东濮凹陷濮卫次洼沙三段浊积砂体具有横向变化快、砂体埋藏深、厚度薄、成岩作用强、隐蔽性强等特征,采用传统的波阻抗反演方法难以识别有效储层及储层流体的性质。选取濮138块的多口井测井资料,基于孔隙介质岩石物理理论,利用常规测井资料求取多矿物组分,根据Xu-White模型和Biot-Gassmann方程正演得到地层横波速度,并建立了定量解释模板。利用求得的多种弹性参数开展了濮卫地区浊积砂储层的叠前反演预测,预测结果与钻井结果吻合率达到76%,表明了该预测方法的有效性。     

基于基质矿物模量自适应提取横波速度反演方法

鉴于运用Xu-White模型时基质矿物模量(体积模量和剪切模量)取值较为困难,本文通过引入干岩石泊松比(σdry),借助Gassmann-Boit-Geertsma方程,提出-种改进基质矿物体积模量的自适应提取方法。在提取基质矿物体积模量的同时,也提取基质矿物剪切模量,从而有效地解决了取值问题,使得利用Xu-White模型准确反演横波速度成为可能。实际资料表明,基于基质矿物模量自适应提取的横波速度反演方法,不仅可以保证基质矿物模量的取值精度,而且能够提高反演横波速度的精度,反演与实测横波速度的相对误差不超过7%,误差均值仅为1.389%。     

虚拟孔隙度优化Xu-White模型法预测横波速度

纵、横波速度和密度是连接岩石各种物理性质与地震波勘探的桥梁,是储层岩性、物性和流体分析识别的重要参数.在实际工作中只有极少数井进行了横波速度测井,甚至没有横波资料,而利用横波速度可以得到泊松比、拉梅模量等反映流体性质的物理量,减少地震振幅解释的多解性,这种情况下,就需要预测横波速度.文中在Xu-White理论模型的基础...     

横波速度计算方法与应用

利用地震资料研究储集体速度特征和地震响应时常需要横波速度资料,但由地震采集或测井获得的横波速度资料较少。本文利用常规测井及实验室岩石物理数据,基于Gassmann方程和Xu-White、Kuster-Toksz等岩石物理模型估算横波速度,并应用测井约束反演与叠前波形反演对估算的横波速度进行修正,最终得到符合实际地震波性质的横波速度计算方法。应用结果表明了该方法的可行性。     

基于岩石物理模型的纵、横波速度反演方法

纵、横波速度是储层特征评价、流体识别的重要参数。针对勘探生产中缺乏速度测井资料的情况,研究并提出了基于岩石物理模型的速度反演预测方法。首先介绍了前人给出的速度-孔隙度关系式和基于岩石物理模型的速度估算过程;然后以岩石孔隙参数为基础,建立测井数据与岩石弹性参数之间的岩石物理关系;最后重构反演目标函数,通过模拟退火反演获得可靠的纵、横波速度。实验室数据和实际测井资料的计算结果表明,该方法能够在不使用速度测井信息作为先验约束的情况下得到可信度较高的速度预测结果。     

富有机质岩石横波速度预测方法

以往针对富有机质岩石横波速度预测方法大多未同时考虑干酪根分布和孔隙形状的影响,为此,基于Kuster-Toksöz （KT）岩石物理模型和混沌量子粒子群寻优算法构建了一种新的富有机质岩石横波速度预测方法：把富有机质岩石等效为由矿物、干酪根颗粒、含流体孔隙组成的混合物,其中干酪根颗粒与孔隙同时被等效为硬币形状包含物,通过其纵横比变化表征干酪根分布及孔隙形状对速度的影响;使用预测与实测纵波速度之间的误差构建反演目标函数,引入混沌量子粒子群非线性多元全局寻优算法同时求解等效干酪根颗粒和等效孔隙纵横比参数,在反演参数的基础上预测横波速度。将该方法应用于实验室测量数据和实际测井数据,并与前人提出的三种单一参数自适应方法进行对比,结果显示新方法优于单一参数自适应方法,证明新方法在富有机质岩石横波速度预测中有效。     

砂泥岩地层横波测井曲线预测方法研究

基于早期开发井普遍缺乏横波测井资料的现实,分别讨论了基于Greenberg-Castagna公式、近似Gas-smann方程和Xu-White模型等3种方法在砂泥岩地层预测横波测井曲线的基本思路,给出了相应的计算流程。以某油田开发井横波时差测井曲线预测为例,通过实测横波测井资料的对比,分析了3种方法在砂泥岩地层的应用效果。结果表明,Greenberg-Castagna公式法简单实用,经过流体校正后在砂泥岩地层的应用效果较好;近似Gassmann方程法和Xu-White模型法相对复杂,对输入参数进行优化将有助于提高横波速度预测的精度。     

岩石物理模型在横波速度估算中的应用

岩石物理模型是进行岩石物理研究、求取横波速度的重要基础。利用Xu-White砂泥岩混合模型,通过岩心测试数据、纵波和密度曲线、泥质百分含量及孔隙度测量得到岩石骨架的体积模量和剪切模量,然后计算不同流体及流体饱和度下岩石的有效弹性模量,进而计算出纵、横波速度。经过与实测密度、纵波资料的对比,调整参数循环迭代计算,得到最终横波速度。利用岩石物理模型估算横波速度,解决了平湖油气田放鹤亭构造常规测井缺乏横波资料的难题,为AVO正演模拟、叠前AVO/AVA同步反演提供了可靠的基础数据。     

横波预测技术在苏里格气田储层预测中的应用

横波资料的缺乏严重制约了苏里格气田A区储层岩性、物性及流体识别等工作的开展,以往横波预测结果精度低,识别能力差,已不能满足储层预测需求。为此,基于地质、钻井、测井、地震等资料,针对苏里格气田A区上古生界砂泥岩地层的实际情况,确定了构建Xu-White模型所需的各项岩石物理参数,进行了横波预测研究,结合岩石物理分析、叠前弹性参数反演等技术实现由点到面的储层预测,获得的预测横波曲线与实测横波曲线吻合度较高。结果表明:①使用纵横波速度比、剪切模量以及拉梅模量/剪切模量、体积模量/剪切模量可有效划分砂、泥岩,利用拉梅模量/剪切模量—纵波阻抗、体积模量/剪切模量—纵波阻抗、泊松比—纵波阻抗交会等是识别流体的有效手段;②利用文中方法预测的盒8段储层、气层厚度与实钻数据误差小,储层分布与该区地质规律一致。     

泥岩基质弹性参数对Xu-White模型横波速度估算的影响

Xu-White模型被广泛用于砂、泥岩横波速度预测。通常在利用该方法进行横波速度预测时,往往假定各深度点泥岩基质的纵、横波时差及密度三个岩石参数为常数,这会引起岩石基质弹性模量估算不准确,进而影响横波速度计算精度。数值分析表明,调整泥质中黏土矿物类型及混合比例可引起横波速度的变化。实例分析表明,考虑变化的泥质弹性参数,利用反演对Xu-White模型的输入参数进行误差校正,可提高横波速度的预测精度。     

基于测井资料岩石物理模拟的储层识别法

文中基于测井资料岩石物理模拟方法的理论分析,根据中国东部油田两口井的井资料及岩性和试油等资料,利用测井曲线环境校正→选择岩石物理模型→计算弹性参数这一流程,选择了微分等效介质和自适应岩石物理模型对两口井的纵、横波速度进行了模拟和预测。利用纵、横波速度、密度参数与弹性模量之间的关系导出纵、横波速度比、剪切模量、拉梅常数和泊松比参数,再根据不同参数的交会图和相关性分析了解岩性、孔隙和流体变化对弹性参数的影响规律,总结出研究区储层的识别依据:①含油层段在纵、横波波阻抗上和密度上表现为低值(纵、横波波阻抗值分别小于8×106(kg·m-2·s-1)和4.15×106(kg·m-2·s-1),密度小于2.28g/cm3);②含油层段泊松比一般小于0.29,当泊松比大于0.29后,含油储层与非储层发生重叠,可通过拉梅常数小于1.25×106(kg·m-1·s-2)作为控制,区分含油储层和非储层;③含油层段纵、横波速度比一般小于1.85,当纵、横波速度比大于1.85、小于2.0时,储层和非储层发生重叠,可用8×106(kg·m-2·s-1)纵波阻抗作为上限约束,识别含油储层;④纵波阻抗与自然伽马曲线交会分析表明,含油砂岩分布在55API以下、纵波阻抗小于8×106(kg·m-2·s-1)的区域。     

基于修正Xu-White模型的碳酸盐岩横波速度估算方法

在许多实际地球物理资料中往往缺失横波速度信息,这给叠前地震属性分析和叠前地震反演均带来不利影响。如今针对碎屑岩地区的横波速度预测方法已日趋成熟,而针对碳酸盐岩地区的研究相对较少。本文基于经典Xu-White模型,从岩石物理角度构建出一种适用于碳酸盐岩的修正Xu-White模型;然后类比于Pick-ett、Castagna等建立的碳酸盐岩纵横波速度经验公式,建立了更适用于碳酸盐岩地区的经验公式;将该经验公式和修正Xu-White模型应用于实际碳酸盐岩地区的横波速度预测,对预测结果进行的对比分析证实,修正Xu-White模型具有更高的横波速度预测精度。     

基于各向异性岩石物理模型的页岩气储层横波速度预测

通过融合各向异性微分等效介质(DEM)理论和Brown-Korringa各向异性流体替换模型,建立了有机页岩各向异性岩石物理模型,提出了根据纵波速度反演岩石等效孔隙纵横比进行页岩气储层横波速度预测的方法。首先,利用各向异性DEM模型和Brown-Korringa模型建立有机页岩各向异性岩石物理模型,得到有机页岩纵、横波速度与密度、孔隙度、饱和度和矿物组分等参数之间的关系;其次,将岩石孔隙等效为具有单一孔隙纵横比的理想椭球孔,应用二分法来寻找最佳的等效孔隙纵横比使得理论预测与实际测量的纵波速度之间的误差最小;最后,将反演得到的等效孔隙纵横比代入到所建立的岩石物理模型中,构建横波速度。实验室岩样数据的应用试验结果表明,由纵波速度构建的横波速度与实测横波速度吻合良好,验证了基于各向异性岩石物理模型的有机页岩横波速度预测方法的有效性。     

煤系地层地震岩石物理建模及横波预测方法

煤系地层油气资源发育潜力较大,现有地震岩石物理建模方法欠缺对储层含煤后岩石物理性质的系统研究。为此,利用自洽(SCA)模型耦合煤的影响,将其以包含物的形式加入背景介质中,构建一种适用于含煤储层的地震岩石物理模型;通过分析煤层占比、泥质含量、含水饱和度及孔隙度等微观物性参数对岩石弹性模量的影响,优选表征储层物性特征的敏感弹性参数;推导出以纵波速度为约束的岩石物理反演目标泛函,利用模拟退火全局寻优算法实现了横波速度的预测。将该方法应用于实际测井数据,预测横波速度与实测数据吻合度较高,证明了该模型对煤系地层的适用性。     

火山岩测井弹性响应特征及其正演模拟

准确描述深层气田火山岩的岩石弹性响应特征是常规测井地层评价、地震反演和储层预测的关键因素.在探讨火山岩的矿物组分特征并分析影响火山岩弹性响应特征的岩性、成岩和矿物组分的基础上,建立起"中子-密度交会"火山岩岩性分类方法;根据火山岩骨架矿物和充填矿物的基础弹性响应特征,应用SelfConsistent模型正演不同岩性、物性和流体性质的岩石弹性响应特征;在标定多井实测密度、纵波速度和横波速度条件下,优化、调整了所建立的岩石物理模型参数,找出区域稳定的岩石物理响应规律,为地震储层预测奠定了基础.