用VSP数据研究裂缝性储层的纵波和横波衰减

本项研究中所用的P波和S波的VSP数据是在一个碳酸盐岩裂隙性油藏的一口直井中150米(492英尺)区段上采集的。通过时窗和通带效应的对比来检验衰减测量结果的可靠性。结果表明,与裂缝方向正交的入射平面有关的P波,其衰减更为强烈。P波的衰减效应实际上强于快横波与慢横波的相对衰减。     

纵波速度频散属性反演方法研究

利用与频率有关的地震属性进行储层特征描述一直是地球物理学家研究的热点,由于含烃类储层会造成地震波的衰减和速度频散,因此,反映速度频散的属性在一定程度上可以指示含烃类储层。基于弥散介质界面反射系数随频率变化的假设,通过研究纵波法向入射时反射振幅随频率的变化规律,推导了包含表征纵波速度频散程度属性的反射系数近似公式,构建了反演方程,通过小波域分频和贝叶斯三参数反演分别得到分频地震数据和密度相对变化量,最终反演得到频散属性数据体。模型实验和实际资料的应用结果表明,纵波速度频散属性对含气储层具有较好的指示效果。     

裂缝性储层纵波地震检测方法研究

裂缝性储层预测是油气勘探中的难点,通常使用多种方法综合研究.针对裂缝性储层开展了基于纵波地震资料的裂缝性储层多种检测方法研究,分析了基于NMO速度的方位变化裂缝检测方法、正交地震测线纵波时差的裂缝检测方法、纵波AVO的方位变化检测裂缝发育、边缘检测技术识别裂缝发育带、相干数据体技术识别裂缝发育带和地震属性裂缝检测方法.从数值计算上或应用上对应用纵波地震数据检测裂缝性储层进行了探讨.     

岩石中波传播速度频散与衰减

速度频散与衰减是地震岩石物理领域一个前沿性问题,它不仅是开展频率域储层及流体预测的关键理论基础,同时也是解决不同地球物理测量方法（地面地震、VSP、测井、超声波岩心观测等）之间数据匹配困难的重要手段。笔者在阐述速度频散和衰减现象基本特征的基础上,详细回顾了Biot模型、喷射流模型、BISQ模型、双孔模型、裂缝 孔隙微结构模型和斑块饱和模型等6种主要速度频散与衰减理论模型的研究进程、原理和限制性,利用示意图直观地描述了这些模型的机制,并给出了它们各自的高低频极限、特征频率和适用条件。同时系统回顾并分析了国内外半个多世纪来速度频散与衰减实验测量技术的发展进程和应用现状,并在实验测量数据的基础上给出了自己对地球物理测量手段、岩石物理模型与频率相关性方面的思考和认识,即有必要将单频带的岩石物理模型拓展到全频带,并基于此将不同频带地球物理手段的测量数据联系起来,实现在同一尺度下的综合应用。     

裂缝性孔隙介质频变AVAZ反演方法研究进展

由于尺度的限制,利用地震方法进行裂缝参数定量表征一直是地球科学的难题。基于裂缝性孔隙介质动态等效理论的频变AVAZ反演方法给出了研究思路。首先介绍了裂缝性孔隙介质的等效介质理论研究进展,分析比较了各种裂缝性储层岩石静态等效介质模型和动态等效介质模型;然后给出了基于Chapman模型的裂缝参数和渗透率定量表征的正问题数学模型以及反演问题求解的方法和策略,以及基于模型数据的数值计算结果;最后讨论了频变AVAZ反演方法目前存在的问题和进一步研究方向。     

含裂隙孔隙介质中纵波传播特征研究

基于准静态孔隙弹性理论和White模型,给出了垂直于层面传播纵波的频散方程.在周期性层状孔隙介质中采用具有高孔隙度的柔性层表征裂隙从而构成裂隙孔隙介质,利用周期性层状孔隙介质的频散方程并综合线性滑动裂隙模型,推导出裂隙孔隙介质中垂直于裂隙传播纵波的等效介质模型.裂隙孔隙介质中介观尺度上的流体流动作用所引起的纵波速度频散与衰减值远高于Biot流作用,特征频率或衰减峰值通常可位于地震频段.介质中纵波速度频散及逆品质因子均会随裂隙弱度(密度)的增大而增大,背景孔隙介质的渗透率与粘度以及裂隙的间隔与弱度共同决定特征频率的大小.     

含流体多孔介质的BISQ模型

BIOT流动和喷射流动是含流体多孔隙介质中固一流相互作用的两种重要力学机制,它们作为一个祸合过程同时对声波或弹性波的衰减和频散产生影响。传统方法将这两种力学机制分开、单独处理,并建立了基于宏观描述的BIOT理论和基于单个孔隙结构的喷射流动理论,这些理论在实际应用中暴露出很大的局限性。Dvorkin和Nur(1993)将BIOT流动机制和喷射流动机制综合起来,提出了统一的BISQ模型,这种BISQ模型将基于微观水平的喷射流动机制与固体和流体宏观性质联系起来,建立了弹性波相速度和衰减与固相弹性常数、孔隙率、渗透率、饱和度、流体私滞度、压缩性、频率以及特征喷射流动参数等之间的关系。对BISQ模型的综合研究表明:BISQ模型中的喷射流动机制是造成弹性波强衰减、高频散的主要原因;BISQ模型能更真实地预测波的衰减和频散,在采油动态监控和拾取渗透率等各向异性参数方面具有巨大的应用潜力,值得作进一步的研究和开发。     

硬币型裂缝介质的频散与衰减

为了快速、准确地模拟硬币型裂缝的频散和衰减,同时避免求解Galvin硬币型裂缝频变弹性模量表达式中存在的奇异性问题,基于Gauss-Lobatto等效离散积分的求解方法,将求解的第二类Fredholm积分方程转变为有限区间内的离散积分,并利用高阶近似方法将远场多重散射方程在零极限的求解问题与离散积分过程统一;进一步利用各向异性Gassmann方程,结合线性滑移理论与Hudson硬币型裂缝模型,分别给出了裂缝介质在高、低频极限条件下各个弹性模量的解析式。相速度和黏弹性反射系数数值模拟表明：随裂缝密度变大,衰减峰值变大;随裂缝尺度变大或流体黏度增强,衰减峰值频率向低频移动;相对于平行裂缝方向,垂直方向的速度和衰减变化最大,且当介质饱气时,反射系数明显大于含水、含油介质。数值模拟结果表明裂缝密度影响衰减,裂缝尺度和流体黏度影响介质由弛豫向非弛豫过渡的频带位置。     

多孔介质的流体机制模型及其频散机理

当声波或弹性波在流体饱和多孔介质中传播时，孔隙或裂缝受其影响发生闭合或张开，流体产生相对运动，致使多孔隙岩石的宏观物理性质发生变化，从而引起弹性波传播速度的改变、能量的耗散和振幅的衰减。基于双相介质理论提出的Gassmann方程、Biot理论、喷流机制、BISQ模型和斑块饱和模型等岩石物理机制模型，以不同的流体流动机制描述了多孔介质中弹性波传播的动态耦合机理、耦合程度和耦合结果。许多岩石物理机制模型都试图模拟和解释岩石中速度频散和衰减的起因。根据现有各种机制模型的高限、低限频率和特征（弛豫）频率，可以粗略地计算出衰减和频散的影响。随着地震岩石物理学研究的深入与发展，人们对弹性波速度频散和衰减与岩石物理性质及本征条件之间关系的认识必将不断深化。     

单裂缝多孔介质渗透特性研究

单裂缝多孔介质渗透特性的研究是裂缝性介质渗流分析的基础。针对含单裂缝的多孔介质,分别利用Darcy方程和Stokes方程描述基岩和裂缝中的流动,采用连续边界条件、Bea-vers-Joseph边界条件和Beavers-Joseph-Saffm an边界条件,得到考虑基岩渗透率的广义立方定律和分别满足3种边界条件的单裂缝介质的等效渗透率理论计算公式。参数分析表明,由3种边界条件所得到的单裂缝介质的等效渗透率较为一致(尤其当α>1时),因此应用经典的连续边界条件可简化问题,提高计算效率。研究结果为含裂缝多孔介质流动分析的参数确定提供了理论依据。     

Scaling miscible displacement in fractured porous media using dimensionless groups

Scaling of miscible and immiscible displacement in porous media using inspectorial analysis leads us to better understanding of the process. Less has been listed about fractured reservoirs especially with the fracture flow conditions taken into consideration. We derived dimensionless groups using Inspectional Analysis for the miscible displacement in fractured porous media when there is flow through fracture. The solvent–solute transfer between fracture and adjunct matrix is only due to diffusion/flux transfer. Based on the dimensionless groups derived we proposed a new dimensionless group for better defining the effectiveness of the process. The newly proposed group, Matrix-Fracture Diffusion Number (N_M-FD), will be critical in evaluating the performance of enhanced oil recovery, CO₂ sequestration and contaminant transport problems. Laboratory scale experiments were performed for validation and physical interpretation of the (N_M-FD).     

裂缝介质的纵波方位AVO反演研究

基于Zoeppritz方程的地震波反射系数解析式是非线性的，而利用地震波反射系数公式来反演介质的弹性参数，或是直接利用非线性反演方法，或是对复杂的反射系数公式进行线性化近似。首先，从理论上讨论了各向异性介质中的反射和透射系数方程，给出了裂缝介质的线性近似反射系数公式；然后，利用ISO／HTI模型对Vavrycuk和Ruger的近似反射系数与真实反射系数进行了对比，得出在大角度情况下Vavrycuk近似比Ruger近似更逼近真实值的结论。因此．选择Vavrycuk纵波近似反射系数公式对纵波方位AVO线性反演公式进行了推导；最后，用模型对反演公式进行了验证，反演结果能满足精度要求。     

线性复合油藏多级压裂水平井渗流模型

针对线性复合油藏,综合考虑压裂裂缝呈非等间距、非等半长、非等缝高、非等任意倾角等实际情况,建立了线性复合油藏多级压裂水平井不稳定渗流模型。利用点源函数理论、拉普拉斯变换、正交变换等多种现代数学方法进行求解,获得了考虑井筒储集和表皮系数影响的Laplace空间下井底压力动态响应解。编程绘制了新型的试井理论样版曲线,并开展了压力动态特征分析以及相关参数的敏感性分析。新的渗流模型不但可应用于水平井多级压裂后的渗流规律分析,还可用于实测井的试井分析,为油气田高效开发提供指导。     

孔隙流体饱和砂岩的衰减与频率的相关性

为了研究砂岩的应力弛豫衰减随温度和频率的变化规律，笔者在０．１￣１０Ｈｚ的频率范围内进行了饱和砂岩强迫共振试验。实验结果证明：降低温度与增加频率是等效的；砂岩振动的衰减峰随饱和流体的黏滞系数的增加向高温方向移动；黏滞系数和频率对砂岩振动的衰减的影响起相同的作用；随着孔隙率的增大，砂岩振动的衰减也增大。     

低渗透裂缝性砂岩油藏多孔介质渗吸机理研究

低渗透裂缝性油田开发比较复杂,其中水的自发渗吸对原油的开采十分有利。影响渗吸的因素有岩样大小、岩石特性(孔隙度、渗透率)、流体特性(密度、粘度和界面张力)、润湿性、初始含油饱和度以及边界条件等。利用常规室内渗吸实验和先进的核磁共振技术,系统地研究了低渗透裂缝性砂岩油藏中以上各种因素对渗吸的影响程度,得到了一些变化规律,从而为低渗透裂缝性砂岩油藏的开发提供了理论根据.     

海拉尔盆地裂缝性储集层压力曲线特征分析

自2001年贝10井首次在布达特裂缝性储层压裂改造后获得高产工业油流以来,大庆油田公司加大了对海拉尔盆地该类储层的勘探力度。如何在勘探的早期对裂缝性储集层进行评价,确定裂缝的发育程度和分布范围大小,对指导裂缝性储集层的勘探和确定开采方法具有重要意义。根据海拉尔盆地布达特裂缝性储集层压力、产量变化的不同特征,对该区的裂缝性储集层进行了分类,对裂缝性储集层的增产改造和后续的开发提出了几点建议。     

A multiple-continuum model for simulating single-phase and multiphase flow in naturally fractured vuggy reservoirs

The existence of vugs or cavities in naturally fractured reservoirs has long been observed. Even though these vugs are known for their large attribution to reserves of oil, natural gas, or groundwater, few quantitative investigations of fractured vuggy reservoirs have been conducted. In this paper, a multiple-continuum conceptual model is presented, based on geological data and observations of core samples from carbonate formations in China, to investigate single-phase and multiphase flow behavior in such vuggy fractured reservoirs. The conceptual model has been implemented into a three-dimensional, three-phase reservoir simulator with a generalized multiple-continuum modeling approach. The conceptual model considers fractured vuggy rock as a triple- or multiple-continuum medium, consisting of (1) highly permeable and well-connected fractures, (2) low-permeability rock matrix, and (3) various-sized vugs. The matrix system may contain a large number of small or isolated cavities, whereas vugs are larger cavities, indirectly connected to fractures through small fractures, microfractures or matrix. Similar to the conventional double-porosity model, the fracture continuum is primarily responsible for the occurrence of global flow, while vuggy and matrix continua, providing storage space, are locally connected to each other and interacting with globally connecting fractures. In addition, flow in fractured vuggy reservoirs may be further complicated by occurrence of non-Darcy's and other nonlinear flow behavior, because of large pore space and high-permeability flow channels. To account for such complicated flow regime, our model formulation includes non-Darcy flow using the multiphase extension of the Forchheimer equation as well as flow according to parallel-wall fracture and tube models, based on solutions of flow through a parallel-wall, uniform fracture and Hagen-Poiseuille tube flow.     

低渗透变形介质气藏压裂井产能分析

低渗透变形介质气藏压裂井生产过程中,气体渗流一般不遵循达西定律,而是存在启动压力梯度和介质变形影响的低速非达西渗流.变形介质的渗透率随有效应力的增大而降低,一般与压力变化呈指数关系.为此,基于压裂井三线性渗流模型,建立并求解了低渗透变形介质气藏考虑启动压力梯度和介质变形影响的有限导流垂直裂缝井不稳定渗流的数学模型,来研...     

裂缝性低渗透油藏各向异性的尺度效应

在对低渗透储集层中发育的裂缝进行分组的基础上，以分形几何为工具描述单组裂缝分布，建立裂缝长度的幂律关系式。根据裂缝渗透率的定义，推导得到相互正交方向上的裂缝渗透率与考察尺度的关系表达式，再加上基质渗透率的影响，获得了储集层综合渗透率各向异性强度随考察尺度变化的关系式。研究表明，裂缝性低渗透储集层中各向异性强度随考察尺度的不同而变化，同时说明，通常所认为的各向异性强度为常值这一观点仅是这一表达式的某种特例。以发育2组裂缝的储集层为例，详细讨论了各向异性强度随考察尺度变化的主要影响因素，结果表明，分形维数、夹角及长度初值比对各向异性强度的变化影响显著，基质裂缝渗透率比和基质各向异性强度对其的影响仅表现在某一尺度范围内。图5表1参21     

裂缝介质中石油运移模拟实验研究

系统地介绍了裂缝介质中油水两相运移光蚀刻物理模拟实验所采用的实验模型设计方法、应考虑的因素、模型几何参数确定、拓扑结构、模型渗透率等宏观特征参数的定量化以及流体参数的选择方法.实验结果表明:①宽缝对窄缝具有极强的流动屏蔽作用,窄缝在油气运移中几乎不起作用;②在运移动力方向与渗透主方向垂直的情况下,当原油粘度达到一定数值时,沿驱替方向上运移的速度反而会更快一些.