利用Gassmann方程预测海底沉积物孔隙度

孔隙度对于石油勘探和海底测量等领域是一个重要的参数,但是海洋沉积物孔隙度的预测一直是个难点.对Gassmann方程进行变换,利用孔隙度和纵波声速的相关关系求解出孔隙度预测公式,并将该公式应用于南海南部海底沉积物孔隙度预测中.沉积物声速是根据南海采集的柱状样品在甲板上测量的,孔隙度是在实验室测量的.将Gassmann方程预测结果与沉积物柱状样品实验室测量结果进行对比研究.结果表明Gassmann方程能够较好的预测海底沉积物的孔隙度,对浅海地区的孔隙度预测尤为准确.利用误差范数分析法对Gassmann方程各输入参数进行敏感性分析,发现沉积物纵波声速对孔隙度预测精度影响最大.      

基于测井曲线物理建模技术在煤系岩相分析中的应用

侏罗纪煤田煤层顶板水是制约煤矿安全生产的重要因素,研究煤层顶板岩性对防治上覆砂岩含水层显得尤为重要。首先利用常规测井曲线对煤层顶板岩性进行精细解释,获得顶板岩性的体积模型,在此基础上应用xu-white方法建立岩石物理模型,模拟出岩石的纵波速度、横波速度和密度测井曲线;将模拟密度曲线与实测密度曲线、录井岩性与测井解释岩性等进行对比,验证所建模型的合理性。以袁大滩井田2号煤层顶板岩性解释为例,通过建模计算,其正演密度曲线与实测密度曲线误差小于8%;合成记录振幅与地震振幅的相关系数高达90%,表明岩石物理模型正演速度与地震速度高度吻合,依此获得的波阻抗直方图有效的区分出2煤顶板的岩性。     

煤层气测井探测技术的应用

煤田中在煤层附近有煤层气砂岩储层、泥质砂岩储层的存在,声波、密度两种孔隙度测井是进行孔隙度探测的有效方法。但是,当煤层气砂岩储层、泥质砂岩储层含气饱和度较小时,其分辨能力较低,这时就可以利用三测向电阻率,通过阿尔奇公式来计算孔隙饱和度;或是统计计算区内煤层气储层下限值的方法,还可采用孔隙度挖补法,提高识别能力。     

针对致密砂岩气储层复杂孔隙结构的岩石物理模型及其应用

针对致密砂岩气储层复杂的微观孔隙结构进行岩石物理建模,在模型中比较了单一孔隙纵横比、双孔隙模型两种表征孔隙结构的表征方式。岩石物理正演分析表明,两种孔隙结构模型均可解释致密砂岩复杂的速度-孔隙度关系。岩石物理反演结果表明,双孔隙模型对测井横波速度的预测精度更高,说明该模型更适用于表征研究区致密砂岩的孔隙结构,反演的软孔比例参数能够反映地层中孔隙结构的非均匀分布。应用双孔隙模型计算致密砂岩地层岩石骨架的弹性模量,与Krief及Pride等传统经验公式相比,该方法考虑了岩石骨架模量与矿物基质、孔隙度和孔隙结构等微观物性因素的关系,理论上更具有严谨性。对致密砂岩骨架模量计算结果的分析表明,少量微裂隙的存在即能够显著影响致密砂岩骨架的弹性性质,同时孔隙空间中的球形孔隙是致密气的主要赋存空间。并且,通过致密砂岩骨架弹性模量,进一步计算了可用于地层评价的Biot系数等岩石物理参数。致密砂岩骨架模量的预测结果可为Gassmann流体替换理论、BISQ孔隙弹性介质理论等岩石物理方法提供关键参数。     

川东北五宝场地区须五段致密砂岩叠前储层预测

川东北五宝场地区须家河组须五段具有特低孔特低渗致密砂岩储层特征,常规叠后纵波阻抗难以区分泥岩背景下的储层,储层预测和含气性检测难度大。本文基于Gassmann方程进行流体替换并对工区缺失横波资料的井进行横波预测,并分别正演饱含不同流体性质的道集。研究发现储层饱含水为一类AVO响应特征,储层饱含气为二类AVO特征,AVO规律明显,进而采用实钻井的样本点建立岩石物理模板,选取纵横波速度比联合纵波阻抗圈定致密砂岩储层,利用更低的纵横波速度比能有效指示含气性。结果表明：砂体及储层展布规律能够得到很好的表征,叠前含气性预测对井吻合率达到90.9%。叠前预测在川东北五宝场地区须家河组须五段致密砂岩含气性识别中是有效的,有助于提高钻探成功率与开发效益。     

基于多源空间信息融合的含水煤层顶板复合岩层富水性分区

侏罗系煤田煤层开采普遍受到顶板复合含水层水影响。选取陕北榆横矿区袁大滩煤矿2煤开采顶板复合砂岩地层为研究对象,基于经验公式和实测公式,计算导水裂缝带发育高度,确定2煤至直罗组顶界为富水性分区范围;选取评价层段砂岩等效厚度、砂–泥互层特征等7个岩性结构指标,重点考虑2煤含水性特征,计算了各钻孔位置富水性综合指数,借助Arcgis软件,绘制了研究区富水性分区图,揭示区内富水性从西北向东南递减,与区域富水性背景一致。研究结果对于富水性指数法在煤层含水条件下的应用有推动作用。      

自然电位测井曲线及其与砂岩中泥质含量关系的探讨

从分析钻孔中自然电场的形成机理出发，详细论述了自然电位测井曲线的特征、形态及其与砂岩中泥质含量的关系。在此基础上，探讨了利用自然电位测井曲线计算砂岩中的泥质含量，并用实例进行了论述。为进而研究其孔隙度、渗透性等水地质特征打下了基础。     

致密砂岩储层岩石物理模型的优化建立

Krief模型、Nur模型和Pride-Lee模型通常被用于计算砂岩储层干岩石模量,但对于致密砂岩储层却效果不佳。基于Krief模型和Nur模型,在满足纵波或横波预测值与实测值差值最小的条件下,通过Gassmann方程求出模型中的岩性指数m或临界孔隙度O_c,进而将模型中通常采用的经验参数表示成随采样点变化的值,提高了Krief模型和Nur模型估算纵横波速的精度,称为变参数Krief模型和变参数Nur模型。此外,对比不同约束条件下纵横波预测精度,可知在致密砂岩储层中3种模型的剪切模量公式的精度更高、适用性更好。Han提出的K_(dry)与u_(dry)关系式不受孔隙度、岩性等因素的影响,将该关系式与上述3种模型中任意一种剪切模量公式结合建立干岩石模型,应用到Gassmann方程中对鄂尔多斯盆地苏里格气藏盒8致密砂岩储层横波速度进行预测,提高了预测横波速度的精度,同时获得了3种模型中每个采样点对应的岩性指数m、临界孔隙度O_c和固结参数c的值,这些参数值可以反映出储层的岩性差异、孔隙结构、压实程度等特征,映射了储层的地质特征。     

薄互层条件下围岩变化对煤层反射波的影响研究

为研究薄互层条件下围岩变化对煤层反射波的影响,以地震勘探中λ/4薄层范围内含煤地层为研究对象,建立围岩岩性、厚度与结构变化三类模型,基于薄层反射系数谱理论中Brekhovskikh方程,计算并总结围岩变化对煤层AVO曲线、属性及道集的影响。研究结果表明:λ/4范围内围岩岩性变化会对煤层AVO响应产生显著影响,其中顶板为砂岩会使得煤层AVO截距和梯度属性明显增大,顶板为泥岩会使得煤层AVO截距和梯度属性增大,且顶板岩性不同,对应的煤层AVO道集特征也会发生变化;λ/4范围内围岩互层结构和厚度变化会对煤层AVO响应产生一定影响,但是影响较小,其中围岩互层结构的变化会使得煤层AVO道集特征产生变化,围岩厚度的变化会使得煤层AVO截距属性产生变化;基于界面型的Zoeppritz方程不适用于薄互层含煤地层的正演模拟,应选取更适用于薄互层的Brekhovskikh正演方程或者其他模拟方法。      

岩性反演在煤层顶板砂体识别中的应用

EXB矿区主要目的层为一套泛滥平原河流相含煤碎屑岩沉积地层,煤层顶板岩性空间变化快,预测难度大。针对该问题,本文利用测井岩石物理分析建立煤、中砂岩、细砂岩和泥质砂岩的波阻抗频率直方图:煤的波阻抗值较小,主要范围3 000~6 300 m/s·（g/cm3）;中砂岩的波阻抗值域范围5 500~10 000 m/s·（g/cm3）;由于细砂岩和泥质砂岩性质接近,在波阻抗上无法区分,将两者合并处理,值域范围6 000~12 000 m/s·（g/cm3）。然后利用叠后地震反演计算波阻抗体,利用岩相与流体概率分析技术预测煤层顶板岩性的空间展布。结果表明,地震预测的岩性及其厚度的宏观变化趋势与钻井揭示结果基本一致,岩性平面厚度分布规律与沉积环境相符。      

致密性砂岩含气与含水的AVO异常特征比较分析——以长庆苏里格盒8砂岩为例

由于好的孔渗性砂岩油气田越来越少,致密砂岩气藏作为一种非常规气藏近年来逐渐成为勘探和开发的热点。以长庆苏里格盒8砂岩为例,对致密砂岩的AVO异常特性分析得出:AVO属性参数的变化可以反应出致密砂岩的含气性与含水性。含气与含水砂岩的共同特征是零炮检距的振幅P都为负。不同的是由于泊松比明显下降,在P/G交会图上,含气砂岩表现为较明显的AVO异常,AVO斜率(G)一般为负值;含水砂岩由于泊松比增加,AVO斜率(G)一般为正值。     

准噶尔盆地石南31井区AVO多属性储层及流体预测

针对石南31井油藏评价过程中存在的问题，首先通过AVO正演证明AVO多属性预测砂体空间展布的可行性，其次优选提取出的AVO属性，对每种属性建立对应的检验标准，采用多数据体、多方法综合标定技术准确标定层位．利用P波数据体以层序地层学的方法原理为指导，建立地层和沉积格架；利用泊松比道积分确定砂体内部物性变化，利用流体检测数据体分析砂体含油气情况，最终综合分析以上3个数据体的结果进行油藏评价．通过以上研究说明在含钙泥岩发育地区，利用AVO多属性储层预测是常规方法的有效补充，而AVO油气检测则存在一定多解性．     

吐哈盆地十红滩铀矿床铀源条件

以吐哈盆地十红滩砂岩型铀矿床为例,利用U-Pb同位素体系演化特征,计算含矿砂岩和顶底板泥岩的原始铀质量分数及变化系数,认为赋矿地层沉积时就存在铀的预富集,同生沉积碎屑岩和泥岩都是本区重要的铀源。结合古水文地质演化和碳-氧同位素特征,认为成岩期泥岩压榨水携带铀进入砂岩含水层,在砂岩中产生铀的预富集。     

基于AVO的属性分析

针对川中地区砂体分布多,气藏分布在砂体的那个位置很难确定这一情况,对叠前数据用AVO中的Lambda-Mu-Rho技术获得流体的不可压缩性和硬度。同时对道集模型进行AVO分析处理,总结出不同流体饱和度情况下的地震响应特征;将分析结果与实际井旁道地震资料对比,从而建立可靠的储集层性质与地震响应特征的对应关系,为从地震资料中提取储集层参数提供了依据。利用Biot-gassman流体替换模型,分别求得模型在含油砂岩、含气砂岩和含水砂岩时的对应响应,即获得了多个点的截距-梯度交汇图。然后利用用AVO流体反演定量的得到流体的可能性分布,根据这些叠前属性再结合叠后反演的多个属性,综合评定了该区的气藏分布情况,通过已钻遇的井证实了预测的可靠性,该方法充分的应用了地震的叠前信息,解决了叠后反演所不能解决的流体分布预测问题,在砂体范围内找含流体可能性最大的砂,从而降低了勘探风险。     

页岩储层岩石物理模型及地震AVO响应模拟

通过模拟并分析各向异性页岩岩石物理模型,研究页岩中干酪根含量变化对页岩弹性各向异性的影响,其结果为应用AVO方法定量解释页岩储层厚度和干酪根含量提供依据。岩石物理模型预测了页岩速度和各向异性参数随干酪根含量的变化规律。应用传播矩阵方法计算薄层页岩的AVO响应,得到反射系数关于页岩层厚度、入射波频率、干酪根含量和入射角的函数。数值模拟结果表明:在干酪根含量不变且在同一入射角下的反射系数在频率域呈周期变化,该周期与薄层厚度成反比;对同一频率入射波和相同入射角,反射系数幅值随干酪根含量增加而变大。     

薄互层干涉对叠前AVO属性的影响分析

常规AVO分析是以单一界面为前提,用来分析薄层的AVO响应特征存在误差。Brekhovski给出的层状传播矩阵方程考虑了层内波的反射和透射以及层厚等影响因素,更适合用于讨论薄互层的地震响应特征。对薄层进行Brekhovski正演,发现不同入射角下振幅与厚度关系不同,与叠后全叠加振幅相比,截距P属性和薄层厚度之间的线性关系更强,说明P属性比全叠加振幅更有利于薄层厚度预测。不同薄互层模型的Brekhovski正演结果表明:净厚度和泊松比是影响AVO曲线特征的两个主要因素,净厚度越小,泊松比对截距P和梯度G属性的影响越小;当泊松比一定时,净厚度和P、G属性呈近似线性关系,P属性与净厚度关系更敏感,可用于薄互层净厚度预测。应用实例证明在薄互层区P属性用于砂地比预测效果比较好,叠后振幅和叠前反演的弹性阻抗预测的净砂岩厚度精度较差。     

鄂尔多斯盆地北部深埋煤层工作面涌水量预测方法

鄂尔多斯盆地北部侏罗纪深埋区中生代地层以河流相沉积为主,呈分阶段的多旋回演化特点,导致煤层顶板含隔水层交替分布;由于地表大部分为毛乌素沙漠,降水入渗补给系数大,第四系松散层储水能力强,充足的补给水源造成煤层顶板直接充水含水层富水性较强,其中最主要的充水含水层为七里镇砂岩,以七里镇砂岩为关键层,将煤层至七里镇砂岩概化为一个直接充水含水层。承压水井大降深抽水时,当井中水位低于含水层顶板,井附近的含水层会出现无压水流区,形成承压–无压水井,采用分段法计算流向井的流量,包括无压水区和承压水区。实际工作面回采过程中,井中水位已降低至煤层底板;传统的承压–无压水井公式假设条件为井径较小(≤m级),而实际工作面回采过程中,随着覆岩导水裂隙带对七里镇砂岩关键充水含水层的破坏,导致整个煤层顶板形成巨大的采空区疏水井(102~103 m级),且该采空区疏水井半径逐渐增大,传统公式适用性不高。基于《地下水动力学》中的承压–无压水井公式,结合鄂尔多斯盆地北部深埋煤炭开采过程中采空区疏水井演化过程,建立适合于深埋区开采扰动下的采空区疏水井承压–无压水公式;以葫芦素煤矿首采工作面为研究对象,利用地质勘探和井下揭露获得的相关水文地质参数,计算葫芦素煤矿首采工作面回采过程中涌水量。结果表明:工作面回采初期,由于导水裂隙带未充分发育,尚未沟通七里镇砂岩,此阶段实际涌水量偏小;中后期导水裂隙带发育至七里镇砂岩,涌水量计算值与实际值较为接近,证明深埋煤层工作面涌水量计算公式可较准确地预测研究区工作面回采过程中的涌水量。本次建立的深埋工作面涌水量计算公式,广泛适用于我国西部侏罗纪煤田区,可为深埋煤田区煤炭资源安全开采提供科学的水害防治依据。