裂缝等效介质模型对裂缝结构和充填介质参数的适应性

基于裂缝各向异性等效介质模型：定量分析了纵横波速度、弹性刚度张量随裂缝密度、裂缝孔隙纵横比及孔隙充填流体性质的变化规律;考察了Hudson模型、Pade近似和Liu含裂缝介质模型的适用条件和精度;重点分析了裂缝孔隙的结构参数、孔隙度大小及充填流体性质对弹性模量和纵横波速度的影响。基于Hudson模型的Pade近似,明确了它对高裂缝密度和大纵横比的适应性。Hudson模型、Pade近似和Liu含裂缝介质模型的响应模拟表明：在裂缝密度小于0.1时,Liu模型和Hudson二阶近似的响应基本一致,Liu模型和Pade近似均适用于裂缝密度小于等于0.2的裂缝介质;裂缝密度大于0.2时,前者适应性更好些。另外,纵横比对饱水裂缝介质标准化刚度模量的影响较干裂缝介质的影响大。     

基于等效介质理论的碳酸盐岩储层地震数值模拟

综合考虑碳酸盐岩储层孔隙度、孔隙类型对储层物性参数的影响,对常规的Xu-White模型等效介质理论进行了改进,采用K-T理论增加多种不同类型的孔隙(如粒间孔隙、刚性孔隙、裂隙等),得到了一种新的改进的Xu-White模型等效介质理论,并提出了一套新的适用于碳酸盐岩储层的地震数值模拟方法。该方法首先采用改进的Xu-White模型等效介质理论,来计算碳酸盐岩储层的等效参数,将各向异性的储层转换为均匀介质;然后再采用声学波动方程进行地震数值模拟。模型试验的结果表明,该方法不仅计算效率高,而且可以得到高信噪比的模拟记录,其主要地层的反射波场特征与弹性波方程数值模拟完全一致,是一种简单高效的适用于碳酸盐岩储层的地震数值模拟方法。     

基于微观结构信息的缝洞型孔隙介质等效渗透率的有限差分计算方法

研究了一种融合微观孔隙结构信息的缝洞型孔隙介质渗透率的有限差分高效近似计算方法,它适用于已知孔隙结构储层的等效渗透率计算。首先,基于岩心CT扫描图像或电成像测井电导率图像提取储层的孔隙结构;其次,采用适当尺度的规则网格对能反映孔隙结构的图像进行剖分,用二值法对缝洞孔隙和基质区域分别进行标注与识别;接着,用不同半径的等效内接圆或椭圆近似表示实际的孔隙结构;再次,用圆形管和椭圆形管的流速解析关系近似单元剖分网格的流速;最后,采用有限差分法数值计算某个层段储层的总流量和流速,进而计算该层段的等效渗透率。这里提出的孔隙结构近似表征方法适用于任何复杂孔隙结构,对于缝洞型储层的渗透率计算具有普遍适用性。为了考察文中方法的精度和有效性,对一个具有解析解的简单模型及数个数字岩心进行了渗透率计算,初步验证了文中方法的有效性。诚然,鉴于孔隙结构的剖分对有限差分等效渗透率有较大影响,在微孔发育的低孔隙储层或缝洞发育的复杂孔隙结构储层中需要加密剖分,以较好地近似储层孔隙分布。     

塔里木盆地轮南潜山奥陶系碳酸盐岩储层的测井评价

轮南潜山奥陶系碳酸盐岩储层是一套低孔缝洞型、非均质性强烈、所含流体性质多样化的复杂储层。通过对轮南潜山上、中、下奥陶统三个地质分层和四个岩性段的划分,以及对奥陶系碳酸盐岩三种储集空间类型(即基质孔隙、裂缝和溶蚀孔洞)和四种储集空间结构(即大缝大洞型、孔隙—裂缝型、低孔裂缝型和低孔微裂缝型)的分析,利用测井资料对于裂缝、溶洞、泥质地层的不同响应特性,对轮南潜山储层性质的研究和有效性评价进行了实际运用。归纳提出了在储层流体性质判别时所适用的9种方法,并简要指出了这些方法的各自适用范围。     

多孔介质储层表征技术在塔中地区上奥陶统礁滩储层中的应用

多孔介质储层表征技术应用岩心分析、测井分析、地震分析、岩样实验分析、生产动态分析等多种分析方法,表征不同尺度储集空间及其组合特征,最终评价有利储层。应用该技术,识别塔中地区北斜坡奥陶系良里塔格组孔隙型、孔洞型、孔隙-孔洞型、缝洞型和孔缝洞型5类储层,并表征了各类储层的孔喉结构、孔渗性和产能特征。结果表明：孔隙-孔洞型储层的孔喉结构发育大孔大喉的孔喉结构,优于孔隙型和孔洞型储层;裂缝对各类储层起到改善作用,裂缝的发育增加了储层孔渗性和连通性;储层产能特征受储层类型及规模影响,台缘孔缝洞型、孔隙-孔洞型储层以高产稳产为特征,台内缝洞型储层以中产较稳产为特征,台内孔洞型储层以中低产不稳产为特征。各类储集空间组合类型中,台缘孔缝洞型、孔隙-孔洞型储层是最有利储层,台内缝洞型是目前台内勘探的主要类型,台内孔隙型、孔洞型储层在裂缝发育情况下可以形成潜力储层。     

基于岩石物理模型的页岩储层裂缝属性及各向异性参数反演

针对富有机质页岩储层复杂的矿物组分与微观孔缝结构,本文提出基于岩石物理模型和改进粒子群算法的页岩储层裂缝属性及各向异性参数反演方法。应用自相容等效介质理论与Chapman多尺度孔隙理论建立裂缝型页岩双孔隙系统岩石物理模型。开发基于岩石物理模型的反演流程,引入模拟退火优化粒子群算法解决多参数同时反演问题,反演算法能够避免陷入局部极值且收敛速度快。将本文方法应用于四川盆地龙马溪组页岩气储层,反演得到的孔隙纵横比、裂缝密度等物性参数和各向异性参数与已有研究结果一致,能为页岩储层的评价提供多元化信息。     

基于等效介质模型和频变AVO反演的裂缝储层参数估算方法

由于裂缝性油气藏具有突出的资源潜力和经济效益,利用地震方法对裂缝储层进行精细的定量描述逐渐成为勘探地球物理的关键任务之一。为了克服以往数据驱动类反演方法无法直接获得裂缝参数、而基于静态等效介质模型驱动的反演方法无法描述孔隙内部结构和流体信息的缺点,笔者提出一种基于动态等效介质模型的储层定量描述新方法。该方法通过频变AVO(amplitude variation with offset)理论建立目标函数并使用全局最优化算法反演裂缝参数。一维和二维模型测试证实,由于充分利用了反射系数频变响应对裂缝密度和时间尺度因子的敏感性,反演方法可以对裂缝储层实现有效描述。     

塔河油田奥陶系储层地震响应特征研究

在对岩溶缝洞型碳酸盐岩储层发育特征分析的基础上，进行了该类储集体的地震响应模型实验研究，探讨了该类储集体的地震波场响应特征．对研究区的3D地震资料的精细成像处理和实钻结果表明，风化面附近裂缝、溶洞发育带的地震响应特征为：弱振幅、高振幅变化率、弱相干、低阻抗、低速度等．碳酸盐岩储层内部裂缝、溶洞发育带的地震响应特征为：强振幅、高振幅变化率、弱相干、低阻抗、低速度等．最后对各类地震属性参数及相关技术和缝洞储层间的关系进行了论述．     

基于改进Xu-White模型的富有机质页岩横波预测方法研究

横波速度是储层表征描述、AVO分析和流体识别的重要信息。干酪根是富有机质页岩的重要成分且具有非固体非流体的特殊弹性性质,常规处理方法是将其等效为流体。这里提出了一种基于变化孔隙纵横比Xu-White模型的富有机质页岩横波预测方法,首先将干酪根同时等效为基质矿物和孔隙流体引入模型中,然后利用模拟退火粒子群算法,在约束条件下,反演出变化孔隙纵横比,并以变化孔隙纵横比初始化,模型构建富有机质变化孔隙纵横比Xu-White模型,最后结合测井信息与岩石物理模型预测横波速度。将该方法应用于中国西南部四川盆地东南焦石坝地区某井位,通过对比固定孔隙纵横比Xu-White模型方法与干酪根流体等效的变化孔隙纵横比Xu-White模型预测结果,验证了该方法的适用性和准确性。本方法将为富有机质页岩的研究提供更准确的横波速度资料。     

塔北隆起西部缝洞型碳酸盐岩储层表征与评价

缝洞型碳酸盐岩储层存在强烈的空间非均质性,储层表征与评价难度极大。塔北隆起西部W区块奥陶系中统顶部发育稳定的台地相碳酸盐岩缝洞型储层。应用古地理坐标转换构造建模技术、测井储层分析方法,并结合缝洞型储层地震属性进行储层相研究,以储层相分析成果为基础建立双孔隙度模型,对缝洞型储层进行定量表征,最后结合AVO流体预测,进行综合评价。研究表明:该区碳酸盐岩储层类型主要为裂缝型、裂缝孔洞型,裂缝既是储集空间又是孔洞形成的诱导因素;本征值裂缝属性和地震波形分类属性对裂缝与孔洞响应较为敏感;储层含油饱和度提高之后,AVO现象更趋明显,叠前AVO反演的流体预测技术能对缝洞型碳酸盐岩储层流体进行合理预测、评价。     

塔里木盆地下古生界白云岩储层特征与成因类型

塔里木盆地寒武系—奥陶系白云岩具有时代老、埋藏深、成岩作用复杂的特点。白云岩储层储集空间主要为孔隙和裂缝两大类,其中孔隙类型可进一步划分为晶间孔、晶间溶孔、晶内溶孔、铸模孔、溶蚀孔洞等;裂缝类型可进一步划分为缝合线、风化裂缝和构造裂缝。根据储集空间类型特征,白云岩储层可以划分为孔隙型、孔洞型、缝洞型和裂缝型4种。孔隙型储层和缝洞型储层物性较好。根据成因白云岩储层可以划分为准同生白云岩储层、埋藏型白云岩储层、构造-热液型白云岩储层和风化壳岩溶型白云岩储层,其中后两者及其复合类型常形成优质储层。     

裂缝诱导双相HTI介质模型及其弹性波传播方程

将Biot双相介质理论与Gurevich裂缝各向异性理论相结合,建立了能够同时考虑实际裂缝性储层孔隙性和各向异性的裂缝诱导双相HTI介质模型。从本构方程、动力学方程和动力学达西定律出发,推导出了裂缝诱导双相HTI介质中弹性波传播的一阶速度-应力方程,并针对方程的刚性问题,给出了利用显式二阶时间积分法数值求解该方程时所需要满足的稳定性条件。该方程能够定量地给出双相HTI介质的波场特征与裂缝参数、背景孔隙介质参数之间的关系,描述弹性波在这种介质中的传播机理。     

离散介质中地震波传播的本构问题

实际地球介质是相当复杂的.基于均匀的、连续介质模型建立的弹性波动理论可能导致对地球结构地震响应的不当解释, 有时可能是错误解释.由于没有更接近实际地球介质模型的波动理论, 许多有用的地震信息因得不到合理解释, 被作为噪音处理了.从等效介质角度来看, 储层介质可以划分为弹性区、粘性区、空白区(空白区是由孔隙、裂隙、结构面产生的介质性质弱化区) 组成的离散介质.在局部平均思想的指导下, 利用区间内聚定理建立起离散(储层) 介质的本构关系, 为建立更接近实际地球介质模型的波动理论提供了力学基础.      

塔西南巴麦地区奥陶系碳酸盐岩储层特征

根据薄片、物性、孔隙结构、岩心分析和化验资料,对塔西南巴麦地区奥陶系碳酸盐岩储层特征进行的研究结果表明,该套储层储集空间以裂缝型和裂缝-孔隙(洞)型为主,其中良里塔格组主要以裂缝型为主,鹰山组和蓬莱坝组兼有裂缝、裂缝-孔隙(洞)型两种类型;储层物性较差,具低孔中高渗特征,裂缝和溶蚀对改善储层渗透性贡献大;奥陶系储层储集体类型为风化壳型、结晶白云岩型、礁滩型3种类型。利用微观孔隙结构参数,将奥陶系碳酸盐岩评价为4类储层,其中Ⅱ、Ⅲ类储层在目前的工艺技术条件下为可动用储层,是增储上产的首选储层。     

基于声波测井的冻土区孔隙型水合物储层水合物饱和度估算方法

水合物饱和度参数的准确计算对于水合物资源量的评价至关重要。本文提出利用超声波测井资料与等效介质模型相结合的方法,可有效评价祁连山冻土区孔隙型水合物储层水合物饱和度变化特征,并在典型孔隙型水合物钻孔DKXX 13进行了应用。基于等效介质理论的弹性波速度模型正演模拟的纵波速度相比基于双相介质理论的弹性波速度模型更加吻合实际测井纵波速度,可用于分析孔隙型水合物储层的纵波速度特征;通过正演模拟的纵波速度与实际测井纵波速度的对比,识别出X30. 0~X30. 2m、X30. 3~X30. 4m、X31. 1~X31. 6m、X31. 7~X31. 9m、X32. 0~X32. 2m井段存在水合物,水合物赋存井段地层的水合物饱和度变化范围为13. 0%~85. 0%,平均值为61. 9%,与标准阿尔奇公式估算结果和现场岩芯测试结果基本一致。研究结果可为祁连山冻土区水合物地层测井评价与地震勘探提供理论依据和技术支撑。     

缝洞型油藏连通单元地质建模研究——以哈拉哈塘油田为例

针对哈拉哈塘油田奥陶系裂缝孔洞型储层连通单元井组注水效果差异性很大的问题,开展缝洞单元连通井组地质建模研究。哈拉哈塘油田储集空间岩溶洞穴、孔洞、裂缝非常发育,类型形态多变,具有极强的非均质性,储层空间缝洞体识别及连通方式预测与定量评价难度大。本文首先利用地震识别的大型溶洞和蚂蚁体追踪的大尺度裂缝分布,通过确定性建模方法,建立离散大型溶洞模型和离散大尺度裂缝模型;然后在储层的波阻抗数据体和缝洞体储层构造模型的空间约束下,建立缝洞体连通单元的储层孔隙度模型,储层渗透率模型主要通过线性回归建立基质孔隙度、裂缝参数与渗透率关系,结合动态数值试井对静态回归计算的渗透率数值进行修正;最后利用曲率属性形象表征微裂缝,采用多属性协同模拟方法,建立多尺度离散缝洞储集体三维地质属性模型。该方法定量刻画了缝洞储集体在三维空间的展布特征,很好地表征了单元连通井组连通方式,为单元连通井组开发奠定了坚实的地质基础。     

裂缝型HTI介质中的弹性阻抗

在回顾封闭平行硬币状裂缝模型的基础上,将裂缝填充物性质、分布密度与背景介质的横纵波速度比,引入裂缝型水平横向各向同性介质纵波、转换横波弹性阻抗公式,并进行归一化弹性阻抗响应特征模拟。分析表明：裂缝介质弹性阻抗呈现方位各向异性,且随裂缝密度加大而增强;纵波、转换横波弹性阻抗在值域分布规律上具有较大区别;在典型砂岩介质的前提下,弹性阻抗差可以作为裂缝含气、含水指示因子定性地识别裂缝填充物性质。     

用形态学滤波从电导率图像中提取缝洞孔隙度谱

为了更好地实现对缝洞型储层孔隙结构和孔隙度的精细评价,基于高覆盖率和高分辨率电成像测井的电导率数据,用多尺度形态学滤波方法分离了基质孔、裂缝和溶蚀孔洞,提取了缝洞孔隙度谱。首先分析了电成像测井对裂缝和溶蚀孔洞的响应模式;其次,在简单介绍数学形态学算子的基础上,给出了结构元素选择和滤波算子构造的方法,用于电成像测井数据的噪声压制和缝洞异常电导率信息的提取;再次,基于缝洞发育处电导率异常的边缘检测结果,用椭圆形及不规则多边形函数拟合溶蚀孔洞,用多项式插值函数拟合裂缝边界,继而提取缝洞分布多类属性参数,获得缝洞孔隙度谱;最后,用实测数据对文中算法进行了测试,验证了多尺度数学形态学滤波方法用于电成像测井资料缝洞孔隙度谱计算的有效性。     

基于岩石物理模型的页岩孔隙结构反演及横波速度预测

准确预测储层的等效孔隙纵横比对页岩储层岩石物理建模及横波速度预测具有重要意义。为分析页岩储层孔隙纵横比及预测横波速度,提出了基于岩石物理模型的页岩孔隙纵横比反演及横波速度预测方法。本文首先通过岩石物理模型建立岩石的纵、横波速度与孔隙纵横比、孔隙度和矿物组分等参数之间的定量关系,寻找最佳孔隙纵横比;然后通过使理论预测与实际测量的纵波速度之间误差达到最小的方式反演孔隙纵横比,并以此为约束预测横波速度。实际测井数据反演结果表明,龙马溪组页岩地层的孔隙纵横比稳定,而围岩的孔隙纵横比变化范围较大;说明与围岩相比,页岩的孔隙结构更为稳定。同时,预测得到的页岩横波速度与实测横波速度的误差较小,另外对于缺少矿物组分资料的页岩层段,用平均矿物组分预测得到的横波速度误差仍较小;说明与矿物组分相比,龙马溪组页岩的纵、横波速度对孔隙纵横比参数更敏感。综上所述,利用该方法可预测到较为准确的等效孔隙纵横比和横波速度。     

深部储层储集空间类型划分方案探讨——以胜利油区渤南洼陷沙四段为例

通过对胜利油区渤南洼陷深部领导特征的研究，提出了深部储层孔隙类型划分方案，将孔隙划分为原生孔隙、次生孔隙和混生孔隙三大类；将裂缝划分为构造缝、重力滑移缝、异常压力缝、成岩缝、原生缝、塑性变形面，溶蚀裂缝七大类，把裂缝型储层提到了与孔隙型储层同等重要的位置，强调了泥岩裂缝型储层的重要性。