砂砾岩体跨频段地震岩石物理响应特征——以东营凹陷陡坡带为例

砂砾岩体不仅是重力流沉积的主要研究对象,在油气勘探和水文地质勘探领域同样占据重要地位。选用东营凹陷北部陡坡带典型砂砾岩样品,分析其物性,测量其超声频段弹性波速度,依据统计学理论计算指示因子,寻找岩性及流体敏感参数;基于超声频段弹性波速度反演裂隙密度和软孔隙特征,计算砂砾岩频散特征并与地震频段弹性参数测量结果对比,分析跨频段（地震频段和超声频段）岩石物理响应特征。结果表明：（1）依据敏感参数,砂砾岩与泥岩、砾岩差异明显,但砂砾岩与砂岩之间不易区分;对于流体,砂砾岩储层中气和水易区分,但油和水不易区分;（2）在原位储层压力下,相较于砂岩、砾岩、泥岩和灰岩,砂砾岩纵波速度频散范围更大,裂隙密度更大,相应的闭合压力范围也较大;（3）频散特征满足“喷射流”机制,其中微裂隙纵横比为一组分布,频散发生的频率范围及幅度可作为区分油和水的敏感参数。研究成果为区分砂砾岩储层中不同频段地震波响应特征及进一步识别流体类型提供了理论依据,有助于实现储层与非储层的地震精准预测。     

流体替换对合成地震记录影响研究

流体替换是研究流体对岩石弹性参数影响的有利手段,其对于地震属性分析具有重要意义。在构建了四层介质模型的基础之上,基于Gassmann方程对储层进行了流体替换,采用褶积模型,运用matlab语言编程考查了不同孔隙度储层中含有流体时的人工合成地震记录。研究结果表明,当储层孔隙中完全被水替换后,储层上、下两层反射振幅在地震记录上明显增强,在临界孔隙度范围内随着替换孔隙度的增大反射振幅能量减弱,反射振幅变化率变化较小。研究基于流体替换的地震正演响应对于流体识别、储层预测具有借鉴意义。     

页岩气楔状模型储层的地震响应特征

中国南方古生界页岩气储层分布面积广,碳质含量高,但是储层保存条件较差,受构造运动影响较大。为此设计了5种不同楔形模型研究其地震响应特征——地震子波主频对波场特征的影响;页岩体速度对波场特征的影响;页岩体顶、底界面坡度变化对波场特征的影响;地层夹角对波场特征的影响;顶底界面岩性组合对波场特征的影响。研究表明:地震子波主频增加,分辨能力提高;页岩体速度与围岩差异变大,反射同相轴振幅增强;楔状页岩体顶、底界面坡度变大,横向分辨率增大;对于梯变型页岩体,在厚度为四分之一波长处,相消干涉,反射能量最弱,振幅达到极小值。     

岩石物理测量应用于预测岩性差异或孔隙流体的地震响应

岩类学和孔隙中流体内容的确定是综合地震、岩石物理研究的主要目的，因为缺乏一般的反演技术，正演模拟对于研究岩石学、地层学、孔隙流体内容和地震响应的关系是有用的，这个报告描述了在犹他地区对32块岩石标本两个碎屑岩层序的分析的研究，做了详细的岩类学研究，当给俏皮 和横波速度是压力的函数时用超声波作了实验室测量，在标本为干燥的、超压的、盐水饱和的和石油饱和的各种情况下，我们计算了地震频率范围内的速度，速度对孔隙度、碳酸盐的胶结作用和沉积相等是敏感的，我们制作了假设储层为不同饱和状态的速度剖面，速度剖面用于制作合成地震共炮集资料，去研究这些碎屑岩储集层的地震响应，流体饱和度严重影响地震响应，就象有煤层存在时一样，往往观测到振幅随偏移距的变化，但是，地层学对地震响应呈现了较强的影响。     

流体替代的地震反射振幅特征分析

在油田的开发阶段,注水或注气开采会引起储层物性的变化,同时储层所含流体也会发生改变,这就为时移地震监测提供了可能.笔者主要基于Gassmann方程,详细地论述了孔隙流体替代储层地震波速度和密度变化规律,并且根据预测的结果建立了含水饱和度变化地震地质模型.最后通过对该模型的振幅类地震属性分析,对地震属性进行了优选,找到了适合本工区时移地震监测的敏感性振幅属性,为预测工区剩余油的分布提供了基础.     

射线域频变AVO含气性识别探索与实践

流动性是预测低孔渗气藏含气性关键参数之一,但如何预测流动性一直是地球物理界难题。在孔隙粘弹性介质中,流体的存在导致地震波发生不同程度的频散和衰减,研究表明P波频散和流体的流动性有关,而流动性是渗透率与流体粘滞度的比值,因此流动性的概念和参数能极大地帮助流体粘滞度与渗透率的预测。笔者利用Wang Yanghua射线参数域表示的Zoeppritz近似方程,将频率因子引入到AVO分析中,推导出射线域频变AVO表达式。同时提出了频变属性表达式以衡量速度频散的大小,分析随频率变化的速度频散异常特征。将速度频散和流体的流动性联系起来,在莺歌海盆地DF区高温高压岩性气藏油气检测中进行了实际应用,结果表明速度频散能有效预测流体流动性、储层含气性。     

木里地区天然气水合物地震属性分析

陆域冻土区天然气水合物地震勘探是应用地震方法进行能源勘探的新领域。为研究陆域天然气水合物的地震属性,开展了高精度反射地震、合成地震记录分析等方法技术研究,并对地震记录进行了有关地震属性分析。试验研究结果表明:含天然气水合物地层形成的地震反射波组具有主频较高、振幅较弱的特征,合成地震记录及实测地震剖面对应较好;在制作的流体模型中,储层顶界面反射波振幅随入射角的变化曲线斜率为正,底界面曲线斜率为负,固结骨架模型的曲线特征则刚好相反。在瞬时振幅、瞬时频率剖面上,含水合物地层反射波的振幅和频率属性与地震剖面一致,在瞬时相位剖面上,含水合物地层反射波的相位没有明显变化,表明瞬时相位属性对水合物反映不敏感;高值区的能量半衰时对应的反射波频率相对较高,表明反射波通过破碎程度较高的含水合物地层时,能量衰减相对较强。该研究结果将为我国陆域开展天然气水合物地震勘探提供技术支持。     

四川盆地东北部飞仙关组优质储层特征

对四川盆地东北部下三叠统飞仙关组地质、测井和地震数据的分析表明,该区优质储层多由残余鲕粒白云岩构成,储集空间以裂缝-孔隙型为主,属于中等孔隙度高渗透率性质的储层。优质储层测井曲线多具有低伽马、低速度、低密度和高中子孔隙度的"三低一高"特征,地震反射响应特征为中—强反射振幅并和地层顶底面反射形成典型的"亮点",可利用约束稀疏脉冲反演表征储层的纵横向分布。认为地质与地震相结合是预测飞仙关组优质储层的有效方法。     

薄储层的地震表征方法

正地震振幅属性常常被用来表征砂岩储层的分布特征,但在砂泥岩薄互层地区,由于薄层的调谐作用,且地震资料分辨率有限,一个反射同相轴通常是多个薄互层之间相互干涉的综合反映,地震资料的振幅属性既包含了薄互层间的干涉信息,又包含了岩性信息,加大了振幅属性的多解性,难以真实反映砂岩储层的分布(路鹏飞等,2010;黄捍东等,2012;徐伟慕等,2013)。而时频属性和波形属性受能量影响较小,且在一定时窗范围内较稳     

FAVO反演技术及其在深水砂岩储层中的应用

在AVO理论的基础上,利用时频分析技术获得频率依赖的反射系数信息,通过FAVO(Frequency dependent AVO)反演可以获得速度频散程度属性。由于地震波速度频散主要由孔隙流体的相关性,该属性可以作为识别因子实现储层流体检测。笔者推导了FAVO技术的反演公式,并选择刚果地区深水砂岩储层作为目标,通过一维数值模型和二维实际剖面,进行了含气砂体刻画和含气性识别研究。反演结果与钻井吻合程度较好,证明了该技术在深水砂岩储层流体识别中的有效性。     

Porosity prediction of lower cretaceous unconventional resource play,south Indus Basin,Pakistan, using the seismic spectral decomposition technique

Incised-valley shale systems are renowned as the fruitful exploration domains. However, the stratigraphic heterogeneity is significant, and thus, identifying the porous compartments within the thin-bedded and fractured shale system is one of the unconventional stratigraphic challenges. We present an innovative scheme for the exploration of the porous unconventional resources within the south Indus basin, Pakistan. The continuous wavelet transforms (CWT) exclusively detects the porous shales within the complete fractured system as compared to the full spectrum seismic data interpretation tool. The seismic amplitude, instantaneous frequency, and reflection strength tools show some tuning effects due to lithology and fluids. However, the tuning block of 28 Hz envelope sub-bands in conjunction with instantaneous phase tool accurately mark out the shale-plugged pinch out reservoirs. The synthetic wedge model based on the conventional seismic wavelet resolves the shale bed (incised-valley shale-filled lens) of about 23 m thickness, but shows limited imaging capability due to frequency band limitation for the porous shale locale. The acoustic impedance based on instantaneous spectral porosity modeling using the tuning volume of 28 Hz CWT has spectacularly resolved the thin-beds (gas shows) within the porosity range of 20 to 30%, which may have implications for future exploration of unconventional stratigraphic plays.     

Application of frequency division inversion in the prediction of heterogeneous natural gas hydrates reservoirs in the Shenhu Area,South China Sea

Drilling results suggest that the thickness of natural gas hydrates (NGHs) in the Shenhu Area, South China Sea (SCS) are spatially heterogenous, making it difficult to accurately assess the NGHs resources in this area. In the case that free gas exists beneath hydrate deposits, the frequency of the hydrate deposits will be noticeably attenuated, with the attenuation degree mainly affected by pore development and free gas content. Therefore, the frequency can be used as an important attribute to identify hydrate reservoirs. Based on the time-frequency characteristics of deposits, this study predicted the spatial distribution of hydrates in this area using the frequency division inversion method as follows. Firstly, the support vector machine (SVM) method was employed to study the amplitude versus frequency (AVF) response based on seismic and well logging data. Afterward, the AVF response was introduced as independent information to establish the nonlinear relationship between logging data and seismic waveform. Then, the full frequency band information of the seismic data was fully utilized to obtain the results of frequency division inversion. The inversion results can effectively broaden the frequency band, reflect the NGHs distribution, and reveal the NGHs reservoirs of two types, namely the fluid migration pathway type and the in situ self-generation self-storage diffusion type. Moreover, the inversion results well coincide with the drilling results. Therefore, it is feasible to use the frequency division inversion to predict the spatial distribution of heterogeneous NGHs reservoirs, which facilitates the optimization of favorable drilling targets and is crucial to the resource potential assessment of NGHs.©2022 China Geology Editorial Office.     

流体饱和致密砂岩的实验测量与岩石物理建模应用

与孔隙几何相对简单的高孔隙度、高渗透率砂岩不同,致密砂岩的岩石骨架和孔隙结构通常表现出不同尺度上的非均质性。为了研究这种非均质性和饱和流体对致密砂岩性质的影响,测量了具有9块不同孔隙度的致密砂岩在不同围压、干燥和水饱和条件下的超声波速度。利用速度随有效压力的变化曲线估计软孔隙的纵横比分布,进而利用喷射流模型进行流体替换效应解释。基于超声测试数据和局部流机制,建立了考虑软孔隙随纵横比分布的喷射流模型,实现了致密砂岩跨频段岩石物理建模,利用此模型分析了超声频段和地震频段内饱和致密砂岩的流体敏感性。基于超声频段测量的流体敏感度被高估,实际上地震频段的流体敏感度可能与超声分析结果存在较大差异,因此实现实验室低频直接测量对于准确的岩石物理建模和应用具有关键性的意义。     

盐间页岩油韵律层地震响应模拟及页岩薄储层厚度预测

江汉盆地潜江凹陷潜江组页岩油储层的地质结构为韵律背景下的页岩薄层,由于地震分辨率的限制,常规地震勘探方法难以精确描述盐间页岩油薄储层厚度的空间展布。因此,应用现有地震资料,探索适用于韵律结构中页岩薄层的地震预测方法具有重要意义。本文通过地震传播矩阵方法计算并分析研究区目标韵律层的地震响应特征,系统模拟并分析非均匀薄互层结构中页岩薄层的厚度、纵波速度等变化时地震波的反射动力学特征,发现地震反射波形的振幅和相位随非均匀页岩薄层的纵波速度和厚度的变化产生明显的变化,这些变化是本文页岩薄层厚度预测的基础。结合测井分析构建韵律层地质地球物理模型,模型空间考虑了页岩薄层纵波速度和厚度共99种组合变化的情况。通过求取目标层实际地震反射波形与构建的模型空间中地震波形的最佳匹配,提出基于反射波形的页岩薄储层厚度的地震预测方法,预测研究区页岩薄层厚度变化范围为5~20 m,并且由西南向东北呈增加趋势。预测页岩薄层厚度与测井解释具有较高的一致性,验证了本文地震预测方法的有效性。     

塔河油田卡拉沙依组地震沉积学研究与储层预测

针对塔河油田石炭系卡拉沙依组储层含灰质严重造成砂泥岩波阻抗值接近的特点,开展地震沉积学研究,用时频分析的方法在卡拉沙依组CK3和CK4砂组中划分3个最小等时研究单元及其对应的短期等时沉积界面;采用岩石-岩相物理分析确定了最小等时单元对应的地震响应特征,其中厚砂岩为强振幅反射;通过定量地震属性相分析提出用伪熵和扭度属性刻画薄层砂泥岩分布的方法;采用相控属性投影技术进行相控储层预测,并将有利沉积微相平面范围投影到过井的岩性反演剖面中,在三维空间中确定了有利储层展布形态,实现了实践意义上的“相控”理念,证实了地震沉积学在沉积相分析及岩性圈闭预测方面具良好的学科优势。     

地震分频AVO方法研究现状与展望

传统的AVO理论只考虑单界面两边的岩石物理特性,没有考虑地层厚度、其他波场以及油气藏中地震波的能量衰减和速度散射,在实际应用中还存在很多未解决的问题。实际地震波信息常常是地下多个砂泥岩薄互层的综合响应,每个薄层产生的地震反射信号经傅里叶变换后,在频率域都有一个与之相对应的特定频率成分,且这种频率成分在频率域是唯一的。将分频技术与AVO研究密切结合是有效解决薄互层气藏地震AVO识别的有效途径之一。简要介绍了AVO技术及传统AVO技术存在的问题,讨论了地震AVO与地震频率的关系,指出进行分频AVO分析的依据,并进一步讨论了时频分析方法。     

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。     

弹性参数直接反演技术在储层流体识别中的应用

叠前地震反演是目前应用于流体识别的主要技术,但在具体研究区储层地质地震特点的应用过程中,存在岩石物理基础研究薄弱、多解性等问题。为提高流体地震识别精度,以KD地区为例,开展了陆相碎屑岩典型储层的岩石物理基础、叠前地震反演技术研究及应用。利用河道砂岩实验室岩石物理测试数据,分析了岩性、物性及孔隙流体对岩石物理参数的影响;基于弹性阻抗方程,通过弹性参数直接反演获取对储层流体敏感的参数,对KD地区河道砂岩储层进行了流体识别,提高了流体地震识别精度,取得了较好的地质效果。     

地震流体识别方法在四川盆地页岩气“甜点”预测中的应用*

中国页岩气资源丰富, 但勘探水平相对较低。在钻井、测井资料匮乏的条件下, 高精度地震流体检测方法的研究至关重要。从地震弹性波方程入手导出了流体活动因子表达式, 该因子与储集层密度、黏度和渗透性成正比。将流体活动因子分析与高精度时频分析结合, 形成用于页岩气“甜点”预测的实用方法, 即首先基于高精度时频分析, 分析流体的时频特性, 计算出流体活动因子, 进而与测井资料结合量化页岩气“甜点”区流体活动因子的范围, 从而预测页岩气“甜点”分布区。该方法在四川盆地的应用表明, 其预测结果与钻井、测试结果吻合, 取得了良好的勘探效果, 对页岩气勘探具有重要的指导作用。     

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。