有效应力变化对致密砂岩孔隙结构及弹性波响应的影响规律

致密砂岩气藏具有裂缝发育和有效应力高的特征,研究不同有效压力下孔、裂隙介质地震波传播特征,有利于地震解释与地下储层的识别.但是前人的研究较少考虑岩石内部微观孔隙结构特征与孔隙、裂隙间流体流动的关系.本文首先通过选取四川盆地典型致密砂岩岩样,在不同有效压力下对岩石样本进行超声波实验测量.然后基于实验测得的纵、横波速度进行裂隙参数反演,得到不同有效压力下致密砂岩样本的裂隙孔隙度.再将裂隙孔隙度和样本岩石物理参数代入双重孔隙介质模型,模拟得到不同有效压力下饱水致密砂岩样本纵横波速度频散和衰减的变化规律.结果表明模型预测的速度频散曲线与纵波速度实验测量结果能够较好的吻合.最后统计分析了致密砂岩裂隙参数,得到了致密砂岩储层裂隙参数随有效压力及孔隙度变化特征.依据实际岩石物理参数建立模型,其裂隙参数三维拟合结果能够较好描述致密砂岩裂隙结构与孔隙度、应力的关联,可为实际地震勘探中预测储层裂缝性质提供基础依据.     

纵波方位各向异性正演模拟及叠前裂缝检测应用研究——以鄂尔多斯盆地致密砂岩气区块为例

裂缝作为油气的重要运移通道,同时可以显著改善致密储层的孔渗特性,因此预测裂缝的发育对于寻找天然气聚集的地质甜点及致密储层压裂施工改造的工程甜点具有非常关键的指导作用.基于叠前纵波地震资料的方位各向异性特性进行裂缝预测技术,由于受多种因素影响裂缝方位与纵波反射系数的关系异常复杂,因此需要通过岩石物理正演模拟实验以及成像测井资料来确定二者之间关系.在此基础上针对鄂尔多斯盆地X区块的致密砂岩储层,利用裂缝相对密度半定量化研究技术,成功预测了X区块的致密砂岩储层的裂缝发育的密度.通过电阻率成像测井、钻井岩心资料及后续压裂试采情况验证表明:高角度高导裂缝与叠前裂缝预测成果吻合度较高,预测精度能够满足勘探开发生产需求,证明该技术在X区块具有实际的应用价值.     

SG地区叠前地震弹性参数交会定量解释技术预测有效储层的方法

鄂尔多斯盆地SG气田是我国典型的低孔,低渗,致密砂岩气藏的代表.该区地震勘探开发面临着两大难题:一是含气砂岩和围岩的声波阻抗存在较大范围叠置,利用声波阻抗预测储层存在明显的多解性;二是SG气田局部地区气、水关系复杂,地质上不存在统一的气、水层分界面,产水井严重影响产能建设,流体类型的识别是面临的又一难题.为了降低声波阻抗预测砂岩储层的多解性,提高有效储层预测精度,定量识别储层中流体的类型,本文提出了叠前地震弹性参数交会定量解释技术,从横波测井资料不同岩性、流体的岩石物理参数分析入手,优选了能够区分岩性和流体的最佳敏感弹性参数,制作了敏感弹性参数交会模板,通过地震叠前反演获得反映储层物性和含气性的地震弹性参数体,最后进行地震弹性参数交会定量解释预测有效储层和识别流体.勘探实例证实了该技术方法在SG地区对有效储层的预测是有效的,能够为井位优选提供可信的依据.地震弹性参数交会技术将纵向分辨率较高的测井岩石物理分析和横向分辨率较高的地震叠前反演结合在一起,使用了多个弹性参数交会,减少了以往单一弹性参数预测储层的多解性,最终获得比较可靠、更量化的反映储层物性和含气性的地震弹性参数交会体,为有效储层预测和流体识别探索出了新的途径,这一技术的应用和推广可以降低地震解释的风险,提高储层预测精度.     

致密砂岩储层裂缝测井识别评价方法研究进展

致密砂岩油气资源潜力巨大,但由于其岩性致密、基质孔隙结构复杂且非均质性强.储层含油气性和产能对裂缝的依赖性强,裂缝的测井识别与评价是致密砂岩储层油气勘探开发的关键.致密砂岩储层本身的非均质性以及裂缝分布复杂、规律性差导致目前尚缺乏一个能全面解决裂缝精细描述与刻画的研究方法,在地下裂缝识别和裂缝参数定量表征方面都尚未形成完整的方法理论体系.本文由此拟从裂缝发育控制因素出发,对裂缝分类方案进行归类总结,最后就测井资料在裂缝定性识别和裂缝参数定量表征方面的应用做一综述,以期能弥补裂缝性致密砂岩储层测井评价的薄弱现状,并有助于裂缝空间分布预测的研究.     

改进的地震AVAZ裂缝弱度反演方法及其在致密砂岩储层中的应用

致密砂岩气储层具有低孔、低渗的特征,裂缝的存在可以提高储层的渗透率,同时裂缝是油气重要的储存空间和运移通道,裂缝发育也有利于水力压裂过程中裂缝网络的形成,裂缝预测可为致密砂岩气储层的开发和部署提供重要依据.地震振幅随方位角的变化可以提供储层中垂直裂缝的信息,本文针对HTI介质提出了一种改进的方位振幅差异反演方法,并结合岩石物理理论预测表征裂缝性质的裂缝弱度参数.常规的反演方法一般同时反演弹性参数和裂缝参数,改进的方位振幅差异方法引入一个参考方位,构建消除各向同性背景的方位振幅差异道集,仅反演与各向异性项相关的裂缝弱度参数,充分利用方位各向异性响应,提高裂缝识别的敏感性与裂缝参数反演的准确性.实际数据应用表明,方位振幅差异反演方法对裂缝参数预测的敏感性较常规方法有所提高,预测的裂缝弱度与测井渗透率曲线相吻合,并且与致密砂岩气储层产气性具有明显的相关性.因此,利用方位振幅差异方法预测裂缝分布及其发育程度可为致密砂岩储层含气有利区的识别与开发提供可靠的指标.     

致密砂岩油气藏地震地质研究关键技术

致密砂岩油气藏在当前油气勘探开中占有重要地位.地震地质综合研究是此类油气藏勘探开发工作的重要组成部分.多数致密砂岩油气藏地表条件复杂,导致地震资料品质较差.油气藏岩性致密、低孔、低渗的地质特征导致地球物理异常微弱.这两个不利条件给地震地质综合研究造成了较大的困难.结合致密砂岩油气藏地震地质研究工作实践,本文对地震资料特殊处理、储层和特殊地质体地震预测与描述的关键技术进展及应用效果进行了阐述.面对黄土塬、山地等复杂地表采集条件和致密砂岩储层等特殊地质体地震地质研究的需要,介绍了高精度静校正、叠前多域去噪、地表一致性振幅补偿、小波变换提高分辨率处理技术及在鄂尔多斯盆地一些探区的应用情况.围绕致密储层等特殊地质体的地震预测与描述需求,着重介绍了致密砂泥岩地层岩石物理分析、煤系等特殊地层的地震属性分析与优化、致密碎屑岩储层反演、叠前地震资料流体检测、致密储层裂缝发育带地震预测和储层综合建模等关键技术在部尔多斯及川西探区实际应用中面临的具体问题、改进对策和实施效果.     

地球物理技术在页岩储层裂缝研究中的应用

近年来北美等国外页岩气勘探的巨大成功和我国在南方海相页岩(包括涪陵焦石坝、长宁-威远及昭通等)中获得的重大突破表明,泥页岩裂缝的研究尤为重要.裂缝的发育程度是决定泥页岩气藏品质的重要因素,一般来说,裂缝越发育,气藏的富集程度越高.地球物理方法和技术贯穿于页岩气勘探开发的始终,也是识别泥页岩裂缝的重要手段.在对国内外大量页岩储层测试数据和研究成果全面系统调研和深入分析总结的基础上,总结了常规测井技术识别裂缝的特点以及测井新技术裂缝识别的原理和方法.现今有关泥页岩裂缝识别的地震研究工作主要存在下面三种思路和方法:基于对裂缝敏感的属性直接分析、基于施工过程中的裂缝响应特征分析以及基于学科综合的定量化分析预测和识别裂缝.根据以上思路,全面系统分析了泥页岩裂缝识别的各种地震方法.综合测井和地震的地球物理方法准确确定裂缝产状、裂缝长度及空间展布特征等参数,对寻找页岩气富集"甜点区"有着重要意义.     

川西凹陷孝泉地区3D3C量地震资料采集方法

川西坳陷孝泉地区深层须家河组致密砂岩气藏属于典型非常规裂缝性气藏,储层识别、裂缝检测、含气性识别是气藏研究的重点和难点.转换波3D3C勘探可同时获得反映岩石骨架和各向异性特性的C波资料及反映骨架及流体特性的P波资料,因而适用于川西孝泉深层超致密裂缝性气藏.在3D3C地震勘探中,三维三分量地震采集方法是采集到高质量多分量原始资料的技术保障,本文重点研究这种采集方法.首先根据地球物理参数,结合地质任务要求,分析了三维三分量观测系统设计的方法及观测系统参数,然后根据分析结果和勘探目的层的实际情况设计了同时适合纵波勘探和转换波勘探的面元尺寸、最大和最小炮检距、接收线距、束间滚动距等参数并确定了三维三分量观测系统.该观测系统在孝泉地区资料采集中,获得的三分量资料波组特征清楚,同相轴连续,反射信息丰富;Z分量剖面和R分量剖面反射层次清楚,目的层反射特征明显,具有非常好的构造形态一致性.     

致密砂岩储层抗拉强度评价方法研究

致密砂岩储层抗拉强度直接影响压裂过程中裂缝起裂、水力裂缝扩展以及水力裂缝与天然裂缝的沟通能力.基于巴西劈裂实验圆盘测定了 14组致密砂岩抗拉强度,同时在围压条件下测定了相同取心位置的14块岩心的纵横波波速和密度.基于上述实验结果,并与岩心所处井深测井数据对比分析,建立了基于地球物理测井数据(声波时差测井和密度测井)的致密砂岩抗拉强度的预测模型,模型相关系数大于0.93.由预测模型可知,抗拉强度与岩样密度和纵波波速呈正比(与声波时差呈反比).利用所建立的抗拉强度评价方法在鄂尔多斯盆地M16井致密砂岩储层进行了应用分析.得到了全井段抗拉强度,并基于抗拉强度预测了储层断裂韧性,其评价结果与压裂后产能监测数据相一致.本研究可为压裂设计、可压裂性评价及工程"甜点"选择提供支撑.     

中深层天然气藏地震预测技术研究

济阳坳陷天然气资源丰富,已在多个层系发现了不同类型的中深层天然气藏,由于气藏地质条件、地震反射复杂,针对不同的气藏需采用不同的地震预测技术。本文在中深层天然气藏地质特点分析的基础上进行了岩石物理、地震反演、地震属性等预测技术研究,结果表明：中层气藏储层物性较好,储层与围岩的岩石物理参数差异明显,应用亮点、AVO、叠前弹性阻抗反演技术可较好地识别预测三角洲砂岩气藏;针对深层低孔低渗砂岩气藏,地震属性及多属性反演是有效的储层预测技术,并预测了孤北地区二叠系有利储集相带分布,结合构造分析,指出了孤北地区深层气勘探方向。     

致密砂岩气藏裂隙-孔隙型弹性岩石物理模板研究:以川西坳陷A区为例

相对于常规砂岩,致密砂岩在岩石物理性质、力学性质等方面具有明显差异,并呈现出很强的非均质性.岩石物理模型能将储层参数与地震特性信息联系起来,因此可以作为致密砂岩储层参数与地震特性信息转换的桥梁.常规的岩石物理模型通常只考虑单一因素(例如非均匀性,单一孔隙,单一尺度等),建立的岩石物理模板并不适用于致密砂岩.本文针对高饱和气、微裂隙发育、非均质性强的致密砂岩储层,利用Voigt-Reuss-Hill模型计算混合矿物的弹性模量,采用微分等效介质(DEM)模型描述含裂隙、孔隙岩石的骨架弹性模量,基于Biot-Rayleigh波动方程构建了岩石物理弹性模板,给出了致密砂岩储层弹性参数与物性的关系.基于测井数据和实验数据对岩石物理弹性模板进行校正,并将校正后的岩石物理弹性模板结合叠前地震资料应用于川西地区储层孔隙度与裂隙含量预测.结果显示,反演裂隙含量、孔隙度与储层试气报告、测井孔隙度基本吻合,表明该模板能够较合理地应用于致密砂岩储层孔隙度及裂隙含量解释中.     

鄂北上古生界隐蔽气藏地震储层预测技术

鄂尔多斯盆地北部上古生界陆相致密碎屑岩隐蔽气藏具有低孔、低渗、致密、薄互层、多层叠置和非均质性强的特点.其勘探开发一直是世界性难题.针对该区储层特点,展开了以三维地震为核心的储层综合地球物理预测技术研究,开发应用了储层岩石物理分析、地震属性优化、随机模拟反演、地震吸收衰减、地震频谱分析、地震波正演模拟、地震相划分和AVO等多项技术,形成了一整套适合该地区油气地质特征的方法技术系列,有效提高了储层预测的精度,提高了勘探开发井位部署的成功率.     

叠前反演和地震吸收技术在复杂天然气藏地震预测中的应用

针对某复杂断块天然气目标储层,在岩石物理分析的指导下,综合利用地质、地震、测井等资料,提出了一套面向复杂天然气藏的叠前地震预测技术.首先基于地震岩石物理分析得到的初始横波信息,采用叠前贝叶斯非线性三参数反演得到了井旁控制点处精确纵横波速度和密度信息,然后通过叠前/叠后联合反演技术实现了面向目标的弹性阻抗体反演及含气储层敏感参数直接提取,最后结合小波变换时频谱分析的方法从叠前地震资料中估算地层吸收参数值,提高天然气藏识别精度.实际应用表明,综合各种叠前地震预测技术,可以大大提高对复杂天然气藏的识别精度,降低勘探风险.     

油气田开发中油气藏地球物理研究

油气藏地球物理方法应用至油气田开发中,直接关系着构造、储层和流体表征精度和准确度.为了详细梳理油气田开发中油气藏地球物理研究核心内容和新进展,为该项研究推广应用提供参考.从构造解释、储层预测、流体描述等3方面梳理该研究核心内容.结果认为,构造描述中地球物理研究主要包括井震结合构造精细解释、基于密井网资料构造精细解释,储层预测中地球物理研究主要包括基于地震资料属性提取和反演预测的储层精细刻画和基于测井二次精细解释的有效储层划分.油藏流体地球物理研究主要包括四维地震剩余油表征和水淹层测井精细解释等.指出油气田开发中油气藏地球物理研究未来发展方向主要包括测井解释方法的创新和流程优化、开发地震在构造解释和储层描述等开发实践中的推广应用、地球物理资料与地质和生产动态资料结合验证、大数据和人工智能等与地球物理方法结合提高解释精度降低应用成本、非常规油气开发对地球物理研究新需求等5方面.     

利用梯度提升决策树(GBDT)预测渗透率——以姬塬油田西部长4+5段致密砂岩储层为例

致密砂岩储层的研究对于当前国内油气勘探进展至关重要.准确掌握致密砂岩储层特征是开展油藏描述和有利区优选等工作的重要前提,而获取储层表征参数又是刻画储层特征的关键,所以储层参数预测技术逐渐成为当前研究热点之一.渗透率是划分油气水层以及后续井开发工程的重点分析要素.对于致密砂岩储层而言,因其非均质性强,使得渗透率很难用常规方法准确求取.为此,本文根据机器学习在数据分析上的强大性能,提出利用GBDT技术预测致密砂岩储层渗透率.本文以姬塬油田西部长4+5段致密砂岩储层测井资料为基础,通过设计2个实验来验证提出方法预测效果.为突出提出方法的预测能力,在实验中引入逐步迭代、Timur模型和BP模型进行对比.2个实验结果显示提出方法得到的拟合误差最小,证明GBDT技术能够有效用于致密砂岩储层渗透率预测,并且预测资料仅需测井数据,无需其他实验数据支撑,表明技术具有良好的推广性.     

地震属性优化及其在储层预测中的应用

利用地震资料属性信息预测油气储层已越来越受到石油地球物理工作者的广泛重视。但如何优化地震属性,从而更加精确地预测薄砂岩储层特征,提高其描述精度,更是地质及地球物理勘探家们始终不懈的追求。本文在借鉴主成分分析思想的基础上,提出一种新的地震属性优化方法-约束主成分分析。经理论模型的计算及油田区的实际应用表明:该方法不仅能提高储层预测的精度,而且具有更好的适用性。     

部分饱和砂岩储层地震物理模拟及含气饱和度预测分析

含气饱和度预测是天然气储层地震解释工作的重要目标.本文将岩石物理分析与地震物理模拟技术相结合,构建了部分;饱和砂岩储层物理模型并进行含气饱和度预测分析.物理模型中设置了高孔渗常规砂岩和低孑孔渗致密砂岩两种模拟储层,每种储层都是由具有不同含水饱和度的气-水双相饱和砂体组成.岩石物理分析结果显示在低孔渗致密砂岩中气-水混合流体更加倾向于非均匀的斑块分布,而结合了Brie等效流体公式的Gassmann流体替换理论可以更准确地描述纵波速度随含水饱和度的变化趋势.对物理模型进行地震资料采集处理后,对比了AVO特征和叠前同步反演结果对两种砂岩储层含气饱和度预测能力的差异.AVO特征结果显示,对于混合流体均匀分布的高孔渗砂岩储层,AVO响应曲线和属性变化很难对含气饱和度进行估算;对于混合流体斑块分布的致密砂岩储层,AVO特征可以定性地分辨出储层是否为高、中、低含气情况.反演结果显示,密度及纵横波速度比分别对高孔渗及致密砂岩储层的含气饱和度有着较好的指示能力.     

鄂尔多斯盆地定边—志丹地区延长组致密砂岩储层裂缝测井识别

裂缝是影响致密砂岩储层高产及稳产的关键,目前,对致密砂岩储层裂缝定性识别与表征仍很困难.在对致密砂岩裂缝研究现状系统调研的基础上,以鄂尔多斯盆地定边—志丹地区延长组岩芯、成像测井、常规测井资料为基础,分析裂缝发育类型,利用岩芯和成像测井标定,明确裂缝测井响应特征,优选对裂缝响应敏感的测井参数,建立有效的裂缝测井识别方法.研究表明:(1)定边—志丹地区裂缝按成因分有天然构造裂缝、钻具诱导裂缝、井眼崩塌裂缝、应力释放裂缝,按角度大小分为垂直裂缝、高角度裂缝、低角度裂缝、水平裂缝;(2)常规测井系列中对裂缝反映灵敏的参数依次为微电极、八侧向电阻率、声波时差、自然伽马、自然电位、双感应电阻率、井径;(3)通过裂缝敏感测井参数,分别构建曲线变化幅度参数(FIA)、曲线变化率参数(FIG),进而构建裂缝识别综合指数(FFA),结合电阻率侵入指数,在此基础上,采用人工判识方法,排除泥质条带、钙质砂岩等岩性变化所造成的影响,最终确定裂缝可能发育段,裂缝综合识别率为80.6％,能够对致密砂岩储层裂缝进行识别和预测.     

电成像测井储层非均质性评价方法在川东北G地区FC段地层的应用

岩心、成像测井资料表明川东北G地区FC段碳酸盐岩储层溶孔、裂缝发育,非均质性较强.根据溶孔、裂缝的发育程度与分布特征,可划分为6种典型储层类型.因此,有效评价储层非均质、划分储层类型是该区油气勘探与开发工作的关键.电成像测井资料能通过定性识别孔洞与裂缝对储层非均质性进行定性评价,但是由于缺乏能综合表征溶孔、裂缝等特征的定量参数,使得电成像测井资料对储层非均质性的定量表征存在问题.为此,基于分形理论,提出一种电成像测井定量评价方法,即计算电成像测井图像的分形维数来定量描述储层非均质性.储层类型与分形维数相关分析表明,分析维数可综合表征储层溶孔、裂缝,评价储层非均质性.应用实例表明,基于电成像测井分形维数的非均质性表征与储层类型划分应用效果较好,推动了该区的油气勘探与开发工作.     

基于多矿物模型的致密砂岩脆性指数常规测井评价方法——以鄂尔多斯盆地桐川地区长7段为例

脆性指数是致密砂岩储层评价的重要参数,利用常规测井资料计算脆性指数,对致密砂岩油、气资源的勘探、开发具有重要意义．因此,本文以鄂尔多斯盆地桐川地区长7段为例,开展致密砂岩储层脆性指数常规测井评价方法研究．首先,利用全岩矿物X射线衍射分析、阵列声波测井资料,定量计算了脆性指数;第二,构建岩石矿物组分模型,利用常规测井曲线,通过最优化求解方法,预测了脆性指数;第三,在验证了预测结果的准确性后,将基于多矿物模型的脆性指数计算方法在研究区内推广、应用,并精细刻画脆性指数平面分布规律．研究表明：基于岩石矿物组分和声波特性的脆性指数计算结果具有较高的一致性,利于方法的结合和计算结果的相互验证;研究区内脆性指数与常规测井参数具有一定的相关性,但未达到参数间数学关系定量拟合的要求;以基于声波特性计算的脆性指数为参考值,通过多矿物模型并利用常规测井资料的计算结果具有较高的准确性;研究区东部脆性指数高于西部,相应的工业油流井点也主要分布在东部．本文提出的脆性指数常规测井评价方法,可在无岩心测试、特殊测井资料的条件下计算岩石脆性指数,为致密砂岩油、气资源勘探、开发丰富了技术手段．