浊积岩储层孔隙结构分类及其测井响应特征——以鄂尔多斯盆地黄陵油田长6储层为例

为判定不同测井系列评价划分储层孔隙结构的能力强弱,进而利用测井资料划分储层孔隙结构类型,筛选储层"甜点"的目的,应用岩芯压汞、物性资料,将鄂尔多斯盆地黄陵油田长6浊积岩储层孔隙结构划分为4种类型.基于此,建立4种孔隙结构样品的岩性、孔隙度与电阻率测井系列响应交汇图,分析不同测井系列识别不同孔隙结构的能力强弱.结果表明,岩性测井系列中,针对Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类孔隙结构储层,其对应自然伽马分布范围及变化幅度差异明显,反映其识别不同类型孔隙结构最为敏感;钍含量、钾含量及光电吸收截面指数对不同孔隙结构分辨力较强,能够识别四种孔隙结构类型;但铀含量测井对不同孔隙结构分辨力整体较差,自然电位测井识别Ⅱ、Ⅲ类孔隙结构能力较弱.孔隙度测井系列中,声波时差、密度、中子测井识别不同孔隙结构能力相当,鉴于经济实用角度评价,可加强声波时差资料的有效挖掘和应用.电阻率测井系列中,鉴于研究区长6储层致密、孔隙结构复杂及储层油水混储等因素影响,双感应和阵列感应测井难以解释不同孔隙结构储层流体性质及含油性判定.经黄陵油田145口井应用检验,自然伽马、钍含量、钾含量及声波时差等敏感测井系列不仅反映浊积岩储层岩性、物性及含油性特征,且有效提高优质储层识别精度和实用效果.     

汶川地震破裂带断层岩纵波速度与孔隙度关系的实验研究

分布于地震破裂带上的断层岩具有高孔隙度的特征.该特点造成了其弹性波速度与结晶岩石和沉积岩存在明显的差异.确定断层岩的弹性波速度与孔隙度和矿物组成的关系对于利用地震资料探测深部断层和测井资料的解释至关重要.在10~600 MPa条件下,本文对地震断层岩的纵波波速（V_p）和总孔隙度（φ_t）进行了测量,并深入分析了V_p与孔隙度的关系.结果表明在10~600 MPa的压力范围内,V_p（p）随着压力的增高呈现对数增加,其增长率随着压力的上升而逐渐减小,遵从∂V_p（p）/∂p=a_v/p的变化规律.断层岩中的孔隙度随着压力的增高呈对数减小.与传统的认识不同,实验发现在压力高达600 MPa以上,大多数断层岩中仍然可以残留可观的孔隙量.分析显示V_p与总孔隙度及总粘土含量呈负线性相关.该发现有助于认识深部流体的活动通道特征,有助于理解断层带中存在大量粘土矿物、断层带内的物质可被大量带出、围陷波的形成等地质和地球物理现象.     

计算视复电阻率的新的近似公式

本文推导并评价了一个新的计算视复电阻率的近似公式,其视振幅表达式为|ρ_s（ω）|≈ρ_s（ω）|_{ρs（ω）=ρs（ω）|},视相位表达式为φ_s（ω）≈sum from i=1 to n（B_i（ω）φ_i（ω））,这里B_i（ω）是按各介质复电阻率振幅计算的稀释系数。此近似公式比迄今为止已发表过的同类近似公式都精确,可在频率域激电法数值模拟计算视复电阻率时应用。     

含不同孔隙流体的砂岩地震波速度随压力变化的实验研究

岩石的地震波性质是区域构造研究和浅部地震勘探应用的基础.延长油田是我国重要的油气生产基地之一,但目前仍缺乏地震波性质方面的基础资料.作者利用Autolab2000多功能岩石物性自动测试设备,在0~180MPa及饱含不同孔隙流体(干燥、饱水及饱油)条件下,研究了三种来自延长油田砂岩岩芯的纵波、横波速度.结果表明:三种砂岩的V_p、V_s1和V_s2均随压力增加(或降低)而基本呈对数曲线增大(或减小);干燥、饱水和饱油三种波速间的关系因砂岩类型不同而不同,这主要取决于岩石的有效弹性模量、孔隙流体性质以及岩石的内部结构等;含同种孔隙流体的不同类型砂岩,其V_p、V_s1和V_s2随压力变化的规律主要受岩石孔隙度和粒度的影响;而含不同孔隙流体的同种砂岩,其V_p、V_s1和V_s2随压力变化的规律则主要受控于岩石的有效弹性模量和流体密度.另外,含水或含油饱和度的变化对V_s1和V_s2基本没有影响.实验结果可以为该地区地震资料的解释及与声波测井之间的对比提供重要的基础数据和参考依据.     

受孔隙形态影响的碳酸盐岩孔隙度反演

深层碳酸盐岩往往具有孔隙度低,孔隙形态复杂的特点.传统孔隙度反演方法仅考虑孔隙空间大小对地层岩石物性的影响,未考虑孔隙形态对岩石弹性特征的作用,在反演深层碳酸盐岩孔隙度时往往存在偏差.孔隙形态的影响可以利用含有孔隙纵横比的等效介质模型表示;通过引入DEM模型对声波孔隙度方程进行改进,定量体现孔隙形态的影响.将改进的声波反演与中子反演、密度反演相结合,得到井区受孔隙形态影响的地层孔隙度.首先利用中子、密度和纵波时差反演得到地层孔隙度初值;进而通过DEM公式获得孔隙纵横比初值;最后综合利用中子测井、密度测井和声波测井数据,实现受孔隙纵横比影响的地层孔隙度反演.应用该方法反演了西南某地MX19井深层白云岩储层的孔隙度,通过与岩心孔隙度测量数据进行对比,验证了反演结果的准确性.     

用声波时差测井估计异常地层压力

本文论述用声波时差测井估计异常地层压力的大小,阐述了三个观点:1.估算异常地层压力的一般公式;2.孔隙度随地层埋藏深度的增加按指数规律减小,但是,在异常地层压力井段,孔隙度变化偏离这一规律;3.用声波时差测井孔隙度确定异常地层压力井段的等效深度点,从而用它来估计异常的地层压力。 异常地层压力主要用来发现高压油气层,预测岩石破裂压力强度,合理地、经济地选用钻井泥浆比重,提高钻速,保证安全,特别是用于指导海洋钻井、深井和超深井钻井以及确定完井方法等,均具有十分重要的意义。 文中还列举了应用声波时差测井估计异常地层压力的一个实例。     

水与流体饱和孔隙介质界面上非镜面反射声场的实验研究

用光学法和发射-接收法研究了水与流体饱和孔隙介质界面上声波的非镜面反射声场．测量了入射角θ_i为16°－80°范围内的反射系数R，记录了θ_i在Rayleigh波临界角θ_c附近±4°范围内两束反射波的反射角、波束位移△、波形和频谱．实验发现：(1)在θ_c附近±4°范围内，观察到θ_i两束反射波A和B，其中波束B沿界面有波束位移△，实验测出△随θ_i增大而减小，并非在θ_i=θ_c时最大．(2)反射角等于θ_i的波束的频谱很接近于入射波的频谱，反射角等于θ_c的波束的频谱相对于入射波有频谱的负偏移．(3)波束A的相位与发射换能器直达波的相位一致，波束B的相位与波束A相反     

用孔隙、裂隙介质弹性波理论反演岩石孔隙分布特征

"孔隙、裂隙介质的弹性波动理论"描述了介质中孔隙与裂隙相互作用的弹性波特征,已被广泛用来模拟和解释实际岩石的声学性质.本文将该理论进一步扩展,用以描述孔隙与多形态裂隙体系的相互作用.扩展理论的一个重要应用是模拟实验室流体饱和岩石在压力加载条件下的弹性波速数据,利用不同形态的裂隙在压力作用下产生的波速变化来反演裂隙的纵横比分布谱.对高孔渗砂岩、致密砂岩和花岗岩岩芯数据的反演结果清晰地反映了不同岩性的岩石中裂隙的纵横比分布特征,且与这些岩芯的扫描电镜分析结果一致.本文的研究不仅为扩展理论提供了实验验证,而且给出了一种分析岩石孔隙结构特征的有效方法.     

高温高压下岩石波速与地壳深部的物质组成

通过对高温高压下岩石波速实验资料的综合研究得出：岩石波速及速度各向异性可用于确定地壳深部各层的组成和界面性质;岩石波速随构造环境而变化；同一波速层由成分和成因上不同的岩石组合而成利用统计分析后的高温高压波速数据，建立了42组ρ-Vp（密度-速度）关系式及深部岩石判别图解     

应用三分量地震数据反演煤系地层孔隙含水量

地层孔隙水含量的计算主要受地层孔隙度与孔隙含水饱和度的影响.通过实验室煤层及其顶底板岩芯物理测试与孔隙度测量,可以获得煤系地层岩芯的孔隙度与岩芯纵、横波速度的经验公式;结合三分量地震勘探获得的纵波与横波速度,能够计算出煤系地层的孔隙度;含水饱和度的计算通过实验室岩电参数测试和阿尔奇公式可以计算得到.结合淮南某矿区三维三分量地震勘探和地球物理测井及岩样的岩电试验,实现了三维空间煤系地层孔隙含水体积百分比的精确计算.该预测方法与传统的、钻孔控制的地下水评价方法相比可以提供相对精细的、三维空间的、定量化的煤系地层孔隙相对含水量,对煤炭与煤层气资源开采中所涉及的地下水分布规律预测有一定的参考意义.     

速度随深度线性增长时反射剖面图的繪制方法

在很多地区地震波传播的真速度与深度的关系符合于线性规律V=V₀（1+kz）,式中V₀为地面速度,z为深度,k为常数.这时根据t₀值可求得等时线的圆心深度z₀及半径r:z₀1/k（ch（1/2）V₀kt₀-1）,（1）R=1/ksh1/2V₀kt₀.根据t₀值和其附近时距曲线斜率△t/l可计算出反射面倾角φ.     

碳酸盐岩储层孔隙度超声波评价数值模拟

孔隙度是地质勘探、储层评价及产能预测的重要基础参数.本文利用理想岩心和对实际岩样图像进行数字图像处理建立数字岩心,在此基础上进行二雏超声波数值模拟计算,开展孔洞型储层孔隙度预测研究.研究表明:wyllie平均时间公式在孔洞型地层中并非完全不适用,其适用性由孔洞尺寸及孔洞密度共同控制;当孔密度为0.08~0.064(个/mm~2)时实测孔隙度-波速关系背离wyllie理论计算值,当孔密度大于0.096(个/mm~2)时实测孔隙度-波速的关系趋近wyllie计算值;定孔隙度时,孔隙密度-品质因数呈Q~(-1)=aln(ρ)+b对数规律变化;定孔隙密度时,孔隙度-品质因数呈φ=aQ~(-1)+b线性规律变化,预测模型的系数直接受到孔隙密度的影响,孔隙密度越大则b值越大.     

鄂尔多斯盆地苏东南地区盒8段低阻气层识别

上古生界二叠系下石盒子组盒8段是苏东南地区主力产气层段之一,低阻气层相对较发育,其测井响应表现为低自然伽马、高声波时差、低密度和低电阻率特征.根据常规测井处理方法,对苏东南地区50口试气井106个试气层段进行了电阻率与声波时差参数交会图分析,结果发现低阻气层的电阻率数值分布范围与邻近水层的电阻率基本相当,甚至有些含气段的电阻率比水层的电阻率低,在电阻率与声波时差参数交会图中,含气层的分布区与气水同层分布区相混,无法准确区分.另外,低阻气层在深侧向电阻率和声波时差测井曲线重叠图上基本无幅度差,这就可能造成有效含气层的漏失.针对上述这种电阻率相对较低的气层,利用非电阻率测井信号,优选声波孔隙度(ФS)、密度孔隙度(ФD)、中子孔隙度(ФN)测井资料进行重叠图处理(ФS-ФN、ФD-ФN),并增加纵波等效弹性模量差比值参数来综合识别气层.在含气层段,一般具有ФSФN、ФDФN、等效弹性模量差比值大于0.1的特征.上述综合识别含气层的方法,其判别结果不受电阻率的影响,因此在低阻气层发育的部位能够有效识别气层.经对50口试气井106个试气层段试气资料进行处理,气层识别综合符合率达95.8%.     

不同孔隙流体下延长组砂岩波速各向异性的实验研究

利用Autolab 2000岩石物性测试设备,在0~200 MPa及三种不同孔隙流体条件下（干燥、水饱和及油饱和）研究了三种来自延长油田延长组的砂岩沿平行和垂直层面两个方向（即H和V）的纵波、横波速度,并分别计算了这些弹性波速的各向异性系数.结果表明：三种砂岩Y1、Y2和Y3两个方向上的V_P、V_SH和V_SV均随围压增加而基本呈对数函数形式变化,且纵波饱油曲线的斜率远大于饱水;Y1、Y2砂岩H方向的V_P、V_SH和V_SV在干燥、饱水和饱油条件下基本上均大于对应的V方向的波速;干燥、饱水和饱油条件下Y1、Y2的波速各向异性系数ε、γ和ζ和围压之间呈指数或二次函数降低;Y1、Y2、Y3三个岩样之间的速度各向异性差异明显,以Y2的各向异性最显著,其次是Y1,而Y3基本没有各向异性.另外,Y1、Y2的各向异性系数ε、γ和ζ之间表现出明显的与压力和流体状态相关性,且在实验压力范围内,饱油条件下的ε、γ均大于对应的饱水条件.实验结果可以为该地区地震资料的解释、油水层划分及与声波测井之间的对比提供重要的基础数据.     

含气饱和度对纵波首波速度、振幅及主频影响的实验结果

虽然人们早已在声波测井中观察到天然气层的时差曲线有“周波跳跃”现象,并且,利用时差在气层增大和幅度在气层衰减的特点来勘探天然气的工作也有了报道,但含气饱和度S_g和声速V,特别是和振幅A、主频F（本文中均指纵波首波）之间究竟有什么联系,却一直是有待解决的问题。 通过对人工岩芯及井下取芯的测试,我们首次发现:1.纵波首波的振幅对气层最敏     

A3M联测技术在岩芯分析中的研究及应用

总结国内外岩芯分析技术，综合应用现代控制论、信息论、系统工程论的基本原理，提出A3M理论性认识和联测技术的新概念，研制出一套具有多学科、多目的（任务）、多项目（参数）的岩芯综合分析技术，即岩性、物性、岩石电性、声波等联测的技术．完成了一套与联测技术流程相配套的实用软件包，这套技术提供了系统的、有代表性的、可对比的岩芯分析资料，可直接用于油田现场与实验室岩芯分析生产、科研和管理及油田的开发中，有利于认识非均质储层岩石地质、物理特征以及各种信息之间的内在规律．     

大气三圈环流的动力系统模型

定常情况下,本文利用球坐标系（λ,φ,r）的动力、热力学方程导出三维速度场（v_λ,v_φ,v_r）的动力系统.这种包括摩擦力和热传导的不可压缩大气运动的动力系统,无论从定性上还是从定量上都能描述由赤道和极地间的加热不均匀造成的三圈环流.定性上表明,在北半球经向速度v_φ和纬向速度v_λ同符号,地表刮北风（v_φ<0）和刮东风（v_λ<0）相对应,刮南风（v_φ>0）和刮西风（v_λ>0）相对应.在南半球,经向速度v_φ和纬向速度v_λ符号相反,刮北风（v_φ<0）和刮西风（v_λ>0）相对应,刮南风（v_φ>0）和刮东风（v_λ<0）相对应.定量分析表明球面上的压力场p可以用球调和函数p_l^m（sinφ）cosmλ来表达.当取l=6,m=0时即可导出三圈环流.在经圈剖面（φ,r）上,地表的φ₁=±56°和φ₂=±28°左右,以及赤道是速度场的奇点,它们都是鞍点,说明在副热带是下沉运动,在中纬度是上升运动,这正是三圈环流中的Ferrel环流的特征.这样经向速度v_φ和纬向速度v_λ相联系,经向速度v_φ又和垂直速度相联系,那么三圈环流的三维速度场就构成了一个整体.     

裂缝模型声波衰减系数的数值模拟

超声波数据是研究碳酸盐岩储层孔隙结构的重要资料,超声波响应可用来反演孔隙结构.本文从声波波动理论出发,以裂缝模型为研究对象,开展超声波数值模拟研究.结果表明:随着裂缝孔隙度的增加,岩石声波衰减系数总体呈上升趋势,但孔隙度增长方式不同,衰减系数的递增函数规律亦不同;随着裂缝延伸方向与声波激发方向的夹角增大,岩石声波的衰减系数线性增加;衰减系数随着裂缝密度增大呈幂函数规律递增;利用数值模拟的方法能避免人为误差、节约实验成本,为裂缝结构的岩石声波实验研究拓展了思路.     

裸眼井中软地层多极子源激发的弹性波的传播

利用全波场和分波场算法对裸眼井软地层中由单极子源和多极子源（偶极子源和四极子源）激发的弹性波进行了数值研究,给出了声波全波列理论波形、纯纵波和纯横渡理论波形及纵横波的频率传输特性曲线.结果表明,纯纵波和纯横波是无频散几何衰减波;除了在v_s>（1-ρ₁/ρ₂）^1/2v₁的井眼中由单极子源激发的横波无传播特征频率外,纵横波都具有各自的传播特征频率,纵波的传播特征频率有一系列离散值,横波的传播特征频率只有一个且等于非对称模式波的截止频率;多极子源激发的纵波传播特征频率的最小值大于横波的传播特征频率,随着极子数增多,二者的特征频率值皆增高,差别也越大,因此,当声源发射主频较低,接近横波传播特征频率而远离纵波传播特征频率时,低频多极子源将压制纵波并激发出较强的横波,分析结果还表明,通常所说的低频多极子源激发出的横波波群实际上是纯横波与截止频率附近的非对称模式波叠加的结果,在其它条件不变时,二老对横波波群相对贡献的大小取决于声源激发主频的高低及其带宽的大小.     

繞射波的动力学特性与介质物理参数間的关系

本文是利用三維液体-固体超声頻脉冲振动的模型試驗,来研究均勻介貭中断块繞射波的动力学特性（頻譜、振幅及波形）与介貭物理参数ρV（ρV为断块的声阻抗）,d/λ（d和λ分別为断块的厚度与波长）,H/λ₀（H和γ₀分别为断块上面复盖层的厚度与波长）間的关系和它随着入射角α_пад及出射角ψ_вых的改变而急剧变化。 繞射波的振幅及頻譜的极大值頻率随着ρV的增高而增大。比值d/λ是繞射波动力学特性中重要的因素之一。在d/λ<0.3（薄层）和d/λ≥≥1.2（厚层）时,繞射波的振幅随距离变化曲綫、頻譜极大值頻率以及波形都很相似。在d/λ=0.35-1.2时則不同,繞射波波形为一延伸很长的多相位振动（3-4个周期）,頻譜的极大值頻率較低,振幅变化亦較复杂。增大比值H/λ₀时,在同一接收点繞射波的周期減小,其强度亦略有减弱。文中还詳細討論了繞射波的振幅,頻譜与α_пад和ψ_вых的关系。