基于小波分析的储层流体性质识别

针对储层流体性质判别这一问题,从测井响应的物理意义出发,认为测井信号的总能量是由地层微观信息与宏观信息的能量共同构成,地层孔隙中所含流体的性质是微观信息,应与测井曲线的微小抖动相对应,即测井信号高频部分.由此,分别采用小波多分辨分析及小波包分析两种处理方式,选取db5小波基函数对深感应电阻率曲线进行不同频带和时段内的分解,提取不同尺度下油层、水层及干层段电阻率曲线高频部分能量,进而利用能量谱峰分析法划分流体类型.对比两种处理方式,小波包分析效果更佳,得到的能量谱主峰位置是区别不同流体类型的主要标志,该方法在电性差别不明显的低阻储层流体性质识别中也具有良好应用效果.     

基于小波能谱分析的岩溶区探地雷达目标识别

目前常用的根据记录波形的频率、振幅等特征进行岩溶区探地雷达目标识别的方式具有一定的局限性,为此提出了利用小波能量谱特征进行识别的新方法.通过对岩溶区典型样本进行分析,构造雷达信号各频率成分在各尺度上的能量特征向量,得到样本模型的能量谱,将待识别目标体的能量谱特征与之比对,数据分析和实际验证表明,小波特征能量谱具有直观地显示目标信号不同特征的优点,能有效地对岩溶区探地雷达剖面目标体进行识别.     

基于地震剖面瞬时峰值能量频率的衰减分析与气藏预测方法

由于流体本身的粘滞性和摩擦性,使得地震波在含油气地层中传播时衰减形成低频阴影.通过对叠后地震资料做时频分解,分析地层衰减特征,是当前除了AVO技术之外,比较流行的直接识别流体和气藏的技术.本文基于波动方程正演,模拟了地震波对含油气地层的响应.然后采用连续小波变换分析不同尺度剖面的瞬时能量特征,提取分频剖面上每一个点的峰值能量对应的频率,得到瞬时峰值能量频率剖面.通过分析瞬时峰值能量频率剖面,分析了地震波在地下介质中传播时的衰减特征.最后应用此方法对实际地震剖面进行了分析,验证了其有效性.     

基于连续小波变换Teager-Kaiser能量在储层预测中的应用

Teager-Kaiser能量算子是一种用来分析单频信号局部离散性非线性能量密度比较有效的方法.不同类型地质体以及含油气储层将引起地震信号的能量密度产生异常,基于连续小波变换Teager-Kaiser能量就是利用这个特征进行储层预测.本文采用连续小波变换(CWT)的多尺度分辨属性和Teager-Kaiser能量算子相结合的办法进行储层预测,该方法得到的结果和20多口井的实钻资料非常吻合,能有效地刻画砂体的边界特征,平面展布和横向上的非均匀性,同时还得到一定的沉积相特征.通过理论以及实际资料分析表明基于连续小波变换Teager-Kaiser(WAVETK)能量可以作为一种有效的方法进行储层预测.     

地震岩石物理在渤海PL油田流体检测中的应用

地震岩石物理通过研究岩石岩性特征、流体特征和岩石弹性参数之间的关系,快速解释储层流体变化所引起的地震响应变化,是利用地震资料进行流体检测的物理基础.渤海PL油田位于渤海东部海域,油田区新近系测井资料受地层疏松的影响,横波质量不准确,流体检测基础资料难以保证.并且根据钻井揭示,油田区储层含油或含水在地震资料上都可表现为强能量反射特征,由于对储层地震响应机理的不明确,缺乏有针对性的流体检测方法,导致以往的流体检测结果不理想.本次研究利用岩石物理建模技术,对目标曲线进行优化和校正.在岩石物理建模基础上,通过对典型砂体进行流体替换和孔隙度替换,从岩石骨架和流体两方面开展地震响应机理研究.并通过构建区域岩石物理量版,划分该区目标储层的分布范围,实现了对目标储层AVO响应特征的定量研究.研究成果为该油田流体检测方法的改进和有效应用提供了重要指导,也为渤海相近油田开展流体检测研究提供了很好的借鉴.     

基于小波包分解的地层吸收补偿

在分析地震反射波勘探信号小波包分解特性的基础上,提出了基于小波包分解的地层吸收补偿方法．如果没有地层吸收,浅层反射波和深层反射波具有相同的振幅谱而相位谱相差一线性相位．如果把地震记录分成不同的频段,不同频段对于时间的能量分布关系具有相似性,即对所有频段的深层反射的能量与同一频段浅层反射能量之比应该相同;只是不同频段的绝对能量大小不一样．由于地层的吸收造成各频段能量对时间的分布不同,如果给这些频段乘以时变权使各频段能量对时间的分布相同,就起到了对地层吸收的补偿作用．该方法首先用小波包对地震勘探信号进行分频,然后根据地层吸收的特点,在每一个频段上分别提取每一个时间点的吸收系数并用其倒数加权每一个小波包系数,再用加权后的小波包系数重构地震反射波记录消除地层吸收．该方法适合Ｑ值未知的情况,对变Ｑ和常Ｑ都能适应．从实际应用效果看,该方法能很好的补偿地层的吸收。     

复杂砾岩油水核磁弛豫特性的实验分析

玛湖凹陷砾岩储层岩性、孔隙结构复杂，造成储层流体识别困难.通过区块原油样品获取原油不同温度下的体弛豫特征，并利用两种不同体弛豫特征的模拟油样开展实验；在此基础上，选取了部分砾岩样品通过真空加压饱和水、高速离心和真空饱和模拟油的方法快速建立了饱和水、束缚水和饱和油状态，进行流体及模拟不同油水饱和状态的核磁实验分析.实验结果表明：岩心饱和水核磁T₂谱的分布范围主要受表面弛豫影响，受油相体弛豫性质的影响，不同黏度油样饱和水状态的核磁谱均与饱和水核磁谱存在差异，就本次实验的岩心样品，油样越稀，差异越明显；含油核磁谱分布形态受油相体弛豫、表面弛豫、孔隙结构和润湿性的综合影响.结合油样的体弛豫特性，利用多组分高斯拟合对两种油样饱和的砾岩核磁T₂谱进行了分析，尝试对油相体弛豫信号进行了定量评价.     

基于弥散-黏滞型波动方程的地震波衰减及延迟分析

地震波的衰减、储层中的流体预测和4D流体监测技术是目前石油地球物理勘探领域十分有价值的热门研究课题.该文在基于一维弥散-黏滞型波动方程正演的基础上,根据含流体地层的弥散性与黏滞性,研究和模拟含流体地层对地震波的吸收衰减特征、低频伴影现象及其在流体预测中的应用;同时,模拟和分析了地震波在含流体地层中传播而导致的延迟特征.这些特征的检测与解释方法,为基于实际地震资料的储层流体预测及4D油气田开发监测提供技术思路与有效方法.     

基于阵列感应与自然电位联合反演地层水电阻率

原状地层水电阻率是重要的储层参数,也是进行精细储层评价的基础.基于泥浆侵入数值模拟与侵入过程中井周岩石物理特征分析,确定了薄膜电位的产生位置,针对储层高、低侵等不同侵入特征,提出了可适用于包括存在"低阻环"等不同侵入特征时储层电阻率分布的"五参数"地层模型,基于几何因子理论与有限元方法,建立了阵列感应与自然电位测井联合反演算法,实现了地层电阻率参数反演,重构了地层径向电阻率剖面,进而精确求取了地层水电阻率.通过对实际资料处理表明:反演算法稳定可靠,"五参数"模型能很好地表征储层电阻率分布形态,重构储层电阻率剖面,确定薄膜电位产生位置;基于阵列感应与自然电位的联合反演,能精确计算原状地层水电阻率,为储层评价与流体性质识别提供依据.     

储层流体识别的新方法

利用小波变换方法可以把原始信号分解为一系列载有不同信息的子信号,每种子信号载有储层的特定信息,包括流体、岩性和孔隙结构等。我们开发出了基于小波变换的谱分析方法,利用该方法可以从这些子信号中提取出反映地层流体特性的子信号,通过对该子信号的处理识别出地层所含流体的特性。本文利用该流体识别新方法对某油田的实际测井资料进行了处理,处理结果与试油结果符合得很好,进一步证明了本方法的可靠性和实用性。     

基于流体替换技术的地震AVO属性气藏识别(英文)

传统上,油藏地球物理工程师是基于测井数据进行流体替换,计算油藏饱和不同流体时的弹性参数,并通过地震正演模拟分析油藏饱和不同流体时的地震响应,从而进行油气藏识别研究。该研究方案为油藏研究提供了重要的弹性参数和地震响应信息,但这些信息仅限于井眼位置。对于实际油藏条件,地下储层参数都是随位置变化而变化的,如孔隙度、泥质含量和油藏厚度等,因此基于传统流体替换方案得到的流体变化地震响应信息对于油气藏识别具有很大的局限性。研究通过设定联系油藏弹性参数与孔隙度、矿物组分等参数的岩石物理模型,并基于三层地质模型,进行地震正演模拟与AVO属性计算。得到油藏孔隙度、泥质含量和储层厚度变化时地震AVO属性,并建立了饱和水储层和含气储层对应AVO属性(包括梯度与截距)之间的定量关系。建立的AVO属性之间的线性关系可以实现基于地震AVO属性直接进行流体替换。最后,应用建立的流体替换前后AVO属性之间线性方程,对模拟地震数据直接进行流体替换,并通过流体替换前后AVO属性交汇图分析实现了气藏识别。     

An experimental study of solid matrix weakening in water‐saturated Savonnières limestone

Petrophysical properties of carbonate reservoirs are less predictable than that of siliciclastic reservoirs. One of the main reasons for this is the physical and chemical interactions of carbonate rocks with pore fluids. Such interactions can significantly change the elastic properties of the rock matrix and grains, making the applicability of Gassmann's fluid substitution procedure debatable. This study is an attempt to understand the mechanisms of fluid‐rock interactions and the influence of these interactions on elastic parameters of carbonates. We performed precise indentation tests on Savonnières limestone at a microscale level under dry, distilled water, and n‐Decane saturated conditions. Our experiments display softening of the rock matrix after water saturation. We have found that mainly the ooid cortices, peloid nuclei and prismatic intergranular cement are affected by water flooding. We also observed a shear modulus reduction in Savonnières limestone in an experiment performed at ultrasonic frequencies. One of the most important results obtained in our experimental study is that the Gassmann fluid substitution theory might not always be applicable to predict the elastic moduli of fluid‐saturated limestones.     

基于随机地震反演的Russell流体因子直接估算方法

本文研究了一种基于随机地震反演的Russell流体因子直接估算方法,该方法是一种基于蒙特卡罗的非线性反演,能够有效地融合测井资料中的高频信息,提高反演结果的分辨率.本文应用贝叶斯理论框架,首先通过测井数据计算井位置处的Russell流体因子,利用序贯高斯模拟方法(sequential Gaussian simulation,SGS)得到流体因子的先验信息;然后构建似然函数;最后利用Metropolis抽样算法对后验概率密度进行抽样,得到反演的Russell流体因子.其中对每道数据进行序贯高斯模拟时,采用一种新的逐点模拟方式,具有较高的计算速度.数值试验表明:反演结果与理论模型和实际测井数据吻合较好,具有较高的分辨率,对于判识储层含流体特征具有较好的指示作用.     

基于叠前反演的流体敏感属性实验研究及应用

提取叠前地震振幅信息的叠前反演技术已成为储层预测的重要手段,其能获得各种岩石弹性参数,丰富储层预测方法.因目标储层的差异性,优选并建立有利的流体敏感参数对储层流体检测尤为重要.本文基于岩石物理实验, 测量并分析了岩石弹性参数随流体饱和度的变化特征, 进一步根据岩石物理理论建立组合流体敏感参数, 达到对油气检测的最佳敏感效果.定义了流体敏感量,定量分析岩石弹性参数的流体敏感性.最后本文在X区块进行了叠前地震反演的应用, 结果表明通过岩石物理实验分析并建立获得的流体敏感参数能明显的提高储层的识别能力.     

Facies-constrained prestack seismic probabilistic inversion driven by rock physics

Seismic Rock physics plays a bridge role between the rock moduli and physical properties of the hydrocarbon reservoirs. Prestack seismic inversion is an important method for the quantitative characterization of elasticity, physical properties, lithology and fluid properties of subsurface reservoirs. In this paper, a high order approximation of rock physics model for clastic rocks is established and one seismic AVO reflection equation characterized by the high order approximation(Jacobian and Hessian matrix) of rock moduli is derived. Besides, the contribution of porosity, shale content and fluid saturation to AVO reflectivity is analyzed. The feasibility of the proposed AVO equation is discussed in the direct estimation of rock physical properties. On the basis of this, one probabilistic AVO inversion based on differential evolution-Markov chain Monte Carlo stochastic model is proposed on the premise that the model parameters obey Gaussian mixture probability prior model. The stochastic model has both the global optimization characteristics of the differential evolution algorithm and the uncertainty analysis ability of Markov chain Monte Carlo model. Through the cross parallel of multiple Markov chains, multiple stochastic solutions of the model parameters can be obtained simultaneously, and the posterior probability density distribution of the model parameters can be simulated effectively. The posterior mean is treated as the optimal solution of the model to be inverted.Besides, the variance and confidence interval are utilized to evaluate the uncertainties of the estimated results, so as to realize the simultaneous estimation of reservoir elasticity, physical properties, discrete lithofacies and dry rock skeleton. The validity of the proposed approach is verified by theoretical tests and one real application case in eastern China.     

陆相薄互层稠油油藏热采时移地震监测研究

目前,针对陆相薄互层油藏实施时移地震监测尚没有明显的突破,加强时移地震方法、理论的研究和应用,对于我国时移地震监测技术的发展和应用具有积极的意义.根据油藏工程理论,在详细分析火烧油层对储层物性影响的基础上,结合已有的实验室岩石物理测量结果,重点就稠油热采过程中温度的剧烈变化对储层岩石和孔隙流体弹性特性的影响进行了较为详细的分析.并开展了薄互层油藏火烧油层地震正演模拟研究.结果表明,在稠油热采过程中,高温高压不仅会使得孔隙流体特性发生显著的改变,而且储层岩石本身弹性特性的变化也非常明显.即使是对于薄层或薄互层,两方面共同的变化将使得稠油热采前后储层弹性特性产生巨大的差异,进而引起显著的地震异常.因此,开展陆相薄互层稠油热采时移地震监测,不仅具有坚实的岩石物理基础,而且具有切实的可行性.     

Integration of rock physics and seismic inversion for rock typing and flow unit analysis: A case study

Rock typing and flow unit detection are more challenging in clastic reservoirs with a uniform pore system. An integrated workflow based on well logs, inverted seismic data and rock physics models is proposed and developed to address such challenges. The proposed workflow supplies a plausible reservoir model for further investigation and adds extra information. Then, this workflow has been implemented in order to define different rock types and flow units in an oilfield in the Persian Gulf, where some of these difficulties have been observed. Here, rock physics models have the leading role in our proposed workflow by providing a diagnostic framework in which we successfully differentiate three rock types with variant characteristics on the given wells. Furthermore, permeability and porosity are calculated using the available rock physics models to define several flow units. Then, we extend our investigation to the entire reservoir by means of simultaneous inversion and rock physics models. The outcomes of the study suggest that in sediments with homogeneous pore size distribution, other reservoir properties such as shale content and cementation (which have distinct effects on the elastic domain) can be used to identify rock types and flow units. These reservoir properties have more physical insights for modelling purposes and can be distinguished on seismic cube using proper rock physics models. The results illustrate that the studied reservoir mainly consists of rock type B, which is unconsolidated sands and has the characteristics of a reservoir for subsequent fluid flow unit analysis. In this regard, rock type B has been divided into six fluid units in which the first detected flow unit is considered as the cleanest unit and has the highest reservoir process speed about 4800 to 5000 mD. Here, reservoir quality decreases from flow unit 1 to flow unit 6.     

Petrophysical evaluation and its application to AVO based on conventional and CMR-MDT logs

常规测井为 AVO 分析提供了基础的资料, 成为联系岩石物理与地震资料的桥梁。然而如果储层存在有复杂的流体系统, 如地层被严重地层流体侵入、电阻率响应低及盐水矿化度复杂等的现象, 则常规测井无法提供高质量的测井资料, 导致得出错误的弹性计算结果, 使 AVO 结果与地震资料不吻合。中国渤海湾地区第三系裂缝性储层复杂, 我们利用常规测井和核磁共振测井与模块地层动态测试相结合的组合仪完成了地层评价和储层描述。研究结果表明岩石物理学家利用上述方法技术可以获得诸如空隙度、渗透率、含水饱和度、束缚流体以及空隙压力等重要的储层参数并进一步综合应用这些结果和以实验室测量数据为基础的岩性分析结果进行在地震域岩石物理研究和 AVO 分析。