基于人工鱼群算法和SCA等效理论的井中横波速度预测方法

在建立页岩岩石物理模型的基础上,根据等效自相容近似(SCA)岩石物理模型,构建出岩石的纵波速度、横波速度与岩石密度、组分和孔隙度等的定量关系,得出使理论纵波速度和实际纵波速度最接近的孔隙纵横比,进而将该孔隙纵横比作为约束条件来实现横波速度预测。反演算法利用人工鱼群算法来计算最佳孔隙纵横比,并将预测的横波速度与实际测得的横波速度对比,证明了人工鱼群算法的有效性。     

综合成岩作用和孔隙形状的岩石物理模型及其应用

横波速度对于地震模拟、AVO分析以及流体识别具有重要意义,实际测井数据中横波速度信息缺乏,因此横波速度预测已经成为岩石物理研究的一个焦点。综合Xu-White模型以及Pride模型,提出了一种新的用于计算干岩石模量的岩石物理模型。该模型综合考虑了孔隙形状和成岩作用对干岩石体积模量、剪切模量的影响,因此该模型更加合理并具有更高的精度。同时联合Gassmann理论,建立了饱和流体岩石的纵波、横波速度计算模型。将该模型成功地应用于实验室测量数据和实际测井数据的横波速度预测中,预测结果表明,基于本文提出的岩石物理模型的横波速度预测方法是行之有效的。     

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。     

针对致密砂岩气储层复杂孔隙结构的岩石物理模型及其应用

针对致密砂岩气储层复杂的微观孔隙结构进行岩石物理建模,在模型中比较了单一孔隙纵横比、双孔隙模型两种表征孔隙结构的表征方式。岩石物理正演分析表明,两种孔隙结构模型均可解释致密砂岩复杂的速度-孔隙度关系。岩石物理反演结果表明,双孔隙模型对测井横波速度的预测精度更高,说明该模型更适用于表征研究区致密砂岩的孔隙结构,反演的软孔比例参数能够反映地层中孔隙结构的非均匀分布。应用双孔隙模型计算致密砂岩地层岩石骨架的弹性模量,与Krief及Pride等传统经验公式相比,该方法考虑了岩石骨架模量与矿物基质、孔隙度和孔隙结构等微观物性因素的关系,理论上更具有严谨性。对致密砂岩骨架模量计算结果的分析表明,少量微裂隙的存在即能够显著影响致密砂岩骨架的弹性性质,同时孔隙空间中的球形孔隙是致密气的主要赋存空间。并且,通过致密砂岩骨架弹性模量,进一步计算了可用于地层评价的Biot系数等岩石物理参数。致密砂岩骨架模量的预测结果可为Gassmann流体替换理论、BISQ孔隙弹性介质理论等岩石物理方法提供关键参数。     

利用常规测井资料基于岩石物理和多矿物分析反演横波速度

测井横波速度是测井地震联合反演的重要标定参数.为克服大量老井缺少横波速度资料和现有横波速度估算方法的不足, 基于孔隙介质岩石物理理论, 通过常规测井资料求取多矿物组分, 利用VRH模型求得地层的等效弹性模量; 最后利用纵波速度作为约束条件, 根据Biot-Gassmann方程得到地层横波速度.计算结果与实测结果对比表明, 平均相对误差限在5%左右, 与Xu-White模型相比, 该方法物理意义更为明确, 使用更简便, 计算精度提高一倍左右.      

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。     

联合应用弹性参数λ和μ预测天然气

弹性参数预测研究是进行隐蔽气藏勘探的重要方法。在没有多波多分量资料的状况下,基于岩石物理研究建立模型,通过利用AVO资料进行纵横波分离,然后利用分离的纵横波资料进行弹性参数反演是一种切实可行的弹性参数预测方法。研究中提出了一种利用弹性参数预测储层含气性的新方法,通过在XC气田井位论证中的实际应用,部署的探井获得了成功,证实了利用弹性参数进行隐蔽性气藏含气性预测的可靠性,具有较好的推广应用前景。     

济阳坳陷横波速度研究及应用

随着多波勘探的发展,横波已越来越多地应用在实际勘探生产中,横波速度参数研究对于指导勘探是十分必要的.笔者利用纵横波VSP测井得到的纵横波速度,根据最小平方误差建立的速度模型,建立了济阳坳陷的纵波、横波、转换波速度参数,应用转换波速度参数提高了盐家地区的多波资料解释精度;利用多种资料总结出纵横波速度关系,为本区今后开展多波勘探提供基础资料.     

用等效介质理论模拟裂缝溶洞型孔隙对速度和弹性模量的影响

针对缝洞型储层流体性质识别的困难,采用Kuster-Toks(o)z(K-T)模型、Berryman 自恰模型(SCM)和差分等效介质(DEM)三类近似模型,用不同纵横比的孔隙模拟了缝洞型储层的地震波速度和弹性参数响应,定量分析了溶蚀孔洞和裂缝二类次生孔隙对地下储层弹性性质的影响.明确了孔隙几何结构对岩石弹性参数的影响趋势和幅度大小,为利用地震信息评价孔隙结构提供了理论基础.根据物理模型的裂缝介质参数,分别采用K-T模型、SCM自恰模型和DEM差分等效介质模型,计算了裂缝介质的纵横波速度,考察了三个模型对缝洞型储层弹性响应计算的适用性,得到了有意义的认识.     

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。     

基于多孔介质弹性理论的碳酸盐岩地层超压预测

碳酸盐岩地层超压预测目前仍然是国内外研究的难点问题。碎屑岩超压预测方法均是建立在明显的超压测井、地震宏观响应规律基础上的经验关系,这些经验性方法不适用于因岩性致密使得超压地球物理响应微弱的碳酸盐岩地层。通过碳酸盐岩样品超压岩石物理模拟实验,分析了在应力-孔隙压力共同作用下岩石中声波速度、弹性参数的变化规律;基于多孔介质弹性理论和广义胡克定律推导并建立了表征孔隙压力与岩石弹性参数定量关系的理论模型,即多孔介质弹性理论的超压预测量化模型。以川东北地区典型碳酸盐岩超压钻井为例,开展了碳酸盐岩地层超压预测应用研究:针对碳酸盐岩地层选择油气水测井综合解释模型获取岩石物性参数;利用Voigt-Reuss-Hill平均模量模型计算岩石基质体积模量,利用Wood模型和Patchy模型计算孔隙流体体积模量,利用BISQ模型计算岩石骨架体积模量,然后通过多孔介质弹性理论量化模型预测超压。预测结果显示预测压力与钻杆实测压力(DST)吻合较好,与泥浆密度换算压力和随钻监测压力变化趋势相近,表明这种基于多孔介质弹性理论的超压预测量化模型是一种解决碳酸盐岩地层超压预测的新途径。     

南海ODP1144站深海沉积牵引体的岩石物理模型研究

ODP1144站是南海唯一钻揭深海沉积牵引体的站位,其完整的岩芯和测井资料为开展该沉积牵引体的岩石物理模型研究提供了良好的基础。此项研究对于理解南海深海沉积物中岩性参数与弹性参数间的关系具有重要意义,并可为根据反射地震资料开展定量岩性参数预测提供依据。对现有的深海沉积物岩石物理模型包括Wood悬浮模型、等球体颗粒接触模型、Sun速度一孔隙度关系模型进行了综述。根据岩芯分析资料将1144站深海沉积物的矿物组分简化为粘土矿物、碳酸盐、陆源碎屑和硅质生物4类;其中后3种组分的弹性模量及密度值分别由其代表矿物——方解石、石英及蛋白石的理论值代替,粘土矿物组分的等效弹性模量和等效密度则分别由Voigt-Reuss-Hill平均和体积平均计算得出。将3种岩石物理模型应用于1144站,计算得出深海沉积物的纵波速度并将其与声波测井纵波速度进行比较。结果表明,Sun模型计算结果与实测结果的吻合最好,误差最小;Wood模型所得结果在浅层与实测结果较吻合,在深层与实测结果出现偏差,误差较小;而等球体颗粒接触模型计算结果整体偏高,误差较大。     

煤层顶板砂岩富水性AVO预测技术

煤层顶板砂岩富水性预测是有待解决的重要问题。以实际测井曲线数据为输入,利用Gassmann方程和AVO（Amplitude Variation with Offset）技术探讨煤层顶板砂岩富水性的预测方法。首先,利用实际测井曲线计算顶板砂岩的纵波速度、孔隙度和泥质含量;其次,以Han经验公式为基础,曲面拟合纵波速度、孔隙度和泥质含量间的关系式,并导出砂岩骨架纵波速度;再次,利用Castagna经验公式计算砂岩骨架的横波速度,并建立14种顶板砂岩模型;最后,利用Gassmann方程进行流体替换,计算各模型的纵横波速度和密度,从而正演模拟顶板砂岩的AVO响应。结合理论分析和实例预测,发现截距-梯度交会图可以区分砂岩孔隙度和干湿性,是顶板砂岩富水性预测的一种有效手段。      

纵横波速度反演在气层识别中的应用

提出一种部分叠加资料的反演方法。部分叠加资料保留了原有的大量信息,在测井及构造层位的约束下,建立最符合地下实际情况的初始模型。通过非线性最优化理论,采用逐道外推技术,能同时反演出每一个点更准确的纵波和横波速度,进而可以求得纵横波速度比及泊松比,为储层预测和储集层内的流体识别提供丰富的弹性参数信息。     

等效孔隙结构模型在鄂尔多斯致密含气砂岩中的应用

该文作者采集了鄂尔多斯大牛地气田二叠系下石盒子组钻井岩芯,在60 Mpa围压和50°C温度下进行了岩芯弹性参数 测试。通过岩石薄片分析孔隙结构特征,按照孔隙的纵横比值(<0.01, 0.01~0.9, >0.9)将孔隙划分为三类,进而对柔性孔隙 模型理论进行了修改,建立了孔隙结构模型。建立的模型应用于常规测井数据,通过自洽算法进行了纵波、横波速度和弹 性参数的估算。模型计算结果与测井曲线、岩芯实验测试结果进行了对比。结果显示模型与测井的速度曲线和泊松比值曲 线能很好地吻合,但模型预测的波阻抗值稍大于岩芯的测试结果。其原因在于利用模型计算声波阻抗时使用的密度值来自 于测井数据,而在储层状态下 , 由于上覆地层的压力,会使得岩石的密度增大 , 导致波阻抗值上升。研究成果表明了柔性孔 隙模型在鄂尔多斯致密砂岩弹性参数的预测中能取得很好的效果。     

Xu-White模型预测横波速度的不确定因素分析

自Xu和White (1995)建立了泥质砂岩的有效介质模型(Xu-White模型)后,很多地球物理学者用此模型或改进的模型进行岩石横波速度的预测,但至今很少有人对Xu-White模型预测过程中的不确定因素进行详细总结。介绍了Xu-White模型及其预测流程;对预测过程中的不确定因素进行了分析,指出在使用中可以根据实际地质情况合理的取舍参数,从而能更有效地进行纵横波速度预测。      

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。     

一种基于测井信息的山前挤压构造区地应力分析新方法

中国西部前陆盆地主要以挤压构造应力为主,地表与地下构造异常复杂。在油气的勘探与开发过程中既需要精细的地应力研究与预测,也需要简单易行、经济实用的近似方法。本文通过对稳定构造地区与挤压构造区地球物理测井信息的深度域特征进行分析和对比,提出了一种基于测井信息来计算最大岩石主应力的近似方法:统计模型法。应用该方法对塔里木盆地库车山前挤压应力区进行了实际计算,其结果与实验结果相符,还分析了岩石的最大主应力方向,据此对山前挤压区地应力分布与油气藏分布的关系进行了探索。     

基于测井曲线物理建模技术在煤系岩相分析中的应用

侏罗纪煤田煤层顶板水是制约煤矿安全生产的重要因素,研究煤层顶板岩性对防治上覆砂岩含水层显得尤为重要。首先利用常规测井曲线对煤层顶板岩性进行精细解释,获得顶板岩性的体积模型,在此基础上应用xu-white方法建立岩石物理模型,模拟出岩石的纵波速度、横波速度和密度测井曲线;将模拟密度曲线与实测密度曲线、录井岩性与测井解释岩性等进行对比,验证所建模型的合理性。以袁大滩井田2号煤层顶板岩性解释为例,通过建模计算,其正演密度曲线与实测密度曲线误差小于8%;合成记录振幅与地震振幅的相关系数高达90%,表明岩石物理模型正演速度与地震速度高度吻合,依此获得的波阻抗直方图有效的区分出2煤顶板的岩性。     

倾斜层位偏移规律研究

层状介质模型是对实际地质情况较为准确的近似。而在实际的数据处理过程中,以等效均匀介质代替层状介质,波传播的几何路径、介质速度的差别会使对倾斜界面位置的判断偏离实际情况。针对设计的理论模型和从测井数据提取的实际介质模型,笔者运用几何射线理论和波场数值模拟技术,定量计算并提取了层状介质模型和等效均匀介质模型两种情况下反射点在时间和空间上的偏移量。结果证明,等效均匀介质模型近似会造成对倾斜界面位置的判断不准确; 准确的速度模型是偏移归位研究的关键,应尽量使用由地震测井资料求得的瞬时速度。