复杂孔隙储层三维岩石物理模版

复杂孔隙储层往往同时发育孔缝洞等多种孔隙类型,这种孔隙结构的复杂性使得岩石的速度与孔隙度之间的相关性很差.经典的二维岩石物理模版只研究弹性参数与孔隙度和饱和度之间的定量关系,而不考虑孔隙结构的影响,用这样的模版来预测复杂孔隙储层的物性参数时带来很大偏差.本文首先证明多重孔隙岩石的干骨架弹性参数可以用一个等效孔隙纵横比的单重孔隙岩石物理模型来模拟;进而基于等效介质岩石物理理论和Gassmann方程,建立一个全新的三维岩石物理模版,用它来建立复杂孔隙岩石的弹性性质与孔隙扁度及孔隙度和饱和度之间的定量关系;在此基础上,预测复杂储层的孔隙扁度、孔隙度以及孔隙中所包含的流体饱和度.实际测井和地震反演数据试验表明,三维岩石物理模版可有效提高复杂孔隙储层参数的预测精度.     

岩石物理模版在储层定量解释中的应用

岩石物理模板采用测井解释的各类岩性矿物骨架点值,选取适合该地区的岩石物理模型,模拟在不同储层组合、不同孔隙及不同饱和度情况下,储层岩石物理参数变化引起的储层测井参数及地球物理响应特征的变化,定量地建立起储层参数同地球物理弹性参数间的解释关系模版.本文根据新场JS42气藏储层参数分析结果,尝试性地将岩石物理解释模板应用于储层定量解释中,对储层高产气区、含水区域进行定量解释,并预测了该气藏的气水界面,该预测结果与实钻井测试情况吻合,证实了该方法的科学性.     

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.     

砂砾岩储层测井评价研究

砂砾岩储层岩性复杂、非均质性强,储层间非渗透性隔层类型多,储层基质孔隙度有时很低,从而使测井资料准确划分有效储层有很大的难度;砂砾岩体储层母岩类型变化大,岩石骨架参数很难确定,电阻率测量受岩石骨架、粘土含量和孔隙结构影响严重,反映储层孔隙流体性质的信息弱,使储层流体性质难以判断,油、气、干层界限的电性特征极不明显.通过核磁共振和井壁微电阻扫描成像测井,可以直观观察到岩石成分和粒径的变化,通过T2谱分布直观显示核磁测量井段的孔径分布,计算出各种类型孔隙度和渗透率参数,为砂砾岩有效划分储层和测井评价提供了可靠的依据.     

基于孔隙形状替换的储层孔隙类型预测方法（英文）

碳酸盐岩、致密砂岩和页岩等储层具有多种孔隙类型,复杂的孔隙形状导致岩石孔隙度与弹性参数之间的关系非常离散。本文提出了一种基于孔隙形状替换的孔隙类型预测方法,孔隙形状替换表征孔隙形状改变对岩石弹性参数的影响,而岩石矿物成分、孔隙度或流体成分保持不变。基于多孔可变临界孔隙度模型,通过岩石的速度反演得到岩石的等效孔隙纵横比。然后孔隙形状可以被替换为一种新的孔隙形状,或增加或较少另一种孔隙形状的体积含量。理论模型和实际测井数据应用表明,这种孔隙形状替换技术可以用来表征岩石的孔隙类型,排除岩石矿物成分、孔隙度或孔隙流体的影响。     

基于无效导电孔隙概念的致密砂砾岩有效介质导电模型

致密砂砾岩储集层饱和度评价一直是测井领域面临的难题之一,这是由于致密砂砾岩储层分选差、孔隙结构复杂、孔渗非常低造成的,因此,有必要建立一种能描述致密砂砾岩储层导电规律的电阻率模型.本文针对复杂孔隙结构的致密砂砾岩储层存在一定的对岩石导电性几乎无贡献的孔隙,以及虽然这种无效导电孔隙度很小,但其对致密砂砾岩导电性的影响是不能忽略的,引入无效导电孔隙度概念,将研究区砂砾岩储层孔隙划分为无效导电孔隙和有效导电孔隙两部分,利用有效介质对称导电理论建立了致密砂砾岩储层电阻率模型,并从理论上分析了无效导电孔隙度变化对建立的导电模型的影响.利用全直径致密砂砾岩岩样的岩电实验数据,采用最优化方法确定了导电模型参数和该区致密砂砾岩储层无效导电孔隙度值.通过对导电模型进行实验数据拟合,表明本文给出的模型能描述致密砂砾岩储层的岩石导电规律;通过对比导电模型的处理结果与试油结论,表明本文建立的模型适用于致密砂砾岩储层的饱和度解释.     

岩石的临界孔隙度反演及横波预测(英文)

临界孔隙度模型是利用岩石的临界孔隙度来计算岩石骨架的弹性模量,岩石的临界孔隙度值受到很多因素的影响,而实际应用中通常无法获得准确的临界孔隙度值,只能选取经验临界孔隙度值,就会给岩石物理建模带来误差。本文提出了一种利用纵波速度反演岩石的临界孔隙度的方法,并且把它应用于横波预测中。实验室和测井数据应用结果表明本文提出的方法可以降低以往选取经验值带来的不确定性,并且能够为横波预测提供准确的临界孔隙度值,提高了横波预测的精度。     

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.     

基于QAPM矿物模型遗传算法评价火成岩储层

在松辽盆地深层发现了含气火成岩储层。由于火成岩矿物组成复杂和含量的变化,使得选择用于测井评价的解释参数很困难。基于IUGS提出的QAPF分类方案,本文提出了采用遗传算法,利用测井数据确定火成岩矿物含量的方法。根据QAPF分类方案,将火成岩中的矿物分为五类:Q-石英;A-碱性长石;P-斜长石和方柱石;F-副长石(研究区未出现);M-铁镁矿物。本文提出用包括孔隙度在内的QAPM模型对储层进行分析。建立密度、视中子孔隙度、声波时差、自然伽玛和体积光电吸收截面指数的测井响应方程,各矿物参数从斯伦贝谢的矿物参数手册中得到。用遗传算法计算骨架中四种矿物的体积,根据四种矿物的体积含量,依据QAPF分类对火成岩命名。基于解释参数计算的孔隙度可与岩心分析的孔隙度相比,本文给出的火成岩命名与岩心化学分析的命名相一致。     

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。     

牛庄洼陷烃源岩TOC新型测井多参数复合评价方法研究

本文结合牛庄洼陷地质特征,剖析了前人关于双孔隙度法、碳氧比法、自然伽马法以及ΔLogR法在该地区烃源岩TOC测井评价的适应性,认为这些方法由于与该地区的岩性特征、方法固有参数及基线选取的误差等关联,使得烃源岩TOC测井评价的精度不高甚至根本不适合.依据牛庄洼陷地区的实测TOC和测井资料,本文通过构建TOC含量与自然伽马、声波时差以及电阻率的关系,从而形成了一套适合本地区且操作方便的测井多参数改进计算模型.结果表明,改进模型TOC的计算值与实测值之间绝对误差小于0.4的点占总数的91.7%,证实该模型求取牛庄洼陷烃源岩TOC值的准确性和可靠性.改进后的模型为牛庄洼陷烃源岩TOC测井评价提供了一种新的方法,具有良好的应用前景.     

基于深度卷积神经网络的岩石矿物组分含量测井评价方法研究

岩石矿物组分含量是地球物理勘探开发中的重点关注对象.在岩心与地层元素测井资料较少的情况下,如何提高矿物组分含量参数的预测精度显得尤为关键.本文采用深度学习方法,利用常规测井曲线对来自于地层元素测井获得的矿物组分含量进行预测.首先基于残差网络(ResNet)框架,利用一维卷积核和池化核构建了卷积神经网络模型.模型采用自然伽马、自然电位、井径、阵列感应电阻率、三孔隙度以及光电吸收截面指数测井参数作为输入,地层元素测井获得的矿物组分含量作为输出.随后对所搭建卷积神经网络进行了训练,建立了输入与输出之间的实际映射关系.最后,利用测试数据集和真实地层资料,对所建立的卷积神经网络进行了精度检验,并与人工神经网络和多元线性回归的评价结果进行了比较.结果显示,卷积神经网络在测试数据集上的总体预测数值相关性为0.90,明显优于人工神经网络的0.68与多元线性回归的0.51.通过处理实际测井资料,进一步验证了该方法的预测优越性和鲁棒性,以及其在地层参数评价方向的良好应用前景．     

龙马溪—五峰组富有机质页岩三维岩石物理模板分析及"甜点"预测

为识别四川盆地丁山区龙马溪—五峰组目的层富含页岩气的"甜点区",本文对页岩的有机碳含量、脆性、孔隙度及微裂隙等核心指标进行分析研究.对页岩展开岩石物性特征和岩石物理分析,结果显示"甜点区"具有TOC含量高、高孔隙度、低密度、脆性高(石英含量高)的特点,此外储层的拉梅常数和密度的乘积λρ分布范围是18～30 GPa·g·cm-3,泊松比v范围是0.18～0.22,剪切模量μ范围是13～18 GPa.根据储层的岩石物理特征,同时考虑孔隙度、裂隙纵横比和矿物组分对优质页岩敏感弹性参数的影响,采用等效嵌入体应力平均(EIAS)理论模型构建适合页岩气储层的三维岩石物理模板,进而预测储层的孔隙度、裂隙纵横比和石英矿物含量.基于测井数据,对构建的三维岩石物理模板进行校正,将校正后的模板应用到研究工区,选取过三口井的二维测线和三维区块,进行孔隙度、裂隙纵横比和石英矿物含量的定量预测.对比实际资料分析得出的优质页岩储层孔隙度预测范围与测井结果吻合较好,过三口井的目的层产气情况与预测结果一致性良好,目的层页岩具有高孔隙度、低裂隙纵横比和高石英含量的特征,可有效地指示优质页岩储层分布.     

运用测井信息研究烃源岩进展及其资源评价意义

运用测井信息评价烃源岩自开始以来已取得了长足进步,从定性的分析、识别发展到现在可定量计算地化指标,为克服因取芯不足而在区域范围内进行资源评价的难题创造了有利条件,烃源岩中有机质、粘土矿物是影响其测井响应的两个重要变量,测井对岩石中有机质和粘土矿物的类型、丰度、压实程度及富集状态不同而产生的岩石物理、电化学性质的差异,是利用测井信息识别和评价烃源岩的基础,随着油气勘探形势的严峻,烃源岩的测井研究将向更深层次的方向发展,烃源岩的地球化学特征与测井响应特征对应关系的机理研究、发展利用电化学性质进行烃源岩评价的方法、进行烃源岩的岩石物理实验与测井数值模拟将是今后开展烃源岩测井评价研究的新方向.     

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.     

天然气水合物地层岩石物理模型构建

天然气水合物地震反射特征的识别和物性信息的定量提取存在多解性与不确定性,岩石物理模型是将水合物地层地球物理观测值地震信息定量转化为物性信息的桥梁,而传统的岩石物理模型少有对微观孔隙结构和孔隙充填水合物剪切性质的描述.文章针对孔隙充填和颗粒支撑两种微观分布模式的水合物地层,重点考虑水合物地层的微观孔隙结构以及水合物的剪切性质,基于等效介质理论定量描述地层矿物组分特征和孔隙连通性及形状,利用斑块饱和理论和广义Gassmann理论定量描述孔隙充填水合物的剪切性质,在此基础上构建了两种模式水合物地层的岩石物理模型,揭示了水合物地层宏观弹性性质与微观物理性质之间的定量关系.数值研究发现,纵横波速度比随孔隙度和水合物饱和度增大而减小;颗粒支撑模式地层的纵横波速度对水合物含量较为敏感,且孔隙越狭长,敏感性越高;孔隙充填模式地层的纵横波速度比在高水合物饱和度时对水合物组分剪切性质的敏感性更高.实验数据和神狐海域的实际资料应用结果表明,岩石物理模型可有效地计算水合物地层宏观弹性性质与微观物性特征之间的定量关系,提供常规测井中缺乏的横波速度信息,确定对水合物含量指示能力较强的弹性参数,可以根据实际数据求取水合物饱和度、孔隙纵横比等物性参数,为天然气水合物地层的定量解释和资源评价提供理论依据和数据支持.     

中国南海北部陆坡孔隙度的求取

孔隙度在岩石物理和地震勘探领域都是一个非常重要的参数,水饱和地层的孔隙度可以用于求海底地层的弹性模量进而求取纵横波速度、识别水合物以及估计水合物的储量等.然而在没有打钻的情况下要相对准确地了解海底未固结成岩地层的孔隙度变化趋势是困难的.历史上有学者提出了几个模型,都是基于孔隙度随深度的增加呈现指数下降的趋势,并且需要知道指数模型中的若干参数,因此就产生了两个问题,一是孔隙度是否随深度增加而呈现指数下降,二是指数模型中参数如何选取.本文从另外一个角度,即利用海底介质的压实性从表层开始往下逐层求取水饱和地层的孔隙度,此方法被称之为"体积模量法",它仅需要知道表层孔隙度和地层矿物组分,从而节省了勘探成本.本文将该方法应用于我国南海地区和美国ODP井数据,结果与测井数据以及地震反演数据吻合得较好.     

基于ECS测井的岩性识别方法

地球化学元素测井(ECS测井)可以定量地提供地层中的Si、Ca、Fe、S、Ti、Gd等化学元素的含量,利用这些元素与地层矿物之间的关系可以分析岩石矿物含量.在研究区利用ECS测井对岩石矿物含量进行定量评价时,由于矿物组合类型选择有误,导致矿物解释结果与岩心和录井资料分析结果存在偏差.针对这一问题,本文基于ECS测井岩性识别常规方法,提出两点改进:1),利用岩石薄片资料对ECS测井所选矿物组合进行校正;2)利用矿物和指示元素相关关系建立方解石和石膏的快速评价模型,模型相关系数分别0.99、0.96.应用表明,建立的快速评价模型计算更简洁,并且具有和矿物闭合模型相同的精度,此外,其解释结果与录井、岩心分析结果吻合度更高,说明该方法的可靠性.该方法可为测井识别岩性提供一种新的选择.     

储层砂岩声波速度预测

本文主要基于Ｇａｓｓｍａｎｎ方程和经验规律，提出了孔隙流体替代和孔隙度改变时对砂央地震波速度变化的估计，以及直接利用岩石矿物和孔隙流体的弹性性质计算砂岩地震波速度方法，利用已知的岩芯，测井或地震数据，运用这此方法，可合理地对储层砂岩地震波速度进行预测。     

基于元素俘获能谱测井的多矿物最优化处理方法(英文)

计算地层岩石矿物组分并形成连续变化的岩性剖面是测井解释的核心工作之一。相对于传统的POR、CRA等处理方法,最优化方法能够利用各类测井、地质信息进行综合求解,适用范围更广、计算精度更高。元素俘获能谱测井可以提供多达9种常见地层元素的重量百分含量,使得岩性剖面的计算更直接、更准确。为了充分发挥最优化方法、元素俘获能谱测井的优势,进一步提高岩石矿物组分计算的精度,本文首先确定了不同矿物的元素俘获能谱测井响应方程形式和权重系数计算方法,然后在全岩氧化物实验分析和理论计算的基础上确定了常见矿物的元素含量测井响应值,从而形成了一套完整的基于元素俘获能谱测井的多矿物最优化处理新方法。应用证明,新方法的处理结果与岩心分析结果具有较好的一致性,平均绝对误差在10%以内,其计算精度更高。