地层模量分解及在流体识别中的应用

储层流体识别是确定油气水分布,合理布设井位,提高钻井成功率的关键之一.本文基于流体饱和孔隙介质岩石物理模型,对地震反演的地层体积模量进行分解,获得孔隙流体体积模量,并依据油、气、水(尤其是气-油、气-水)模量的显著差异进行识别.文中简要分析了Gassmann模型和Kuster-Toksz模型的特征,详细讨论了孔隙形态和饱和度对弹性模量的影响,提出了联合Kuster-Toksz方程和Gassmann方程的体积模量分解方法.该方法通过Kuster-Toksz方程从测井数据中反演地层骨架固体和干骨架的弹性模量,再利用Gassmann方程对地层体积模量进行分解,既考虑了孔隙形态,又充分利用了Gassmann方程的易用性.理论模型结果表明方法是可行的.方法应用于西部地区某气田,流体识别与地层含气性预测结果与钻井基本一致,进一步证实了方法的有效性.     

基于反演基质矿物模量和多约束条件的双相介质AVO正演方法（英文）

基于双相介质理论的AVO正演技术是储层性质描述和流体预测的有效技术手段之一,但是输入参数中基质矿物模量的准确性和双相介质模型的的合理性极大地影响双相介质AVO正演效果。因此,本文采用基于流体因子的基质矿物模量反演方法,自适应反演基质矿物体积模量。引入具有岩石物理意义的多约束条件,使得流体替换技术制作的双相介质模型具有岩石物理意义。保证获得的双相介质AVO特征反映实际地层响应,真实可靠。通过不同岩性岩样的对比分析,说明反演方法的优越性和准确性。同时LH地区实际资料应用,获得孔隙度和流体饱和度等重要岩性参数变化时双相介质AVO特征,特别是不同储层孔隙度在同一入射角对应快纵波和横波反射系数幅值的大小差异和突变角差异是分辨储层孔隙度大小的依据。     

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。     

地震密度反演及地层孔隙度估计

地层密度直接与孔隙度、孔隙流体类型、饱和度和骨架矿物成分有关.本文通过理论分析和计算,讨论了油气藏储层物性参数变化引起的密度变化及密度变化对地震波速度、阻抗和振幅的影响,提出了基于完全纵波方程的全波形地震密度反演和孔隙度估计方法,克服了常规地震密度反演对地震数据更多处理引起的信号畸变,提高了地震密度反演和地层孔隙度估计的精度.该方法采用波场导数的时间积分和多炮求和,对地震数据中的噪声具有比较强的压制作用.理论模型研究表明该方法是可行的.通过对我国西部某气田实际数据处理、分析和反演,获得了地层密度和孔隙度,结果与测井基本吻合,证明了预测结果的准确性和方法的有效性,从而为后续的有效储层预测和储量计算提供了可靠的数据.     

碳酸盐岩储层测井流体替换方法与应用分析

碳酸盐岩地层的测井流体识别是石油测井数据处理与解释的重要内容和难点.本文基于Gassmann等效介质理论和流体替换基本原理,详细研究了基于测井数据和评价结果的流体替换方法,实现步骤和流程.针对塔河油田奥陶系地层,利用测井资料和试油资料,应用该流体替换方法和流程分别进行了饱含水、饱含气和饱含油的流体替换,根据流体替换前后的密度、速度以及体积模量等岩石物理参数的变化,实现了碳酸盐岩地层的流体识别.     

基于孔隙度差分频属性反演的高温高压气藏流体检测方法

经过多年的发展,目前对于常规气藏的流体检测方法已趋于成熟,形成了多套较完善的技术体系.但对于莺歌海盆地东方区高温高压气藏,研究区目的层段气层和水层均表现为"亮点"特征,岩石物理分析发现,常规弹性参数均无法区分气层与非气层.因此,针对莺歌海盆地东方区高温高压气藏的流体检测,叠后、叠前反演方法等常规烃检手段均失效.为此,笔者研究提出了一种高温高压气藏流体检测新方法,基于密度孔隙度与中子孔隙度的差值对含气的敏感指示,利用分频属性反演得到密度孔隙度与中子孔隙度的差值剖面.实现了在常规弹性参数无法区分气层和非气层的情况下有效识别和预测高温高压储层中的有效气层,在实际应用中取得了良好的效果.     

岩石基质模量与临界孔隙度的联合预测方法（英文）

岩石的基质模量和临界孔隙度是岩石物理模型的两项重要输入参数,但临界孔隙度通常很难获得。本文基于有效体积模量与孔隙度的线性模型,提出一种快速计算基质模量和临界孔隙度的方法。通过对实验室或现场测量的有效体积模量与孔隙度数据进行最小二乘拟合,利用拟合系数即可计算基质模量和临界孔隙度。本文方法适用的样品孔隙度范围广,并且计算结果能够准确反映样品的粘土含量、压力大小和饱和状态的差异。粘土含量高的样品的基质模量低,临界孔隙度小。压力对基质模量影响不大,但是临界孔隙度会随着压力的升高而略微增大。饱和样品计算得到的基质模量要比干燥的更大。     

基于叠前弹性信息直接提取的高灵敏烃类检测方法

中深部低孔渗储层横向非均质强、岩石物理特性叠置严重、地震资料品质差,给定量地震油藏描述带来巨大挑战.本文提出一种基于叠前弹性参数反演的高灵敏流体因子烃类检测方法.首先推导了盖斯曼流体项的包含围岩刚性参数、孔隙度和流体体积模量的近似解析表达式.其次引入与流体性质变化无关,仅由岩石骨架控制的剪切模量,削弱孔隙度等因素的畸变影响,构建了新烃检因子.并推导了包含该烃检因子的AVO近似式和弹性阻抗方程.最后利用弹性阻抗反演技术直接提取敏感流体信息,实现储集体烃类检测.研究区实例应用验证了方法的有效性和适用性,为复杂构造-岩性油气藏勘探开发提供重要技术支撑.     

用核磁共振测井资料评价碳酸盐岩等复杂岩性储集层

对于碳酸盐岩等复杂岩性油气藏，由于其储集空间复杂、非均质性强等因素，用常规测井技术难以进行准确描述.核磁共振测井测量的对象是储层空间中的流体，因而可以直接用来划分储集层，而且能提供几乎不受岩性影响的孔隙度和渗透率等参数；同时，由于其T2分布表征了岩石的孔隙结构，所以可以根据T2分布形态判断有效裂缝和溶蚀孔洞.通过多口井的岩心对比和成像测井对比，研究出了一套用MRIL和CMR 的T2分布形态评价储集空间的方法；此外，在特定条件下，根据核磁计算的有效孔隙度和可动流体体积给出了一个计算含油饱和度的公式.利用这些核磁测井技术及其分析方法对车古20古潜山碳酸盐岩储集层裂缝及溶蚀孔洞发育特征进行准确描述，还计算了埕北潜山复杂复杂岩性油气藏的饱和度，对于储量计算具有重要意义.     

裂缝型HTI介质的纵波弹性阻抗

裂缝发育导致的地震波场各向异性,是裂缝型油气藏的一个重要特征.然而针对该类油气藏的叠前弹性阻抗技术,一直没有通过各向异性弹性阻抗公式建立与裂缝参数的直接关系.本文在回顾封闭平行硬币状裂缝模型和线性滑动模型的基础上,将裂缝填充物性质、分布密度与围岩的横纵波速度比,引入裂缝型HTI介质弹性阻抗公式,并对相应的归一化弹性阻抗响应特征进行模拟分析.分析表明,弹性阻抗受以上三参数的影响规律存在明显差异,其中含气裂隙介质随裂缝密度的变化要明显高于对应的流体裂隙介质,流体填充裂隙介质随横、纵波速度比的变化幅度要高于对应的含气裂隙介.该结论初步为裂缝型油气藏流体识别工作提供了依据.     

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。     

碳酸盐岩储层多角度弹性阻抗流体识别方法

碳酸盐岩储层的AVO响应要比碎屑岩储层响应微弱,因此,弹性阻抗（EI）即使在确定了最佳入射角的情况下,要判断碳酸盐岩储层中的流体性质,依然十分困难.本文提出了一种多角度扩展弹性阻抗（MEEI）反演进行碳酸盐岩储层流体识别方法.利用已有钻井的测井数据,通过计算目的层段的MEEI,建立相应的含流体模式,进而建立了碳酸盐岩储层流体检测中的有效气水判据.通过不同入射角下EEI随入射角变化的不同趋势,可以有效识别储层中含气或含水情况,判别储层好坏.本文方法的有效性在四川盆地某地区实际资料应用中取得了良好的流体检测效果.     

核磁共振双TW测井数据联合反演与流体识别

针对核磁共振测井双TW观测数据分析和流体识别的需要,研究了基于全局搜索的遗传算法和局部搜索的最小二乘法的联合反演算法,实现了核磁共振双TW观测数据处理.首先,研究了饱和油气水岩石物理模型的核磁共振双TW观测模式的测井响应机理;然后,利用全局搜索性能优良的遗传算法, 对核磁共振回波差数据进行了反演,计算出了流体的核磁弛豫性质及其体积;最后,以遗传算法的反演结果为初值, 利用阻尼最小二乘方法对双TW回波串进行更精细的反演,计算出了双TW的T₂分布、孔隙度和流体饱和度.理想模型的合成数据和实际测井资料应用表明,遗传算法与最小二乘方法相结合是一种行之有效的联合反演方法,能较好地实现核磁共振测井双TW观测数据的处理和流体评价.     

南海含天然气水合物地层地震反射特征及可能分布研究

天然气水合物是当前能源与环境领域的研究热点之一,南中国海是天然气水合物赋存的有利区域。天然气水合物的存在改变了沉积地层的声学特征,这一性质使多道地震勘探成为发现海洋天然气水合物的主要手段。本文首先根据地震成像结果定性分析南海可能含天然气水合物沉积地层的地震反射特征,初步确定天然气水合物存在的可能性并指出地震成像关键技术。在无井条件下,构建虚拟井进行波阻抗反演得到定量的地层速度参数进一步证实这一可能性,最后将反演获得的速度场与ODP184 航次在此区域获得的地球物理、地球化学信息综合分析,可以确定此区域天然气水合物的存在及其空间展布。     

富含煤层气储层的叠前地震反演预测方法研究——以山西晋东南测区为例

叠前地震反演技术能够将地震中振幅、偏移距和入射角等多种有效信息与油气的敏感参数结合起来,在有效识别油气藏"甜点"方面虽发挥了重要的作用,但对于煤层气的有效预测仍需研究.针对煤层气与石油天然气的赋存地质条件不同,本文以山西沁水盆地煤层气地震资料为例,借鉴叠前地震反演技术的多参数预测思想,通过模型正演和实测资料处理,得到纵波、横波速度和密度等不同的数据体,利用数据体和弹性参数关系式,采用AkiRichard近似公式与叠前宽角度反演联合的方法,寻找出富含煤层气储层的敏感参数.从而实现富含煤层气储层的有效预测.经与测井曲线结果对比,吻合率较高,说明了该方法具有可行性与实用性.     

基于频变AVO反演的页岩储层含气性地震识别技术

结合地震岩石物理技术,研究了叠前频变AVO反演在四川盆地龙马溪组页岩储层含气性识别中的应用.首先,应用Backus平均理论将测井数据粗化为地震尺度储层模型,应用传播矩阵理论进行高精度地震正演及井震标定,分析页岩气储层地震响应特征.其次,基于岩心观测结果,应用Chapman多尺度裂缝理论设计页岩气储层理论模型,研究储层衰减、频散以及对应的地震反射特征.应用该理论模型测试频变AVO反演方法,计算结果表明：对于研究区地层结构和地震数据,区分流体类型的优势频率不是地震子波的主频,还受层间调谐干涉等储层结构因素控制,也进一步说明理论模型测试和标定的重要性.最后,将频变AVO反演技术应用到四川盆地龙马溪组页岩地层,计算得到的频散属性为页岩气储层含气性识别提供依据.     

基于波动方程的微地震震源位置、震源时间及VTI介质各向异性参数联合反演

对于非常规油气开发,水力压裂监控的效果取决于对微地震事件的分析、解释。准确的微地震震源位置是关乎施工成败的重要因素。微地震震源位置的准确性与多个参数相关,其不仅依赖于微地震事件的激发时间,同时也依赖于储层介质参数信息,因此进行微地震震源位置、震源时间、储层介质参数的联合反演尤为重要。页岩气储层通常表现出较强的各向异性,VTI介质可对其进行较好的近似描述。基于VTI介质波动方程,本文提出了同时反演微地震震源位置、震源时间以及VTI介质各向异性参数的联合反演方法。数值算例结果表明,该联合反演方法可以通过迭代反演同时得到高精度的微地震震源位置、震源激发时间以及VTI介质各向异性参数信息。     

双宽地震资料在东海X气田河道砂体预测中的应用

东海X气田主力储层埋藏深、横向变化大,常规地震资料品质较差、分辨率低,满足不了勘探开发中日益精细的地质需求。采用三船四源斜缆的采集方式获得宽频宽方位的地震资料,其具有高分辨率、高信噪比、高保真度的特征。应用宽频宽方位地震资料高分辨率、各向异性的优势信息,结合叠前同时反演,求取分方位的河道砂体敏感弹性参数反演体,并且把垂直于河道走向的多个方位反演体进行叠加,从而进行河道砂体的精细预测。相比于常规地震资料,基于宽频宽方位地震资料的储层反演提高了河道砂体的预测精度,为东海X气田的滚动勘探与开发开采奠定了基础。      

带粒子滤波约束的PP-PS联合反演的稀疏解算法

随着地震勘探目标从构造型油气藏向岩性油气藏的转变,地震勘探难度日益增大,这就要求从地震数据中获得更多可靠且具有明确地质含义的属性信息,并充分利用这些属性信息来对储层的岩性、岩相进行分析.AVO三参数反演能够从振幅随炮检距的变化信息中直接提取纵波速度、横波速度以及密度来估计岩石和流体的性质,进而对储层进行预测.然而,AVO反演本身是一个不适定的问题,加上地震纵波反射系数对横波速度和密度的不敏感,会造成单纯利用纵波地震数据进行反演的结果误差大.随着地震接收和数据处理技术的发展,越来越多的学者对PP-PS联合反演方法进行了研究并在实际资料中得以运用.融合转换横波地震数据的联合反演在一定程度上提高了反演的精度,降低了解的不稳定性.但是在信噪比较低的情况下,联合反演的效果受到了限制.本文从优化理论出发,提出了基于粒子滤波提供先验知识的l₁范数约束极小化问题的稀疏解算法.并将上述方法运用到了不同的模型中,通过比较分析,证实了该方法在不同信噪比资料中的有效性和在信噪比较低情况下的优势.