基于测井曲线分形维的碳酸盐岩孔隙结构分类方法

非均质储层的孔隙结构与物性、渗流、电性等特征密切相关,是影响储层品质及流体性质的重要因素.利用常规测井曲线实现全井段孔隙结构定量评价对于储层非均质性评价具有重要意义.首先根据岩心压汞资料对孔隙结构进行分类,依据分形理论求取不同测井曲线的分形维数,通过对比选取反应孔隙大小的孔隙度测井曲线盒维数和反应孔隙连通程度的电阻率曲线R/S维数来对孔隙结构进行分类评价,绘制孔隙度曲线加权盒维数和电阻率曲线加权R/S维数交会图,确定每类孔隙结构分类标准,最后利用分形维数范围对全井段孔隙结构进行分类.研究表明,不同测井曲线反应的岩石物理信息不同,其分形维不一定相同.地层非均质性越强,不同测量原理的曲线计算的分形维差别越大;通过提取反应不同测井曲线变化复杂程度的维度信息,建立交会图识别孔隙结构类型,充分考虑了孔隙大小和连通程度,避免了单一分形维无法完全反映曲线的变化程度,避开了流体等信息对测井曲线的影响,提取的参数仅反应岩石非均质性强度,有利于解决油气勘探中非均质性地层孔隙结构精细定量评价问题.     

电成像测井储层非均质性评价方法在川东北G地区FC段地层的应用

岩心、成像测井资料表明川东北G地区FC段碳酸盐岩储层溶孔、裂缝发育,非均质性较强.根据溶孔、裂缝的发育程度与分布特征,可划分为6种典型储层类型.因此,有效评价储层非均质、划分储层类型是该区油气勘探与开发工作的关键.电成像测井资料能通过定性识别孔洞与裂缝对储层非均质性进行定性评价,但是由于缺乏能综合表征溶孔、裂缝等特征的定量参数,使得电成像测井资料对储层非均质性的定量表征存在问题.为此,基于分形理论,提出一种电成像测井定量评价方法,即计算电成像测井图像的分形维数来定量描述储层非均质性.储层类型与分形维数相关分析表明,分析维数可综合表征储层溶孔、裂缝,评价储层非均质性.应用实例表明,基于电成像测井分形维数的非均质性表征与储层类型划分应用效果较好,推动了该区的油气勘探与开发工作.     

低孔渗砂岩孔隙结构分类方法研究

低孔渗砂岩储层孔隙结构复杂,在二维与三维空间中具有较强非均质性,对储集空间的测井响应有极大影响。而压汞曲线、核磁T₂谱、铸体薄片3种资料在一定程度上各自反映了孔隙结构的不同特征,本文分别提取3种资料的微观孔隙结构参数进行相关性分析,最终分别利用主成分分析-模糊均值聚类方法实现孔隙结构分类,其分类结果压汞曲线分形法所得一致。      

基于随机介质模型的储层非均质性分析

本文利用随机介质模型对复杂岩性储层进行了非均质性描述.利用模型特征量即非均质纵横比、纵向谱指数、横向谱指数以及扰动标准差等来模拟不同的随机介质.在前人工作的基础上,由某油气田的两口井资料估计储层非均质性能谱,从能谱曲线上提取储层纵向大小尺度非均质谱指数.通过将二维随机介质模拟的合成井记录互相关系数与实际井记录互相关系数进行分析比较,分别得到大小尺度非均质情况下最佳拟合时的横向谱指数和非均质性纵横比.以上求得的各种特征量从不同角度定量分析了储层非均质性的纵横向变化,为储层横向预测提供了依据.     

核磁共振T_2谱多重分形特征及其在孔隙结构评价中的应用（英文）

孔隙结构特征及类型划分对低渗透储层勘探开发至关重要,基于多重分形理论与核磁共振实验,对东营凹陷南坡沙河街组沙四段(ES4)复杂低渗透砂岩进行孔隙结构研究。首先,根据岩心物性、铸体薄片、压汞等资料所反映的孔隙结构参数差异,将研究区的岩石孔隙结构类型划分了3大类5小类;然后,针对不同类型岩石的核磁共振T_2谱进行插值并计算其对数坐标下的一维、三维分形维数以及多重分形谱,并提取多重分形参数奇异性强度α、分布稠密度f(a),结果显示孔隙结构类型不同,盒维数尤其是多重分形参数值差异明显,孔隙结构好,其a、f(a)偏向高值,以此划分孔隙结构类型与压汞、薄片分析结果基本一致;最后,将该方法应用到核磁共振测井剖面上,应用效果较好,表明多重分形是核磁共振T_2谱的一种属性,利用核磁测井T_2谱多重分形特征及参数能够连续较好地评价低渗透砂岩孔隙结构类型与预测有效储层。     

基于优化熵权的储层非均质性定量表征新方法研究——以鄂尔多斯盆地志丹油区F井区长611储层为例

储层非均质性综合指数计算能够为非均质性定量表征提供重要的参数依据,对预测油田开发有利区以及寻找剩余油有重要意义．为了进一步提高计算储层非均质性综合指数的准确性,本文提出在原熵权法算法基础上,引入相关系数,计算指标参数间的冲突性,然后根据冲突性大小重新分配参数权重,对熵权法计算的权重优化,进而计算储层非均质性综合指数．最后,以鄂尔多斯盆地志丹油区F井区长6₁¹小层储层非均质性研究为例,应用该方法对非均质性主控因素分析以及储层非均质性定量表征．结果发现,该方法实现了研究区长6₁¹小层储层非均质性类型的定量划分,且实际地质应用效果良好．表明基于优化熵权的储层非均质性定量表征新方法适用于不同层次规模的非均质性影响因素研究,具有计算简洁、适用范围广、客观性强等显著优势,通过对多项指标参数合理赋权,能够有效避免对同一非均质影响因素的过度刻画,从而对储层非均质性综合指数的准确计算,实现对储层非均质性的定量表征．     

地震尺度下碳酸盐岩储层的岩石物理建模方法(英文)

碳酸盐岩油藏的强非均质性以及孔隙结构的复杂性,使得作为连接油藏参数与地震参数重要桥梁的岩石物理模型,以及作为油藏预测和定量表征最有效工具的流体替换成为岩石物理建模的难点与重点。在碳酸盐岩储层复杂孔隙结构与地震尺度下碳酸盐岩储层非均质性分析基础上,研究采用岩石网格化方法,将地震尺度下非均质碳酸盐岩储层岩石划分为具有独立岩石参数的均质岩石子体,根据岩石孔隙成因与结构特征采用不同岩石物理模型分步计算岩石子块干岩石弹性模量,并根据不同孔隙连通性进行流体替换,计算饱和不同流体岩石弹性模量。基于计算的岩石子块弹性模量,采用Hashin-Shtrikman-Walpole弹性边界计算理论方法实现地震尺度下碳酸盐岩储层弹性参数计算。通过对含有不同类型孔隙组合碳酸盐岩储层模型的弹性模量进行计算与分析,明确不同孔隙对岩石弹性参数的影响特征,模拟分析结果与实际资料认识一致。     

致密砂岩衰减岩石物理图板分析:储层微裂隙预测

致密砂岩储层普遍具有孔隙度低、微裂隙发育的特点,岩石内部常含有强烈的结构非均质性.致密砂岩发育的微裂隙使储层具有良好的连通性,促成高饱和气的天然气成藏.针对川西某探区须家河组高含气饱和度致密砂岩,本文选取致密砂岩岩心样本,进行了不同围压下的超声波实验测量.考虑储层完全饱气情况下的粒间孔隙、微裂隙双重孔隙结构,采用Biot-Rayleigh双重孔隙方程,构建致密砂岩岩石物理模型,进而分析了裂隙含量对纵波频散和衰减的影响.基于地震波衰减,构建了致密砂岩多尺度岩石物理图板.采用谱比法和改进频移法估算致密砂岩样本及储层衰减,对超声和地震频带下的图板进行校正.将校正后的图板应用到研究工区,选取二维测线和三维区块,进行储层孔隙度和裂隙含量的定量预测.对比实际资料进行分析,结果显示,本文预测的孔隙度和裂隙含量与三口测井的孔隙度曲线和实际产气情况基本吻合,基于孔隙-裂隙衰减岩石物理模型有效地预测了优质储层的分布区域.     

大港油田官104断块储层非均质性研究

利用研究区测井二次解释的成果,对储层非均质性特征和在生产中的反映进行了分析,并结合高分辨率层序地层学理论,总结储层非均质性形成的控制因素.针对大港油田官104断块开发过程中层间矛盾突出、单层突进严重的问题,重点分析了研究区储层层间非均质性.通过对研究区的分析可知,地层旋回性、沉积微相和隔层的分布是主要的储层非均质控制因素.并且隔层和沉积相的分布规律受沉积旋回的控制.因此,层间非均质性受控于基准面旋回变化造成的A/S值的变化,A/S值小非均质性弱,A/S值大非均质性强.应用产液、吸水剖面资料验证储层非均质性,并提出下一步挖潜和措施的方向,指导油田的生产.     

花岗岩储层测井解释方法研究及应用

针对花岗岩储层非均质性特点,采用了三重孔隙结构解释模型对其进行解释评价.该模型的储集空间包括基质、裂缝和孔洞三部分,随着储集空间的变化,可将该模型转化为孔隙型储层解释模型、孔洞型储层解释模型和裂缝型储层解释模型,这样就可适应多种储层性质的解释需要.由此利用常规测井资料计算了花岗岩储层的总孔隙度、基质孔隙度、孔洞孔隙度和裂缝孔隙度,利用岩心和电成像测井对裂缝孔隙度和孔洞孔隙度的计算结果进行标定和验证,并根据这些参数划分储层类型,计算含油气饱和度,划分油气水层.含油气饱和度的计算是采用反映储层孔隙结构变化的孔隙结构指数变m值,使阿尔奇公式适用于非均质花岗岩储层含油气饱和度的计算.应用上述测井解释方法,对目标井进行精细处理解释和综合评价,取得了很好的应用效果.     

Transport and fate of nonaqueous phase liquid (NAPL) in variably saturated porous media with evolving scales of heterogeneity

 A stochastic simulation is performed to study multiphase flow and contaminant transport in fractal porous media with evolving scales of heterogeneity. Numerical simulations of residual NAPL mass transfer and subsequent transport of dissolved and/or volatilized NAPL mass in variably saturated media are carried out in conjunction with Monte Carlo techniques. The impact of fractal dimension, plume scale and anisotropy (stratification) of fractal media on relative dispersivities is investigated and discussed. The results indicate the significance of evolving scale of porous media heterogeneity to the NAPL transport in the subsurface. In general, the fractal porous media enhance the dispersivities of NAPL mass plume transport in both the water phase and the gas phase while the influence on the water phase is more significant. The porous media with larger fractal dimension have larger relative dispersivities. The aqueous horizontal dispersivity exhibits a most significant increase against the plume scale.     

结构非均匀性理论模型的关联维描述

利用二维contor三分"非空"集合生成方法构建了非均匀结构理论模型。通过不断改变分形元三段访问概率及其空间构型,得到了样本值强度及其空间分布各不相同的24种样本,并采用推广G-P法分别求解了关联维。研究结果表明,利用关联维不仅可以表征结构的匀质程度,同时也可以描述其几何分布的非均匀程度,分维值越小反映了结构强度及其空间分布的不均匀性增大的物理本质。作为一种简化、有效刻画几何结构非均匀性的指标,关联维是一种较为合适的选择。     

地震记录的广义分维及其应用

根据分形理论,对不同信噪比地震记录的分维特征进行了分析,指出地震记录中噪声背景与信号部分具有不同的分维尺度,地震道时间序列的分维数值与计算时所用的测量尺度有关,因此,可利用广义分维的概念计算地震记录的分数维.地震记录广义分维大大提高了分形算法在计算机自动识别地震波震相时的抗噪声能力.最后用本文方法对实际地震记录进行了有效的初至波自动拾取.     

考虑非饱和特性的黄土湿陷性与微观结构分析

利用扫描电子显微镜测试技术对3个场地16个土样的微观结构进行观测,并使用图像处理软件对微观图像进行处理、对土样孔隙的几何特征参数和分维数进行了提取,土样孔隙分布分维数为1.816~1.936。利用分形几何学原理建立非饱和土的孔隙分布函数,对天然湿度下黄土中水分分布进行分析,运用回归分析的方法对孔隙的分维数、非饱和孔隙孔隙率和湿陷性的关系进行了分析。结果表明：孔隙分维数越大,孔隙结构越复杂;天然湿度下处于非饱和状态的黄土孔隙孔径均大于40μm,黄土的湿陷系数随着孔隙分维数、非饱和孔隙孔隙率的增大而增大,非饱和孔隙是造成黄土湿陷的主要原因。     

山西及邻区水系与黄土冲沟的分形几何学分析结果及其与构造活动的关系

本文用分形几何理论,对山西及邻区水系与黄土冲沟作了分析,发现水系与冲沟分维值的大小反映了该区构造活动性的强弱,分维值的分布定量地反映了区域构造活动的背景及各区域构造活动性的差异,在构造活动强的区域,分维值高,反之则低。按分维值的大小山西断陷带分成南中北三段,以中段介休-临汾一带的分维值及反映的构造活动性最强。该区分维值的分布及反映的构造活动性有从四周向中间增强的特点,增强区与强震的发生有关     

模糊分维及其在地震研究中的某些应用

在模糊集理论与分形理论的基础上,引进了模糊分维的概念;给出了模湖容量维D₀与模糊关联维D₂的定义与确定方法;讨论了模糊分维与常用的分维（清晰分维）的关系.给出了模糊分维在地震研究中的应用结果: 1.根据模糊容量维D₀随时间的上升趋势变化,可以划分出大地震活动的高潮期;由模糊容量维D₀与模糊关联维D₂随时间变化的曲线,可以分析识别大地震前的中长期前兆异常. 2.根据模糊容量维D₀随空间和时间的变化,可以划分出未来大震所在的地区,并可发现大震前数年D₀呈现增大或减小的趋势. 3.根据前兆数据的模糊时间分维D₀随时间的变化,可以发现大地震的短期前兆异常.     

吉林龙岗火山碎屑分形研究

用分形理论分析了吉林龙岗火山碎屑物粒度的分形结构特征。结果显示,射气喷发碎屑物分维值>射气岩浆喷发碎屑物分维值>岩浆喷发碎屑物分维值,分维值可作为区分火山不同喷发类型的定量参数。而对于龙岗岩浆喷发碎屑物,不同火山喷发的碎屑物其分维值也有差别,晚期喷发的金龙顶子火山碎屑分维值>2,早期喷发的小金龙顶子碎屑分维值>2,火山碎屑物分维值可作为区分不同喷发源和划分火山喷发地层序列的一种指标。研究表明,分维值<2的火山碎屑中有不同含量的非等轴颗粒,且分维值与非等轴颗粒的含量呈负相关     

我国几次大震及震群活动的时间分维特征

本文根据Mandellrot提出的分维理论,对我国三次大震及四次震群活动的时间分维进行了研究,得到如下结论:1.时间分维的总体特征:大震前分维较低,震后分维升高。2.时间分维的动态变化特征:火震前的分维呈现一总趋势的降维过程,且幅度较大;而震群的时间分维变化较平稳。3.对同一地震序列,起始震级愈低,计算出的分维值愈高;起始震级愈高,计算出的分维值愈低。笔者认为,地震序列起止时间的选取对计算时间分维会产生较大影响。     

Fractal dimension of changes in the solar magnetic field energy and quasi-biennial solar activity variations

Using the data of 1960–1999 on solar magnetic fields on the source surface and the Higuchi method, the fractal dimension of changes in the solar magnetic field energy at various heliolatitudes and in different time intervals is analyzed. The fractal dimension obtained on a moving 1-year interval displays substantial time variations. The 11-year cycle, which dominates at high latitudes, and quasi-biennial variations (QBVs), which dominate at low latitudes and are similar to QBVs of solar activity indices, are traced in these variations. Thus, solar QBVs that appear in all heliomagnetic activity indices are also present in the fractal structure of the solar magnetic field variations.     

台湾地区地震的空间关联维特征与构造环境研究

采用关联维方法对台湾地区地震活动的空间特征进行了研究。先利用 10 0a来台湾的地震目录计算各个地震区、带的关联维数 ,将地震空间分布的分形特征定量表达出来 ,然后综合分析地震空间分布的关联维数和孕震构造环境之间的关系 ,得出了以下结论 :1)台湾东、西部地震区由于地震属于不同的大地构造单元 ,因此关联维数有较大的差异 ;2 )在各地震区内部的各个地震带由于板块构造、地壳结构、活断层分布上的差异 ,而具有与其构造特征相对应的关联维数 ;3)各地震带内部的各个不同的部位又由于不同的构造应力场 ,而导致地震分布上出现不同的丛集性 ,表现为不同的关联维数。这些结论充分说明通过关联维分析所得到的地震活动的空间图像与地震活动所代表的不同地质构造背景有着良好的对应关系