胜利油田高89区块CO_2驱油与地质封存过程中横波速度预测方法研究（英文）

CO_2驱油与地质封存过程中,预测储层横波速度曲线及横波速度随注入压力或产出压力的变化,是解释四维地震监测数据的关键。但是在实际油田中,横波测井资料较少。尤其是在CO_2地质封存的四维地震监测中,CO_2注入之后会把井关闭,而无法进行测井。但后续还要进行地震监测,因此需要预测CO_2注入之后的纵横波速度。CO_2注入之后,储层的压力和饱和度都会发生变化,弹性参数也发生了变化。本文以胜利油田高89区块为例,利用Hertz-Mindlin公式和Gassmann方程结合,提出了预测横波速度,以及不同孔隙度储层随压力变化的横波速度预测方法。由于Hertz-Mindlin公式中的配位数为未知量,本文还提出了Hertz-Mindlin公式中配位数的计算方法。利用本文提出的方法分别制作了不同CO_2注入阶段的储层纵横波速度变化曲线,然后根据这些预测速度曲线制作四维人工合成地震记录,将四维人工合成地震记录与实际四维地震数据进行对比,其相关性高。     

核磁共振技术在二氧化碳地质封存与利用中的应用研究前景综述

二氧化碳地质封存与利用是推动“碳达峰、碳中和”的关键技术之一,研究CO₂注入-运移-封存全过程储层孔隙率、渗透率、饱和度、孔隙结构及岩石力学参数的变化规律是监测CO₂地质封存状态和泄露风险的核心工作.以分析核磁共振技术在研究孔隙结构、CO₂运移特征及岩石力学参数变化的应用现状和发展趋势为目标,在简要介绍核磁共振仪器设备和应用领域基础上,分析核磁共振技术在CO₂地质封存与利用中的应用现状和发展方向.分析表明：核磁共振技术在致密油、页岩气等非常规油气资源开发中应用广泛,在表征储层物性、饱和度和三维孔隙结构方面优势明显.目前,利用核磁共振技术研究原位CO₂封存条件下岩心动态参数成果较少,无论是CO₂驱油还是CO₂置换CH₄,均通过测量氢核的核磁共振特征或核磁成像特征来反推CO₂分布状态;在CO₂-EOR、CCS先导性实验中,时移测井资料十分有限,制约了原位CO₂     

非重复采集时移地震正演模拟及可行性分析

本文主要研究前期为常规三维地震勘探和后期为高精度三维地震勘探的这种典型非重复采集时移地震的可行性,主要使用正演模拟和匹配处理相结合的方法进行.本文推导了基于PML边界的三维声波波动方程时空域高阶有限差分正演方程,根据岩石物理流体替代分析方法计算得到时移前后储层的弹性参数,建立了时移地震地球物理模型,设计了常规三维和高精度三维观测系统,进行地震正演模拟,获得了非重复采集时移地震理论模拟数据.利用匹配处理法对非重复采集时移地震正演模拟数据和实际资料进行可行性分析,匹配处理过程主要包括初始数据匹配、一致性处理和互均化处理等.理论模拟数据和实际资料的匹配处理结果表明,通过针对性的分析和处理,利用非重复采集的地震资料进行时移地震研究是可行的,能够得到较好的时移地震响应,在一定程度上反映了油藏的变化情况.     

时移音频大地电磁监测数值模拟研究

音频大地电磁法(Audio Magnetotelluric Method,简称AMT)是一种以天然电磁场作为场源的电磁探测方法,具有频率范围宽、成本低以及适合长时间监测等特点,使其在储层流体时移监测方面相对于其他有源电磁方法有一定的优势.针对沉积地区海水入侵以及CO_2地质封存动态监测等问题,通过数值模拟从理论上进行时移音频大地电磁方法响应特征的研究.为此,根据不同案例背景下监测目标体的结构特性建立相应的地电模型,采用TM极化模式下二维音频大地电磁的有限元正演和OCCAM反演开展时移监测模拟,分析两种不同案例中流体介质的响应特征及地下电阻率反演模型.另外以海水入侵为例,通过在响应数据中加入白噪声,对不同信噪比下的响应数据进行反演计算,对比不同信噪比下白噪声对时移监测效果的影响.模拟结果表明,时移音频大地电磁法从理论上可以有效反映出地下介质电性特征随时间的动态变化过程,也能够有效监测地下流体的扩散过程.     

CO_2地质封存地球物理监测技术（英文）

地球物理技术是观测、监测与证实CO_2地质封存安全性及确定CO_2-EOR效果的核心技术。虽然CO_2地质封存地球物理监测技术源自常规油气勘探地球物理技术,但是CO_2地质封存的地球物理监测需要长期开展,目前还存在着很大的困难和挑战。本文从CO_2地质封存的目标出发,研究了地球物理技术在CO_2地质封存的选址及监测中的任务。在总结国内外CCS(Carbon Capture and Sequestration)项目中地球物理监测技术与我们经验的基础上,分析了地球物理技术,重点是四维地震监测技术中采集、处理和解释技术的难点及经验。     

气烟囱模式识别技术在油气运移通道检测中的应用

气烟囱对油气运移通道和运移模式具有一定的指示作用,而利用原始地震数据或单一地震属性对气烟囱进行解释存在严重的多解性.本文采用基于有监督人工神经网络的多属性模式识别技术对三维地震数据进行气烟囱体检测,并将其应用于渤海辽东湾郯庐断裂带某工区,以摸清油气运移机制和成藏模式,达到预测油气有利分布范围的目的.结果表明,气烟囱体能够更清楚、直观地指示油气沿断裂运移的通道,气烟囱发育部位与浅层气的分布比较一致.研究区内深大走滑断裂是沟通深层烃源岩的主要通道,是油气平面分布的主要控制因素.断裂后期活动形成的次级雁列断层对油气具有调节作用,使得部分油气在浅层新近系储层中聚集成藏,断裂活动性大小的不同决定了油气再次调节作用的大小,从而控制油气富集层位的差异性.气烟囱检测结果与该区钻井揭示的油气富集规律基本一致,从而证明了该方法的有效性和实用性.     

陕西渭北东部岩溶热水运移数值模型研究

地下热水资源定量评价是地热资源开发利用中的重要环节.在地下热水系统中,地下水流场和温度场相互影响,因而在研究地下热水运移时须同时考虑地下热水的流动和热量的运移.本文建立三维不稳定地下水流-热运移耦合模型,模拟陕西渭北东部岩溶地下热水运移特征.针对研究区多组断层纵横交错而且对岩溶水运移起着控制作用的特点,模型中将断层剖分为条带以更好地刻画其水力学特征.利用水化学测试结果估算地下水-地表水转化量,为模型边界流量的确定提供依据.结合地下水测年数据进行模型校正与参数识别,提高了模型仿真性.     

陕西渭北东部岩溶热水运移数值模型研究

地下热水资源定量评价是地热资源开发利用中的重要环节.在地下热水系统中,地下水流场和温度场相互影响,因而在研究地下热水运移时须同时考虑地下热水的流动和热量的运移.本文建立三维不稳定地下水流-热运移耦合模型,模拟陕西渭北东部岩溶地下热水运移特征.针对研究区多组断层纵横交错而且对岩溶水运移起着控制作用的特点,模型中将断层剖分为条带以更好地刻画其水力学特征.利用水化学测试结果估算地下水-地表水转化量,为模型边界流量的确定提供依据.结合地下水测年数据进行模型校正与参数识别,提高了模型仿真性.     

江苏郯庐断裂带断层气测量与地球化学特征

对郯庐断裂带江苏段断层气体CO_2、Rn以及Hg浓度进行测量,选择在重岗、晓店、桥北和何庄四个跨断层测点。确定了各剖面上断层气体的地球化学特征的背景值和异常下限值,然后计算出郯庐断裂带江苏段的断层气异常衬度值数据结果。断层气体的浓度值异常主要集中分布在断裂带内及附近,活动断裂带地震活动性和断层气体的浓度值异常有很好的一致性。     

地震油藏动态监测的属性表征机理研究

时移地震属性表征油藏参数动态变化机理研究是有效区分不同油藏参数变化,进行时移地震解释的理论基础,是时移地震实际应用的关键环节.从疏松砂岩油藏岩石物理研究出发,计算得到含油饱和度和有效压力变化引起纵、横波速度变化的明显差异.并以此为基础,通过解耦后的地震波动方程模型模拟,分析证明不同偏移距地震振幅对含油饱和度变化响应规律存在差异,分析得到油藏有效压力和含油饱和度变化时P-P反射波和P-S转换波叠前地震属性差异特征,对比分析了油藏有效压力和含油饱和度变化时的P-P反射波和P-S转换波AVO(Amplitude Versus Of fset,振幅随偏移距变化)属性变化规律和差异特征.理论模型研究结果证明了利用叠前时移地震信息(叠前地震属性和地震AVO信息)区分不同油藏参数动态变化的可行性和在有效提高时移地震资料解释精度方面的潜力.同时,研究也表明针对目标油田深入理解油藏参数变化的时移地震响应机理对制定有效的时移地震资料处理和解释方案十分重要.     

基于叠前纹理的储层特征和地震相分析（英文）

地震纹理属性与地震相和储层特征密切相关,广泛地应用在地震资料的解释中。传统的地震纹理属性基于叠后数据提取,受叠加作用的影响,易造成地层特征信息的损失,不利于复杂储层的描述。本文提出叠前纹理属性,其不仅可以精细地刻画不同反射点波形的横向连续性,也能体现AVO、各向异性和介质的均质性。基于叠前纹理属性丰富的地层特征表达能力,结合SOM聚类算法,形成了利用叠前数据进行地震相分析的方法。该方法应用于中国某工区宽方位地震资料,通过对比证实了叠前纹理属性描述地层横向变化的优越性,并能揭示各向异性特征及非均质性特征,基于叠前纹理的分类结果能有效区分不同的地震反射模式,为地震相分析提供了可靠的依据。     

基于地震多属性融合的断层识别与评价——以塔里木盆地SHB地区碳酸盐岩缝洞型储层为例

塔里木盆地SHB地区的深部碳酸盐岩缝洞型储层主要发育于断裂破碎带,大多表现为断裂破碎形成的裂缝和后期溶蚀形成相互连通的断溶体。因此,断层的识别与精细评价成为该区缝洞型储层识别评价的基础。考虑到研究区处于沙漠腹部,深部地层的地震反射能量相对较弱,用单一地震属性难以实现断裂带的识别。本文针对研究区地震资料的地质-地球物理特征,提出融合多种地震属性的断层识别与评价方法。①利用地震剖面上“断裂+杂乱反射”特征,识别可能存在的断裂或裂缝带;②运用谱白化和倾角导向滤波方法,拓频并压制地震数据的随机噪声;③用去噪和拓频后的地震数据计算相干体、蚂蚁体等多种地震属性;④融合多种地震属性来识别和评价断层,并用剖面形态和平面切片的组合分析不同断裂系统的形成次序;⑤利用多种地震属性与稀疏脉冲反演结果综合进行缝洞体预测,与实钻结果对比具有良好的一致性。      

卡拉套走滑断层的识别标志及解释技术

卡拉套(Karatau)走滑断层是中亚地区南图尔盖盆地的控盆断层,对盆地油气的运移、聚集和圈闭形成有重要的控制作用.走滑断层的结构识别和准确解释是研究断层相关圈闭的基础.本文利用三维地震资料,通过对走滑断层剖面地质特征的分析,识别了包括花状构造、海豚效应、丝带效应、断层两盘差异化的地层产状等走滑断层典型标志.针对走滑断裂带资料成像差的特点,采用构造导向滤波技术有效的提高了断面之间的地层连续性,突出了主干断层和羽状断层的清晰度.以构造导向滤波数据体为基础的相干体断层属性清楚的表征了走滑断裂带的平面发育特征;相干体属性和构造导向滤波数据体的融合体切片将断面属性和地层属性融合,有利于分析断块结构.卡拉套走滑断裂纵向上为双层花状构造,平面上主干断层多段式分布、分支羽状断层呈雁形排列.     

油气田典型岩石三轴压缩变形破坏与声发射活动特征——四川盆地震旦系白云岩及页岩的破坏过程

随着二氧化碳地质封存、深部地热开采、地下储气库建设、页岩气开发、二次驱油/驱气等工业应用的快速发展,与地下流体注入有关的诱发地震活动呈现一定的增加趋势.利用声发射实验观测油气田典型岩石在三轴压缩条件下变形破坏过程与声发射活动特征,对研究注水诱发地震过程有着重要意义.本文利用四川盆地现场采集的震旦系白云岩及页岩,采用实验室声发射技术观测研究岩石三轴压缩变形破坏过程中地震波速度等物性参数及声发射事件时空分布特征.实验结果表明:震旦系白云岩及页岩在变形破坏过程中均有一定的声发射活动.根据声发射定位结果,声发射主要集中在破坏前后的较短时间内,页岩的层理面为结构弱面,控制最终破坏面的形态及声发射特征.根据应力-应变结果,白云岩在压缩的后期阶段有一定的扩容现象,但页岩在整个压缩阶段均没有明显扩容现象.研究结果表明四川盆地较古老的白云岩及页岩具有脆性破坏特征,地下流体注入容易诱发微震活动,形成裂缝,有利于页岩气压裂开采.微震活动有利于监测裂缝的发生发展,但同时在页岩气开发及二氧化碳地质封存时应采取相应的预防控制措施进行安全合理的储盖层管理,避免灾害性诱发地震的发生.     

稠油热采时移地震监测研究与应用

我国具有丰富的稠油资源,但国内外针对陆相薄互层稠油油藏热采动态的时移地震监测研究还很少.通过分析火烧油层对储层的影响,结合已有的岩石物理测量结果,建立了薄互层油藏火烧油层模型,开展了地震正演模拟研究,并给出了应用实例.结果表明,稠油热采(注蒸汽、火烧油层、注热水)会引起储层岩石和孔隙流体弹性特性的显著改变,从而导致明显的地震属性差异;时移地震可以用来划分油层中高温区范围,跟踪高温前缘等.在陆相薄互层稠油田热采开发中,利用时移地震来监测油田开发的全过程是可行的.     

长春岭油田储层预测研究

常用的储层横向预测技术有地震属性分析技术和地震反演技术两大类,应用这两种技术对长春岭油田扶余油层进行了储层预测研究.研究结果表明,长春岭油田地震资料的振幅属性与已知井砂岩发育情况吻合较好,本文利用振幅属性描述了扶余油层Ⅰ～Ⅳ砂组储层砂岩的分布趋势.应用地震反演方法得到扶余油层储层砂岩纵横向展布规律,经钻探证明,预测的结果比较可靠.     

基于自适应杂交遗传算法的CO_2地质封存的储层参数反演研究

二氧化碳地质封存是减少温室气体排放和减缓温室效应的重要手段.二氧化碳封存的一个重要组成部分是地震监测,即用地震的方法监测封存后的二氧化碳的分布变化.为了实现这个目标,需要建立储层参数与地震性质之间的关系(岩石物理模型)和从地震监测数据中反演获得储层流体的饱和度等参数.首先,本文以Biot理论为基础,结合多相流模型研究了多个物理参数(孔隙度、二氧化碳饱和度、温度和压力等)对同时含有二氧化碳和水的孔隙介质的波速和衰减等属性的影响.结果表明:孔隙度和二氧化碳饱和度对岩石的频散和衰减属性影响强烈,而温度和压力通过孔隙流体性质对岩石的波速产生影响.然后,本文基于含多相流的Biot理论,应用抗干扰能力强、且具有更好的局部搜索能力和抗早熟能力的自适应杂交遗传算法对实际数据进行了反演研究.对岩心实验数据的反演研究表明了算法的有效性,而且表明含多相流的Biot理论能够很好地解释水和二氧化碳饱和岩石的波速特征.最后,我们将自适应杂交遗传算法应用于实际封存项目的地震监测数据,获得了封存后不同时期的二氧化碳饱和度,达到了用地震方法监测二氧化碳分布的目的.     

利用地震叠前数据预测火山岩裂缝的方法和效果分析——以松辽盆地北部徐家围子断陷营城组火山岩为例

裂缝问题是火山岩复杂岩性油气藏勘探开发中必须考虑的重要因素之一.火山岩储层裂缝预测的准确性直接影响着油气的产能、钻井工艺和增产改造措施等.本文主要根据等效HTI介质(扩容各向异性介质)的特性,立足地下介质各向异性理论,利用三维地震叠前P波在HTI介质中的属性分布特征来检测裂缝的发育情况.利用三维地震叠前P波裂缝检测技术在松辽盆地北部徐家围子断陷深层营城组火山岩中尝试开展了储层裂缝发育预测研究.通过研究建立了火山岩裂缝地震叠前预测方法,并对营城组火山岩裂缝发育情况进行预测,结果表明裂缝主要分布在工区中部构造高部位,发育方向以北北西向为主.最后利用测井资料和钻井产能资料等进行效果分析,证实该技术对于认识火山岩储层裂缝发育具有实际应用价值,说明应用地震资料开展储层裂缝预测具有横向分辨率高、实现井间分布描述和宏观空间分布规律清楚等特点.     

基于地震属性融合技术的火山通道识别研究

长岭龙凤山火山岩为多机构、多期次喷发叠合分布的一套火山岩地层,火山通道识别是成藏分析和油气运移等研究工作的基础,同时也影响储量计算和开发井的部署.针对深层地震资料品质较差,且难以对火山通道进行准确刻画的问题,开展针对火山通道的地震属性优选.该地区火山岩具有"低频强振幅"的特点,通过地震属性优选,提取10 Hz单频体、纹理对比属性和最大振幅地震属性,平面上采用三者RGB融合方法识别并落实火山通道边界,剖面上采用10 Hz单频体、纹理对比属性和地震数据体三者HSV融合突出火山通道纵向展布.通过地震属性融合在碎屑岩里识别强振幅,在火山岩里识别低频能量,在一定程度上抑制其他岩相的影响,最终实现长岭龙凤山地区火山通道的准确刻画.     

基于加权一致性的蚁群算法在断层检测中的应用

突出地震数据振幅空间不连续性的断层增强属性体是断层自动解释的基础,而如何压制噪声、地层残余响应、角度不整合接触等伪断层的影响是断层自动检测的关键问题之一.在指纹图像边缘检测处理中,一致性是对指示局部方向场信息各向异性强度的一个度量,本文将其作为一种新的断层增强属性引入到地震数据处理中.为了更有效地压制噪声,本文通过对一致性进行加权处理,再结合蚁群算法,提出了新的断层自动检测方法——基于加权一致性的蚁群算法.理论地震模型和实际地震数据的处理结果表明,对于相同的断层检测过程,对比常规的基于方差属性的蚁群算法和基于C3相干属性的蚁群算法,本文所提方法不仅更有效地压制了噪声和地层残余响应产生的伪断层信息,而且更完整地展现了断层的延伸长度,同时具有更高的稳定性和计算效率.