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。     

饱水白云岩临界点、骨架和流体弹性参数的数值计算

基于临界孔隙度模型,提出了用岩石的整体弹性信息反演求取临界点、流体和骨架等局部弹性参数的数值计算方法和双向线性回归计算公式;结合饱水白云岩的样品测试数据,以孔隙度为自变量和因变量,对密度和密度与纵、横波速度平方的乘积分别进行了数值计算。以测试样品的整体信息求得其临界点、流体和骨架弹性参数值,并与实测数据做了相关性分析,其相关系数高达90%,充分表明数值计算公式的正确性和实现方法的有效性。岩石骨架、流体弹性参数的数值反演计算在油气勘探领域中具有巨大潜力,运用测井曲线和地震数据,可以反演求出岩石孔隙中流体弹性参数(密度、速度),对直接指示油层、气层起到重要作用。     

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。     

岩石物理建模技术在致密砂岩储层预测中的应用——以鄂尔多斯盆地北部H区块为例

岩石物理建模是叠前反演前重要的基础工作。以致密砂岩储层为目标,剖析了岩石物理建模涉及的主要过程。将测井评价与岩石物理建模视为迭代过程,测井评价提供岩石物理建模的输入数据,岩石物理建模控制测井评价参数的质量。在测井参数具有较高质量的情况下,优选岩石物理建模方法,优化关键参数,较为准确地预测了横波速度等弹性参数,为叠前弹性参数反演提供了可靠的基础数据。利用岩石物理解释模板对叠前反演纵横波速度体进行了解释,提高了致密砂岩气层的识别精度,在鄂尔多斯盆地取得了较好的应用效果。     

莺琼盆地岩石弹性物性规律的研究

利用岩芯实验室测试数据、全波列测井数据和地震资料对莺琼盆地纵横波地震参数及衍生参数的变化规律进行了详尽地分析和研究。含气岩芯的刚性模量、纵横波速度比和泊松比比含盐水岩芯的低得多;砂岩的纵横波速度比和泊松比比泥岩的低得多。当地层埋深超过2500m时,纵横波速度比、泊松比基本不受深度的影响。岩石密度和孔隙度的相关性很好;含盐水岩芯的纵横波速度比与孔隙度的相关性很差;含气岩芯的纵横波速度比与孔隙度的相关性稍好于含盐水岩芯;高温高压状态下的纵横波速度比和泊松比的变化也是有规律的。     

多参数岩性反演在煤田地震勘探中的应用

基于模型的常规地震反演方法,利用声速或密度测井曲线进行约束从而获得波阻抗信息.但是,当目的层与围岩的波阻抗差异很小时,根据波阻抗信息很难解决层位对比问题.实际上,视电阻率、自然伽马等测井曲线可以提供其他的地层岩性信息,利用多参数进行约束反演对区分岩性更加敏锐.双测井曲线融合法将密度和视电阻率测井曲线融合、变换后得到一条拟密度曲线,该曲线同时突出了煤层与岩浆岩的密度和电阻率异常.利用该曲线进行约束,可以实现多参数岩性反演.     

测井参数在准东煤田大井矿区一井田煤层及顶底板强度评价中的应用

测井所计算出的岩体弹性强度ε值和RC非常近似,相关性也很好。大井矿区一井田利用声波测井及密度测井,获得岩石速度与密度参数,以此计算岩石强度参数。与24组岩样试验值比较,其绝对差值率为19.77%。计算发现在实验值小于20MPa时,测井计算的岩体强度值偏大;当试验值在20～30MPa之间时,测井计算的岩体强度值偏小;当试验值大于30MPa时,两者非常接近,但测井值偏小者居多。根据测井计算的岩石强度,对该井田B1煤层及其顶底板强度进行了评价,并绘制了B1煤层及其顶底板岩体强度分区图。     

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。     

页岩储层裂缝型孔隙定量预测的新方法

裂缝作为有效的储集空间和渗流通道,对于页岩储层具有重要的作用。裂缝研究的难点在于难以像井震结合波阻抗反演一样综合测井和地震信息开展裂缝预测。提出了一种综合测井和地震信息预测裂缝的新思路:首先拓展了SPM软孔模型,把孔隙空间分为硬孔隙、基质孔隙和裂缝型孔隙,建立岩石物理模型,并求取裂缝型孔隙度曲线,通过FMI成像测井曲线证实了裂缝型孔隙度结果的可靠性;然后综合裂缝型孔隙度测井曲线和地震数据,通过多属性神经网络反演预测实现了裂缝型孔隙度的定量预测。研究成果表明,通过和原始测井曲线以及和蚂蚁体等地震几何属性的对比,证明裂缝型孔隙度反演结果比较可靠,可以用来定量解释页岩储层的裂缝发育程度。本研究实现了综合测井曲线和地震信息定量预测页岩储层裂缝发育程度的方法,对于页岩储层定量解释具有重要的意义。     

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。