FAVO反演技术及其在深水砂岩储层中的应用

在AVO理论的基础上,利用时频分析技术获得频率依赖的反射系数信息,通过FAVO(Frequency dependent AVO)反演可以获得速度频散程度属性。由于地震波速度频散主要由孔隙流体的相关性,该属性可以作为识别因子实现储层流体检测。笔者推导了FAVO技术的反演公式,并选择刚果地区深水砂岩储层作为目标,通过一维数值模型和二维实际剖面,进行了含气砂体刻画和含气性识别研究。反演结果与钻井吻合程度较好,证明了该技术在深水砂岩储层流体识别中的有效性。     

塔里木盆地北部某井现场轻烃分析识别油气异常及属性

在钻井油气勘探中，识别油气异常及其属性判别是油气层评价的一项重要工作。为了进行钻井地层中油异常的识别及属性判别，需要一定的手段和方法。通过塔里木盆地北部某井钻井现场轻烃录井工作，应用轻烃分析资料识别该井的油气异常；根据＂轻烃特征成分＂、＂烃组分湿度值＂及＂轻烃流体性质特征＂等判别方法，对油气异常的属性进行判别，其结果与实际钻井地质资料相符。据钻井地质资料与轻烃分析资料综合解释结果表明，在该井所所处地区获得油气突破的关键是寻找该井所属构造的高点。     

基于叠前地震反演的储层流体识别方法

首先以Fatti近似推导得到的弹性阻抗方程为出发点,讨论了纵波、横波阻抗的直接反演方法与流程,然后对各种流体识别因子进行了分析与归类和总结,给出了流体因子的一般表达形式,最后从Gassmann公式出发,对地震资料的特点以及含不同流体介质的物理特性进行分析,提出了一个高灵敏度流体因子。应用实例表明,高灵敏度流体识别因子对流体的识别较其它的流体识别因子有较高的灵敏度。     

基于Curvelet变换的角度流体因子提取技术

从角度道集数据出发,充分利用它们之间的差别,流体信息和骨架信息在尺度和方向上的差别,以及Curve-let变换的多尺度性和多方向性,提出应用角度流体因子属性进行流体识别的方法。参考时移地震数据的互均衡方法提出子波均衡法,对各个角道集数据进行均衡。然后,利用背景场信息(骨架信息)和流体信息在curvelet域分布的不同,将其进行逐步分离,得到目的层处的异常。把角度流体因子应用到模型与实际地震数据中,计算结果证明了其应用价值,可以准确地判定储层的位置及范围。进一步的与其他属性结合,为油藏精细描述提供较为可靠的依据。     

扩展流体识别因子及应用

利用地震资料的流体识别因子,使在地震剖面中就能实现储层中的油、气、水层的识别,这些因子通常由介质密度和纵横波速度或其函数构成,主要有纵横渡阻抗、纵横波速度比、泊松比和LMR识别因子、ρf识别因子等,这些识别因子均基于纵横波速度和介质密度等3个参数对流体响应的差异而构建.研究以此三参数差异以外的其他地球物理属性差异来构建新的流体识别因子并与现有应用效果较好的流体识别因子组合成灵敏度更高的因子.扩展流体识别因子EFD,包括高灵敏度流体识别因子(HSFIF)及组合型流体识别因子(EFDC).它们分别是基于不同炮检距差异特征和优化组合两类扩展流体识别因子.并通过对川东北碳酸盐岩气藏气水层的模拟计算和识别处理,证明扩展流体识别因子具有很好实用性及可靠的识别效果.     

基于EI-Fatti弹性波阻抗反演的流体识别

通过EI-Fatti弹性波阻抗反演直接得到了纵波阻抗、横波阻抗和密度数据,并以三类AVO模型进行反射系数试算,满足了流体识别对反演精度较高的要求。同时,采用基于EI-Fatti弹性波阻抗的两个流体识别因子对三类AVO模型进行对比分析,表明两种流体识别因子对于不同类型的AVO模型的流体识别效果是不同的。在实际资料中,利用弹性波阻抗反演产生较多弹性参数的优势,将这些弹性参数与储层参数进行交会和相关分析,分别定性和定量地对储层进行流体识别,从而达到了有效区分高饱含气和低饱含气储层的目的。     

地震属性融合技术在河道砂体识别中的应用

地震属性分析是进行储层识别和描述的常用方法之一。近年来,随着地震属性技术的发展,属性融合技术逐渐成为一种新的属性分析方法,它能有效地改善单一属性分析的局限性问题,使储层描述的结果更可靠,同时多属性融合技术能突出弱信号,对于小砂体识别具有重要意义。针对饶阳凹陷大王庄工区河道砂体的小、散、薄的特点,这里采用属性融合技术对其进行识别。首先,阐述了属性融合的必要性;其次,建立了属性融合的技术流程;最后,分析融合属性对河道砂体的识别效果,并通过钻井资料进行了可靠性验证。实际资料效果表明,融合属性对河道砂体的识别效果比单一属性的效果好。     

油气界面上的法向反射系数频散特征研究

地震波在地下介质传播时流体对波的传播有很大影响,利用孔隙介质中的平面波反射系数可以较好的进行描述。本次研究采用基于渐近分析理论的法向反射系数渐近方程,通过建立上层饱和含油、下层饱和含气和上层饱和含气、下层饱和含油的砂岩可渗透孔隙介质模型,开展反射系数频散特征研究,对比分析基于等效介质、孔隙介质和渐近分析三种理论在饱含油气可渗透分界面上法向反射系数频散特征,并对比分析基于孔隙介质和渐近分析理论的反射系数频散对渗透率的敏感性。研究表明:在地震频带(0～100 Hz)内,该反射系数渐近方程在上层饱和含气、下层饱和含油可渗透界面上反射系数增加15%,变化明显;当渗透率从低渗透率到高渗透率时,其反射系数增加12%,也有明显变化。从而可以用来识别上层饱和含气、下层饱和含油可渗透界面。因此,基于孔隙介质渐近分析的反射系数方法可用于研究饱含油气可渗透界面上反射系数频散特征,从而为油气识别提供了很好的理论和依据。     

煤体中直立裂隙的多波地震响应及预测

裂隙探测是煤层气勘探开发与煤矿安全生产的重要研究内容。规则发育的直立裂隙在理论上可等效为具有水平对称轴的横向各向同性（HTI）介质,本文通过正演记录研究了HTI介质的多波地震响应,分析了裂隙发育方位对横波偏振特性的影响规律,在此基础上分析了利用横波记录的方位角道集获取地下裂隙参数的可行性与基本原理,为便于工业应用,文中研究了一种基于两个水平分量叠加剖面的角度扫描法求取地下目标煤层的裂隙发育方位。实际资料处理证明了该方法的准确性与可靠性。     

饱和流体多孔介质中AVA特征分析及储层参数反演研究

AVA(Amplitude Versus Angle)技术是基于常规介质模型(均匀各向同性介质模型)发展起来的,由于忽略了储层的孔隙结构和充填流体的影响,造成AVA特征中是部分对地震波能量的吸收和衰减作用反映不足.从振幅特征方程的实际应用出发,建立起各参数与常规岩性参数之间的关系.以Gassmann方程与Biot理论为基础,推导出振幅特征方程中弹性参数与常规岩性、储层参数(如:纵波速度、横波速度、密度、孔隙度、流体参数Kf)之间的转化关系式,详细研究饱和流体多孔介质模型中的AVA特征,比较该介质模型与常规介质模型在AVA特征上的差异,并将饱和流体多孔介质AVA技术应用于川西凹陷深层须家河组储层预测,通过多波AVA储层参数的反演研究,为直接利用地震资料进行储层识别并进一步识别其流体特征提供了一种有力手段.     

裂隙介质弹性性质研究

波在介质中传播，主要是受介质的弹性性质的影响，在各向同性的岩石背景上，含有裂隙；岩石表现为各向异性，裂隙的形状不同，各向异性的性质也不同。本文在Hudson模型基础上，应用散射理论，研究了垂直定向分布的裂隙介质（EDA），水平分布的裂隙介质（PTL）、正交裂隙介质（ORA）、两组垂直斜交的裂隙介质（EDA＋EDA）等4种类型裂隙介质的弹性性质，给出弹性参数计算公式，并分析了裂隙介质与各向异性之间的内在联系。     

Fully coupled hydro-mechanical numerical manifold modeling of porous rock with dominant fractures

Coupled hydro-mechanical (HM) processes are significant in geological engineering such as oil and gas extraction, geothermal energy, nuclear waste disposal and for the safety assessment of dam foundations and rock slopes, where the geological media usually consist of fractured rock masses. In this study, we developed a model for the analysis of coupled hydro-mechanical processes in porous rock containing dominant fractures, by using the numerical manifold method (NMM). In the current model, the fractures are regarded as different material domains from surrounding rock, i.e., finite-thickness fracture zones as porous media. Compared with the rock matrix, these fractured porous media are characterized with nonlinear behavior of hydraulic and mechanical properties, involving not only direct (poroelastic) coupling but also indirect (property change) coupling. By combining the potential energy associated with mechanical responses, fluid flow and solid–fluid interactions, a new formulation for direct HM coupling in porous media is established. For indirect coupling associated with fracture opening/closure, we developed a new approach implicitly considering the nonlinear properties by directly assembling the corresponding strain energy. Compared with traditional methods with approximation of the nonlinear constitutive equations, this new formulation achieves a more accurate representation of the nonlinear behavior. We implemented the new model for coupled HM analysis in NMM, which has fixed mathematical grid and accurate integration, and developed a new computer code. We tested the code for direct coupling on two classical poroelastic problems with coarse mesh and compared the results with the analytical solutions, achieving excellent agreement, respectively. Finally, we tested for indirect coupling on models with a single dominant fracture and obtained reasonable results. The current poroelastic NNM model with a continuous finite-thickness fracture zone will be further developed considering thin fractures in a discontinuous approach for a comprehensive model for HM analysis in fractured porous rock masses.     

Radon soil–gas as a geological mapping tool: case study from basement complex of Nigeria

In an effort to quantify the geogenic radon soil–gas potential and appraise the use of radon technique as a geological mapping tool in a crystalline basement rock terrain of Ile–Ife Nigeria, radon measurement concentration were made using a radon detector instrument (EDA RD-200) that measures radon isotopes by a scintillator cell coupled to a photomultiplier tube. The data were collected from soils derived from three different lithologic rock units. The observed values were then correlated with the geology of the area. Significant differences in the radon soil–gas concentrations among the three geologic units were observed. Granite gneiss has the highest concentration, followed by grey gneiss and mica schist in that order. The geometric mean (GM) concentration of radon-222 measured in soils directly overlying the three different rock types were 301.4 pCi/l for granite gneiss, 202.8 pCi/l for the grey gneiss, and 199.4 pCi/l for mica schist. Conversely, the average values for radon-220 averaged 1510.0, 815.4, and 733.0 pCi/l for granite gneiss, grey gneiss, and mica schist rocks, respectively. Statistical t test (α=0.05) results indicated that there was no significant difference in the geometric mean of radon soil–gas measured between low and medium potential zones. However, significant differences were found between the low and high radon potential zones, and between the medium and high zones. The low concentrations of radon soil–gas emission observed in this study is explained in terms of the seasonal variation due to thermal convection fluid movement, while the radon concentrations were found to be controlled by the lithology and geochemistry of the underlying bedrock.     

BLU Estimators and Compositional Data

One of the principal objections to the logratio approach for the statistical analysis of compositional data has been the absence of unbiasedness and minimum variance properties of some estimators: they seem not to be BLU estimator. Using a geometric approach, we introduce the concept of metric variance and of a compositional unbiased estimator, and we show that the closed geometric mean is a c-BLU estimator (compositional best linear unbiased estimator with respect to the geometry of the simplex) of the center of the distribution of a random composition. Thus, it satisfies analogous properties to the arithmetic mean as a BLU estimator of the expected value in real space. The geometric approach used gives real meaning to the concepts of measure of central tendency and measure of dispersion and opens up a new way of understanding the statistical analysis of compositional data.     

流体饱和致密砂岩的实验测量与岩石物理建模应用

与孔隙几何相对简单的高孔隙度、高渗透率砂岩不同,致密砂岩的岩石骨架和孔隙结构通常表现出不同尺度上的非均质性。为了研究这种非均质性和饱和流体对致密砂岩性质的影响,测量了具有9块不同孔隙度的致密砂岩在不同围压、干燥和水饱和条件下的超声波速度。利用速度随有效压力的变化曲线估计软孔隙的纵横比分布,进而利用喷射流模型进行流体替换效应解释。基于超声测试数据和局部流机制,建立了考虑软孔隙随纵横比分布的喷射流模型,实现了致密砂岩跨频段岩石物理建模,利用此模型分析了超声频段和地震频段内饱和致密砂岩的流体敏感性。基于超声频段测量的流体敏感度被高估,实际上地震频段的流体敏感度可能与超声分析结果存在较大差异,因此实现实验室低频直接测量对于准确的岩石物理建模和应用具有关键性的意义。     

基于Gassmann方程岩石速度倒转现象成因分析

Gassmann理论主要用于处理流体替换问题,在进行流体替换研究中发现总会在一定情况下出现"倒转现象"。解释为在一定的孔隙度情况下,100%含气岩石速度大于100%含水岩石速度,这同岩石物理实验室测试结果相违背。因此针对不同的岩样数据及测井资料,图示分析了完全饱和岩石速度倒转成因,发现替换后饱和岩石密度差异过大会造成此现象。同时在对碳酸盐岩储层岩石进行了饱和度替换数值模拟后发现,模拟结果同实验室测试数据趋势一致,只是碳酸盐岩对孔隙度大小分类不同。因此强调了流体替换正演模拟的重要性,在一定物理意义下的替换才有实际价值。     

基于DDA方法一种流-固耦合模型的建立及裂隙体渗流场分析和应用

以非连续变形分析方法（DDA）为基础并采用稳态流体计算方法将二者结合进行裂隙岩体流-固耦合分析。利用DDA方法生成裂隙岩体模型,在此基础上采用矩阵搜索等方法形成新的裂隙水通网络模型。采用稳态迭代算法和立方定律求得裂隙水压力,并把裂隙水压力作为线载荷施加到块体边界,在DDA算法中每个迭代步完成后更新裂隙开度和水压值,与DDA算法结合研究裂隙水与块体之间相互作用关系。利用以上裂隙岩体流-固耦合计算方法研究了某水封油库开挖和运行过程洞室围岩流量和密封性,为该工程预测水封效果提供了有益的主要依据,也是国内首次采用DDA方法做大型工程的流-固耦合模型分析。     

水/岩比的地球化学意义

通过对水－岩反应过程中水／岩比的深入分析,从理论上澄清了前人在水／岩比概念上的错误和混乱,并定义和厘定了流体／岩石比和水／岩比,以及“真实”流体／岩石比和表观“流体／岩石比之间的关系,重新审视了它们的地质意义。     

不连续面在双重介质热-水-力三维耦合分析中的有限元数值实现

在建立双重介质热-水-力耦合微分控制方程的基础上,提出了裂隙岩体热-水-力耦合的三维力学模型,对不同介质分别建立以节点位移、水压力和温度为求解量的三维有限元格式,开发了双重介质热-水-力耦合分析的的三维有限元计算程序,在有限元数值分析中不连续面应力计算采用等厚度空间8节点节理单元进行离散,而不连续面渗流和热能计算时采用平面4节点等参单元进行离散,这样保证了不同介质之间的水量、热量交换和两类模型接触处节点水头、温度和位移相等。通过高温岩体地热开发算例,揭示了在热-水-力耦合作用下不连续面处于低应力区,其张开度随运行时间的延长呈非线性增加,非稳定渗流阶段不连续面显著地控制着渗流场的整体分布,它的水头远高于拟连续岩体介质的水头,而进入稳定渗流阶段不连续面的控渗作用不明显,由于高温岩体地热开发系统中存在大规模的热量补给,不连续面对岩体温度场分布的影响并不显著。