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.     

基于迁移学习的地球物理测井储层参数预测方法研究

随着大数据和机器学习的成熟和推广应用,人工神经网络在地球物理测井预测储层参数中得到重视.本文引入迁移学习进行测井储层参数预测,以孔隙度预测神经网络模型和孔隙度含水饱和度联合预测神经网络模型为基础模型,分别以渗透率及含水饱和度预测作为目标任务进行迁移学习,以提升储层参数预测效果和效率.文中详细阐述了基于迁移学习的测井储层参数预测方法,并使用64口井的测井数据进行储层参数预测效果分析.结果表明,使用迁移学习后,渗透率模型预测效果最高可以提升58.3%;含水饱和度模型预测效果最高可以提升近40%,且最大可以节省60%的计算资源;以孔隙度预测模型为基础模型时更适合使用参数冻结的训练方式,以孔隙度含水饱和度联合预测模型为基础模型时更适合使用参数微调的训练方式.

     

碳酸盐岩储层饱和度计算方法研究

为了准确评价岩相控制下复杂碳酸盐岩储层的饱和度,分析了J函数和Archie公式计算饱和度的原理,认识到毛管压力曲线的准确分类、胶结指数的精确计算分别是利用J函数和Archie公式去准确评价饱和度的核心问题.对于J函数,基于毛管压力曲线类型。分类建立J函数与饱和度之间的关系是不可取的;而应针对J函数的曲线类型,分类建立J函数与饱和度之间的关系;另外,可以对J函数的形式进行适当地改进,达到准确分类的目的.在分类建立饱和度评价模型之后,可以引入完备空间中对多参数进行分类的模型——决策树,来建立不同类型储层的分类模型.对于Archie公式,将多个参数的变化反映到一个参数上——视胶结指数,综合测井数据和储层参数,建立视胶结指数的计算公式,再利用Archie公式准确计算复杂碳酸盐岩储层的饱和度.J函数的改进思路、决策树分类模型的引入和视胶结指数的提出,为在特殊测井资料缺乏的情况下,利用常规测井资料和有限的岩心分析数据,准确评价岩相控制下复杂碳酸盐岩储层的饱和度奠定了一定的理论和实践基础.     

含孔隙、裂隙地层随钻多极子声波测井理论

储层岩石中普遍存在孔隙与裂隙,对钻井中的测井声波产生重要影响.基于孔、裂隙介质弹性波理论,导出了随钻声波测井的井孔声场表达式.据此考察了地层裂隙密度与含气饱和度的变化时井孔内随钻多极子模式波（斯通利波、弯曲波和螺旋波）的速度、衰减与灵敏度以及地层纵、横波的响应特征.裂隙密度与含气饱和度对模式波的速度频散与衰减都有影响,且两参数的值越大,影响越大.具体来说,速度对裂隙密度更敏感,而衰减对含气饱和度更敏感.具有"艾里相"特征的随钻偶极和四极子波在地层含气时产生强烈衰减,可以作为判断地层含气的一个明显指示.理论模拟与实际测井数据分析结果符合较好.     

欠平衡和超平衡测井条件下气层的中子和密度测井响应特征——以西部某油田砂岩气藏为例

研究气层在欠平衡和超平衡测井条件下响应特征的差异,对于欠平衡条件下天然气储层的评价和测井资料的应用具有指导意义.利用Monte Carlo数值模拟技术,计算得到了在欠平衡和超平衡测井条件下,补偿中子和密度测井随井眼直径、地层孔隙度和含气饱和度的变化关系.从而得出,在井眼直径较小时,密度和中子测井,在超平衡测井或欠平衡测井条件下,对气层的响应特征基本相同,欠平衡密度测井资料可以正常应用,不需要做校正处理;当井眼直径较大时,井内介质对探测器的影响不同,需要对欠平衡测井资料做井径的影响校正.     

致密砂岩气储层的岩石物理模型研究

根据鄂尔多斯盆地苏里格气田以往实测和新测的共17口井51块岩样超声波实验数据,得到304组不同孔隙度和不同含水饱和度下对应的纵横波速度、泊松比等弹性参数.重新优选计算体积模量和泊松比与含气饱和度的关系,表明苏里格气田上古生界二叠系石盒子组盒8致密砂岩储层的模型与Brie模型（e=2）相似度最高.由此建立的苏里格气田储层岩石物理模型,更好的表征了致密岩石储层物理参数随含气饱和度变化规律,为该区储层预测提供了理论依据.致密储层岩石物理模型研究成果应用于苏里格气田多波地震资料气水预测中,实际例子表明该模型适用于该区的储层和含气性预测,并取得了较好的效果.     

致密砂岩储层抗拉强度评价方法研究

致密砂岩储层抗拉强度直接影响压裂过程中裂缝起裂、水力裂缝扩展以及水力裂缝与天然裂缝的沟通能力.基于巴西劈裂实验圆盘测定了 14组致密砂岩抗拉强度,同时在围压条件下测定了相同取心位置的14块岩心的纵横波波速和密度.基于上述实验结果,并与岩心所处井深测井数据对比分析,建立了基于地球物理测井数据(声波时差测井和密度测井)的致...     

应用偶极横波测井资料识别三湖地区低阻气层

三湖地区储层为疏松砂岩.受高束缚水含量以及高地层水矿化度因素控制,储层发育有大量的低阻气层,无法应用常规测井交会图技术进行有效识别.本文利用偶极横波成像测井、密度测井资料计算得到了对舍气饱和度变化敏感的弹性参数,定义了含气性指示系数评价弹性参数含气敏感性,应用实际资料优选出敏感度高的弹性参数并给出了气层识别标准.应用效...     

密度与纵横波速度关系

用大庆地区４８口井的全波声波测井和密度测井资料进行了大庆地区密度与纵波速度、密度与横波速度经验公式，经５套文献数据和大庆，南阳，江陵等地实际测井资料检验证明，密度与纵波速度经验公式精度高于Ｇａｒｄｎｅｒ公式，并可看出误差的地区性差异；密度与横波速度经验公式无前人公式比较，但可看出其精度低于密度与纵波速度经验公式，建议在建立上述经验公式时，各地区最好根据本区资料确定经验公式中参数。如无本区公式可使用     

CEC比值法在凝灰质砂岩储层测井评价中的应用——以海-塔盆地X凹陷凝灰质砂岩储层为例

凝灰质砂岩储层一直是测井评价中的难点.凝灰质的存在使储层的孔隙结构和物性变化都很大,其含量直接影响储层参数的求取,对储层饱和度的影响不容忽视.本文以海-塔盆地X凹陷的凝灰质砂岩储层为例进行测井评价研究.基于泥质和凝灰质的测井响应差异利用粒子群和细菌觅食的混合优化算法计算储层中两者的含量,然后通过阳离子交换量(CEC)的实验数据验证了凝灰质具有导电性,进而利用CEC与电阻率之间的关系得到凝灰质电阻率的计算方法,并且应用到饱和度的计算,最终得到了一种新的计算凝灰质砂岩储层饱和度的方法——CEC比值法,并取得了良好的应用效果.     

地球物理测井反问题机器学习数据集的构建方法研究

基于数据驱动机器学习的智能地球物理测井有望显著提高测井资料处理与解释的效率, 具有广阔的应用前景.但是, 数据驱动的测井反演如储层参数预测面临小样本、少标签和可解释性差等困难.通常, 人工解释实测数据集是测井机器学习标签的主要来源.由于井下油气储层复杂多样, 测井反演具有多解性,且地层具有非均质性, 实测数据集构建的标签体系不仅量少, 可靠性也存疑.本文提出基于地质领域知识和岩石物理机理模型, 通过正演模拟构建测井反问题机器学习数据集的方法.从地质约束出发, 综合考虑井眼环境、测井仪器、地层模型及流体分布等影响, 由测井领域知识正演生成测井数据以弥补实测数据集的不足, 以此实现机理模型与数据驱动的融合.数值实验结果表明, 正演生成的测井数据集有效扩充了样本和标签数量, 其参与储层参数预测及储层划分深度神经网络训练, 对发展数据驱动及数据与机理混合驱动的方法、提升测井储层评价参数预测模型效果, 成效显著.

     

基于CGAN与CNN-GRU组合模型的密度测井曲线重构方法

密度测井曲线作为常规测井曲线中的一种,有着丰富的地质信息,通过对其进行分析解释,可以获得地层岩性、岩石密度和岩层孔隙度等参数.然而,在实际获取密度测井曲线的过程中,由于仪器故障、人为因素等原因,不可避免的会出现部分密度测井数据失真甚至缺失的情况.针对这一问题,本文提出一种基于条件生成对抗网络(CGAN)的密度测井曲线重构技术解决上述问题,其中条件生成对抗网络的生成器和鉴别器主要由一维卷积网络(1D-CNN)和门控循环单元网络(GRU)构成.通过条件生成对抗网络(CGAN)的对抗式训练方法可以使网络具有更强的学习能力,更加有效的挖掘出测井序列的长期非线性相关性、历史数据之间的关联性等关系.将该方法应用于实际的测井数据中,并与传统的神经网络方法相对比,结果表明本文提出的方法优于传统的神经网络方法,能够生成更加符合实际情况的曲线.     

常规测井评价复杂砂岩储层孔隙结构的方法与应用——以莺歌海盆地黄流组储层为例

莺歌海盆地中深层储层非均质性强、孔隙结构复杂,气田开发实施阶段一般仅有常规测井资料,基于常规测井资料对储层孔隙结构精细评价一直是该区储层测井精细评价面临的难题,进一步造成测井解释符合率降低,储量参数计算精度变差.为有效解决上述问题,本文以莺歌海盆地黄流组为目的层,首先分析了储层孔隙结构复杂化的地质成因及其测井特征;之后,综合压汞毛管压力曲线和核磁共振等岩心分析资料,针对性开展测井响应特征分析及岩石物理机理分析,对比优选了流动带指数为表征储层孔隙结构的敏感参数;最后,优选反映储层特征变化的测井变量,建立常规测井资料计算储层流动带指数的模型,进而建立储层分类方法与标准,较好地实现了常规测井的储层孔隙结构评价.方法应用于莺歌海盆地东方13气田中,结果表明:储层孔隙结构与分类结果与岩心分析、试油产能数据吻合较好,奠定气田开发实施阶段利用常规测井资料精细表征储层孔隙结构的技术基础.     

基于改进多分类孪生支持向量机的测井岩性识别方法研究与应用

岩性识别是认识地层及求解储层参数的基础,受地质环境复杂性和非均质性影响,测井曲线间存在着大量的信息冗余,数据集类间分布不平衡,常用的分类算法无法满足实际需求.针对常用分类算法容错性差,识别岩性单一和无法有效解决类间不平衡的问题,本文改进合成少数过采样技术(Synthetic Minority Over Sampling Technique,SMOTE)来处理数据集,可得到类间平衡的新数据集,并提出一种新的模糊隶属度函数改进模糊孪生支持向量机,在北美Hugoton油气田实际测井数据的基础上,用改进多分类孪生支持向量(Improve Multi Class Twin Support Vector Machine, IMCTSVM)综合自然伽马(GR)、电阻率(RL)、光电效应(PE)、中子密度孔隙度差异(DPHI)和平均中子密度孔隙度(PHIND)五种测井参数,以及相对位置(RELPOS)和非海洋/海洋指标(NM_M)两种地质约束变量,识别出9种岩性.将识别结果与传统支持向量机、深度神经网络等方法进行对比与分析,发现IMCTSVM算法优于上述两种分类算法,取得了较好的识...     

非常规致密砂岩储层成因与气水层综合识别方法——以A凹陷B气田为例

A凹陷普遍发育低孔渗油气藏,用单一测井方法难以有效的识别低孔渗储层油气水层,利用扫描电镜、偏光显微镜等对A凹陷B气田岩石铸体薄片进行观察认为压实作用、自生矿物的胶结作用和溶解作用是B气田P组和H组储层砂岩经历和发生的主要成岩作用,并认为沉积作用和成岩作用是低孔渗主要因素.在对A凹低渗成因分析的基础上,利用低孔低渗气水层测井综合识别方法,尤其是ΔSP*RT—(密度孔隙度-中子孔隙度)交会图综合考虑的泥浆侵入深度、地层物性特征、电阻率、密度及中子孔隙度等对天然气敏感的参数,对研究区流体性质识别具有重要的作用.结果显示气水层测井解释效果与试气资料对比其符合率有明显改善.     

Petrophysical evaluation and its application to AVO based on conventional and CMR-MDT logs

常规测井为 AVO 分析提供了基础的资料, 成为联系岩石物理与地震资料的桥梁。然而如果储层存在有复杂的流体系统, 如地层被严重地层流体侵入、电阻率响应低及盐水矿化度复杂等的现象, 则常规测井无法提供高质量的测井资料, 导致得出错误的弹性计算结果, 使 AVO 结果与地震资料不吻合。中国渤海湾地区第三系裂缝性储层复杂, 我们利用常规测井和核磁共振测井与模块地层动态测试相结合的组合仪完成了地层评价和储层描述。研究结果表明岩石物理学家利用上述方法技术可以获得诸如空隙度、渗透率、含水饱和度、束缚流体以及空隙压力等重要的储层参数并进一步综合应用这些结果和以实验室测量数据为基础的岩性分析结果进行在地震域岩石物理研究和 AVO 分析。     

基于多任务学习的测井储层参数预测方法

基于多任务神经网络模型, 提出一种多任务测井储层参数预测方法, 利用测井数据对储层孔隙度、渗透率及含水饱和度同时进行预测.分别采用同架构和异架构多任务模型对测井储层参数进行预测, 通过数值实验对比, 多任务预测模型有效提升了单任务储层参数预测模型的效果, 且提升幅度与模型结构有关, 异架构多任务模型的总体预测效果好于同架构多任务模型.以平均相对误差(MAPE)作为模型评价标准, 针对本研究所采用的数据集, 同架构多任务模型的孔隙度、渗透率和含水饱和度在测试集上的MAPE约为6%、17%和9%, 相较于单任务模型, 预测效果分别提升约30%、20%和10%.异架构多任务模型的孔隙度、渗透率和含水饱和度, 在测试集上的MAPE约为6%、13%和6%, 相较于单任务模型分别提升超过2%、60%和10%.

     

利用测井数据实现横波速度的反演及应用效果分析

在地震数据的AVO(Amplitude Versus Offset)反演以及储层预测分析等中都需要横波速度信息,然而目前多数地区横波速度测井资料十分匮乏,在AVO反演中,往往凭经验公式获得,其精度很低.为了获得准确的横波速度信息,我们利用测井资料由最小二乘法实现横波速度的反演,针对华北油区赛83井实际测井数据,利用纵波速度、密度测井数据反演计算了该区的横波速度,并与实测横波速度作了对比,结果发现反演与实测结果取得了较好的一致性;还将该方法反演的横波速度与几种不同反演方法反演结果作了对比,获得较为一致的结果,算例证明了该方法的有效性.在测井资料缺少的情况下,该方法作为AVO反演横波速度的初始速度建模及储层预测分析应该是一种较为实用的方法.     

多物理场测井数据联合反演研究进展

联合反演方法在综合地球物理数据分析中应用效果明显,并起着越来越重要的应用,其方法同样也可以应用于多物理场测井数据联合反演.文中阐述了测井联合反演的必要性,综述了测井约束反演和测井数据联合反演的国内外研究现状.根据参与联合反演的数据类型和地层模型的不同,将联合反演进行了分类;研究并举例推导了不同类型测井数据的联合反演方法的原理及具体算法,最后指出了多物理场测井数据联合反演的发展方向.     

复杂赋存形态水合物储层地震岩石物理建模与应用

天然气水合物由于其复杂的微观分布特征,现有考虑单一赋存形态的岩石物理模型无法对其进行精确表征.此外,水合物饱和度和赋存形态的耦合影响,导致水合物地层弹性响应机理不明和水合物饱和度预测精度偏低.本文依据不同赋存形态水合物与沉积物颗粒的作用机制,结合Voigt-Reuss-Hill平均、SCA-DEM模型、广义有效介质模型、Wood公式、Gassmann方程、Hill方程和Backus平均等建立了同时含六种赋存形态的水合物地层岩石物理模型.数值模拟研究发现,不同赋存形态水合物地层弹性参数对水合物饱和度敏感性不同,可以为水合物赋存形态识别和饱和度预测提供理论依据.实验测试结果表明,所建模型可以很好地捕捉不同实验方法测量的声学响应并揭示水合物微观赋存形态及其演化机制.Mackenzie三角洲Mallik 2L-38井的应用结果显示,相较于单一赋存形态,考虑多重赋存形态建模可以有效提高水合物饱和度预测精度.最后,利用Nankai海槽AT1-MC井和Hikurangi陆缘U1518B井的纵横波速度和密度数据开展了水合物饱和度和多重赋存形态百分比同步量化表征,结果表明预测的水合物饱和度与电阻率或核磁共振测井解释及岩心分析结果比较吻合,反演的水合物赋存形态也合理揭示了研究区域的水合物形成和分布规律.