致密砂岩气藏地球物理勘探方法技术综述

为了提高地球物理方法在致密砂岩气藏勘探及评价中的应用效果,本文基于大量国内外文献调研,首先梳理了致密砂岩气的概念及其地质特征,其次分析了地震勘探方法技术在致密砂岩气藏裂缝预测及含气性识别方面的应用,再次总结了评价致密砂岩气储层的测井系列、归纳了致密砂岩气层的测井识别方法及致密砂岩气储层参数定量计算方法,最后进行了实例分析.研究表明,地震方法是致密砂岩气勘探最有效的地球物理方法,不仅能有效地预测裂缝发育部位,还可以识别致密砂岩气藏;地球物理测井评价致密砂岩气藏具有纵向分辨率高、微观特征研究精度高的优点;基于岩石物理分析,将地震资料与测井资料有机结合,实现不同尺度信息融合,借助于非线性数学方法及非平稳信号分析技术可以有效提高致密砂岩气藏勘探评价效果.     

页岩气藏评价中的岩石物理方法

岩石物理在页岩气勘探开发中非常重要,而文献中至今缺少足够的重视.本文分别从页岩气藏的地质特征、评价参数、岩心分析工作流程及测井工作流程等4个方面探讨页岩气储层的固有特征及岩石物理所起的关键作用.从生烃潜力、储存性能、流动特性和力学性质讨论相关评价参数的岩石物理方法,重点讨论吸附气含量的计算、力学性质及基质渗透率的测量.在页岩气储层测井评价方面,重点探讨有机质含量的测井评价方法、页岩气层孔隙度的评价方法、随钻测井用于水平井的地质导向、及测井评价在制定压裂方案中的应用.     

基于两级尺度粗化的裂缝-多孔隙介质地震响应分析方法

实际地震勘探中,储层物性参数的差异是导致地震波响应特征发生变化的根本原因,而建立储层物性参数与地震响应特征之间的联系,需要跨越微观孔隙尺度、介观测井尺度以及宏观地震尺度等三个不同尺度空间.本文基于已知井的岩石物理实验数据和测井数据,利用复杂多孔隙介质理论将微观尺度孔隙岩石粗化到介观测井尺度,利用Backus平均理论将介观测井尺度的模型进一步粗化到宏观地震尺度,最终,得到地震尺度裂缝-多孔隙介质模型.其数值计算结果与测井数据和地震数据的对比表明：基于两级尺度粗化算法的裂缝多孔隙介质模型在给定参数下是有效的,且基于该模型的地震响应特征分析方法能够对储层的地震响应特征随物性参数的变化进行分析.     

叠前反演和地震吸收技术在复杂天然气藏地震预测中的应用

针对某复杂断块天然气目标储层,在岩石物理分析的指导下,综合利用地质、地震、测井等资料,提出了一套面向复杂天然气藏的叠前地震预测技术.首先基于地震岩石物理分析得到的初始横波信息,采用叠前贝叶斯非线性三参数反演得到了井旁控制点处精确纵横波速度和密度信息,然后通过叠前/叠后联合反演技术实现了面向目标的弹性阻抗体反演及含气储层敏感参数直接提取,最后结合小波变换时频谱分析的方法从叠前地震资料中估算地层吸收参数值,提高天然气藏识别精度.实际应用表明,综合各种叠前地震预测技术,可以大大提高对复杂天然气藏的识别精度,降低勘探风险.     

地震岩石物理在渤海PL油田流体检测中的应用

地震岩石物理通过研究岩石岩性特征、流体特征和岩石弹性参数之间的关系,快速解释储层流体变化所引起的地震响应变化,是利用地震资料进行流体检测的物理基础.渤海PL油田位于渤海东部海域,油田区新近系测井资料受地层疏松的影响,横波质量不准确,流体检测基础资料难以保证.并且根据钻井揭示,油田区储层含油或含水在地震资料上都可表现为强能量反射特征,由于对储层地震响应机理的不明确,缺乏有针对性的流体检测方法,导致以往的流体检测结果不理想.本次研究利用岩石物理建模技术,对目标曲线进行优化和校正.在岩石物理建模基础上,通过对典型砂体进行流体替换和孔隙度替换,从岩石骨架和流体两方面开展地震响应机理研究.并通过构建区域岩石物理量版,划分该区目标储层的分布范围,实现了对目标储层AVO响应特征的定量研究.研究成果为该油田流体检测方法的改进和有效应用提供了重要指导,也为渤海相近油田开展流体检测研究提供了很好的借鉴.     

拉梅参数直接反演方法在东海N构造致密储层烃类检测中的应用

东海N构造主要目的层为强水动力环境下发育的三角洲平原分流河道砂体。平面砂层分布不连续,横向非均质性强。受埋深压实和成岩作用等影响,储层呈低孔渗特征,岩石物理规律叠置严重。此外,深部地震数据存在缺乏大角度入射信息等问题,落实研究区致密储层流体分布范围对于勘探开发设计部署具有重要意义。本文引入一种基于拉梅参数直接反演的地震流体描述方法,通过实测井数据的岩石物理定性和定量判析,优选流体敏感参数,进而结合拉梅参数的两项AVO模型参数化方程,从叠前道集中分别提取拉梅参数的AVO属性体。然后利用有色反演技术直接提取流体敏感弹性信息,以指导地震流体描述。实例应用表明,该方法的烃检结果与测井解释成果匹配度高,能够有效刻画研究区致密储层流体展布规律,可为新领域油气资源发现提供重要技术支撑。      

页岩气储层地球物理测井研究进展

页岩气是储存在页岩中以游离态和吸附态存在的天然气,是一种非常规油气资源.地球物理测井技术具有方法多、纵向分辨率高、信息量大、连续、方便、灵敏等优势,能够获得沿井眼剖面的岩石物理参数,是常规油气资源和非常规油气储层评价的重要手段.文章综述了页岩气储层的地质特点,总结了国内外页岩气测井系列和页岩气的测井响应特征.针对测井信息的处理,给出了基于测井有机碳含量(TOC)计算和成熟度指数(MI)的研究进展,讨论了页岩岩性识别、矿物计算和裂缝的评价方法,并对美国页岩气测井评价实例做了介绍.最后,指出目前页岩气测井技术存在的问题和未来的突破方向和思路,对指导页岩气勘探和经济评价具有重要指导意义.     

HTI介质方位AVO(AVAZ)正演模拟软件研制与应用

叠前地震裂缝检测技术是目前裂缝型储层定量描述的主要手段之一,利用地质、测井资料和岩石物理参数,根据岩石物理理论建立裂缝储层的理论地质模型,模拟地震波在已知裂缝模型中传播时各个方位的地震响应,分析某区段由裂缝引起的地震振幅属性的方位AVO(AVAZ)特征,利用该技术流程,编写了一套基于HTI介质的正演模拟软件,在软件开发过程中,研发了基于Qt Concurrent编程模型组件的并行处理技术.通过该项技术的研究与开发可以:1)利用地震属性数据实时分析地下裂缝型储层的地震响应规律;2)解决地震振幅数据方位各向异性特征的不确定性导致的各向异性椭圆解释成果错误问题,确定椭圆的正确方位指示;3)为叠前裂缝检测软件提供正演分析工具,完善并扩充检测流程.在实际生产应用的效果表明,正演的解释结论能够为叠前裂缝检测提供有效的理论依据,增强了反演裂缝方位数据的准确性与可信度.     

地震波形指示反演薄储层预测技术及其应用

盆地含油气区块从勘探评价进入开发阶段,随着产能任务的加大,钻井数量会越来越多,相应地对储层预测精度的要求也越来越高.地震波形指示反演从地震资料出发,以沉积规律和地震地质特征为指导,挖掘相同或相似沉积环境下测井曲线中蕴含的共性结构信息,进行地震先验有限样点模拟,通过蒙特卡罗模拟运算实现对薄储层的量化表征.反演运算过程充分体现了相控思想,较传统方法提高了运算效率和预测精度,可广泛应用于油气藏精细研究、油田开发过程和控制等,有助于最大程度地实现对油藏资源的开发和利用.     

基于方位各向异性弹性阻抗的裂缝岩石物理参数反演方法研究

裂缝储层岩石物理参数的准确获得对地下裂缝预测具有重要意义,而叠前地震反演是获得裂缝岩石物理参数的有效手段.本文从裂缝岩石物理等效模型的构建出发,从测井数据上估测了裂缝岩石物理参数,通过推导含裂缝岩石物理参数的方位各向异性弹性阻抗公式,探讨了基于方位各向异性弹性阻抗的裂缝岩石物理参数地震反演方法.实际工区地震数据应用表明,基于方位各向异性弹性阻抗的裂缝岩石物理参数反演方法合理、可靠,可以降低裂缝岩石物理参数估测的不确定性,为地下裂缝预测提供有力的依据.     

测井地质学新进展

八十年代以来，测井技术的迅速发展，油气、煤田勘探开发的需要，层序层学理论的出现以及其它相关学科的进展已迅速速推动与拓展了测井地质学的研究范围。表面在传统测井地质，如地层压实、有机质含量坟取、用测井资料确定财性、岩相、沉积环境研究等有了更新的概念。     

Acoustic Full Waveforms as a Bridge between Seismic Data and Laboratory Results in Petrophysical Interpretation

Mutual relationships between geological and geophysical data obtained by using methods of different scale are presented for the Miocene sandy-shaly thin-bedded formation and for the Zechstein carbonate formation. The common basis of laboratory results, well logging and seismic data was a recognition of elastic and reservoir properties of rocks. The common basis of laboratory results, well logging and seismic data were elastic and reservoir properties of rocks. Seismic attributes calculated from acoustic full waveforms were a link between the considered data. Seismic attributes strongly depend on small changes observed in rock formation related to lithology variations, facies changes, structural events and petrophysical properties variability. The observed trends and relationships of high correlation coefficients in the analysed data proved the assumption made at the beginning of research that common physical basis is a platform for data scaling. Proper scaling enables expanding the relationships determined from laboratory and well logging of petrophysical parameters to a seismic scale.     

New petrophysical model describing the pressure dependence of seismic velocity

Seismic data are increasingly applied to predict the characteristics of reservoirs, as their quality improves. Since the change of pressure is a major component in exploitation of reservoirs, a thorough understanding of the influence of pressure on seismic velocity is also important. In this study we introduce the first results of the developed petrophysical model which describes the pressure dependence of seismic velocity. The model is based on the idea that microcracks in rocks open and close under the change of pressure. Laboratory measurements are presented on several sandstone samples. Longitudinal wave velocities were measured at various incremental pressures increased from 0 to 20 MPa. During the measurements, the pulse transmission technique was used and the parameters of the model were determined by using a linearized inversion method. The inversion results proved that the proposed petrophysical model well applies in practice.     

结构-层序模型的地震响应及在油气勘探中的应用

结构-层序分析方法借助结构-层序模型和时频 分析技术,通过对地震剖面的定量分析,建立层序 体与时频特征、储层含油性与时频能量间的对应 关系,结合地质、测井、钻采等多种资料,对勘探 目的层进行层序分析、旋回划分、储集层预测及目 标定量描述。结构-层序分析的基础是建立有效 结构-层序模型和其地震响应特征,在此基础上, 将结构-层序分析技术应用于陆相断陷盆地的陡 坡带砂砾岩体、缓坡带三角洲、低位扇体以及其它 隐蔽油气藏的勘探,取得了较好的勘探效益。     

地震油气储层的小样本卷积神经网络学习与预测

地震储层预测是油气勘探的重要组成部分,但完成该项工作往往需要经历多个环节,而多工序或长周期的研究分析降低了勘探效率.基于油气藏分布规律及其在地震响应上所具有的特点,本文引入卷积神经网络深度学习方法,用于智能提取、分类并识别地震油气特征.卷积神经网络所具有的强适用性、强泛化能力,使之可以在小样本条件下,对未解释地震数据体进行全局优化提取特征并加以分类,即利用有限的已知含油气井段信息构建卷积核,以地震数据为驱动,借助卷积神经网络提取、识别蕴藏其中的地震油气特征.将本方案应用于模型数据及实际数据的验算,取得了预期效果.通过与实际钻井信息及基于多波地震数据机器学习所预测结果对比,本方案利用实际数据所演算结果与实际情况有较高的吻合度.表明本方案具有一定的可行性,为缩短相关环节的周期提供了一种新的途径.     

Seismic-impedance inversion with fuzzy clustering constraints: an example from the Carlin Gold District,Nevada, USA

The seismic reflection method provides high-resolution data that are especially useful for discovering mineral deposits under deep cover. A hindrance to the wider adoption of the seismic reflection method in mineral exploration is that the data are often interpreted differently and independently of other geophysical data unless common earth models are used to link the methods during geological interpretation. Model-based inversion of post-stack seismic data allows rock units with common petrophysical properties to be identified and permits increased bandwidth to enhance the spatial resolution of the acoustic-impedance model. However, as seismic reflection data are naturally bandlimited, any inversion scheme depends upon an initial model, and must deal with non-unique solutions for the inversion. Both issues can be largely overcome by using constraints and integrating prior information. We exploit the abilities of fuzzy c-means clustering to constrain and to include prior information in the inversion. The use of a clustering constraint for petrophysical values pushes the inversion process to select models that are primarily composed of several discrete rock units and the fuzzy c-means algorithm allows some properties to overlap by varying degrees. Imposing the fuzzy clustering techniques in the inversion process allows solutions that are similar to the natural geologic patterns that often have a few rock units represented by distinct combinations of petrophysical characteristics. Our tests on synthetic models, with clear and distinct boundaries, show that our methodology effectively recovers the true model. Accurate model recovery can be obtained even when the data are highly contaminated by random noise, where the initial model is homogeneous, or there is minimal prior petrophysical information available. We demonstrate the abilities of fuzzy c-means clustering to constrain and to include prior information in the acoustic-impedance inversion of a challenging magnetotelluric/seismic data set from the Carlin Gold District, USA. Using fuzzy c-means guided inversion of magnetotelluric data to create a starting model for acoustic-impedance proved important in obtaining the best result. Our inversion results correlate with borehole data and provided a better basis for geological interpretation than the seismic reflection images alone. Low values of the acoustic impedance in the basement rocks were shown to be prospective by geochemical analysis of rock cores, as would be predicted for later gold mineralization in weak, decalcified rocks.     

地震采集技术在油田开发中的应用及相关问题探讨

随着老油区勘探开发的深入,勘探开发的难度越来越大.辽河油区的特点是储集体主要为陆相复杂小断块和复杂隐蔽岩性圈闭.目前开发面临的难点表现在四个方面：深、隐、低、小.“深”是指勘探目标埋深不断加大;“隐”是指勘探对象的隐蔽性不断增加;“低”是指低渗透、特低渗透油气藏所占的比例不断上升;“小”是指勘探对象的单元储量规模越来越小.从目前国内外地震技术的应用现状来看,要解决上述问题有以下两种有效途径：一是高密度地震勘探技术,二是开发地震技术,主要包括井间地震、多分量地震、VSP测井和四维地震技术.本文介绍了辽河探区近年来地震技术在油田开发中的应用,并对辽河探区下步针对油田开发的地震技术发展思路进行了分析^［1~5］.     

测井技术在地震目标追踪应用中的方法探讨

目前常见测井-地震综合应用技术主要是测井约束地震反演技术,该技术存在两方面的研究精度问题.一是初始模型等因素影响反演的精度和分辨率,二是波阻抗的多解性难免造成反演的多解性.由于存在以上原因,有必要探索其他方式的"井震结合"研究思路,根据测井、地震信息具有地质背景成因一致的特点,提出寻找二者具有的、可相互辨识的共同地质属性的分析方法,研究认为,测井、地震共同地质属性的辨识可表现在两方面,一是测井、地震信息在地质界面上下地质成因相同.深入研究两者可相互辨识的地质属性信息,可提供地质界面的识别与追踪依据;二是对于一个具体的地质事件或地质体,也理应找到具有同一成因基础的、可相互辨识的信息响应依据.利用该方法对羊二庄某区的实践表明,在测井、地震信息成因一致性分析手段的基础上,开展测井-地质共同地质属性的辨识、追踪研究,对复杂油气区有利目标的追踪具有有效性,该研究成果被钻井结果证实.     

地震资料保边的最大一致性倾角扫描去噪方法

在石油天然气勘探开发中,由于断层和裂缝等地质特征是发现和描述油藏的基础,所以分辨和分析地震数据中这些地质特征是非常重要的。本文提出的一种保边界的最大一致性倾角扫描去噪方法,可以在很好地保留地质边界特征的情况下,有效地压制噪音,准确地拾取地层倾角信息,提高油气藏识别的精度。     

煤层气储层物性影响因素和预测方法综述与展望

为了解决煤储层物性的预测方法问题,本文基于大量的文献调研,梳理了煤储层孔隙性和渗透性的影响因素和预测方法,并进行了预测技术展望.研究表明,孔隙性影响因素主要有煤层埋深、压实作用、变质程度和显微组分等,孔隙度预测方法主要有双侧向迭代法、阿尔奇公式裂缝孔隙度估算法、双侧向数值模拟法、相关分析方法及支持向量机等方法;渗透性影响因素主要有煤层埋深、储层压力、煤的变质程度、煤体结构、煤岩组分、应力状态、基质收缩作用和裂隙系统发育程度等,渗透性预测方法主要有F-S计算方法、基于达西定律的计算方法、相关分析法及多层次模糊综合评判法等其他方法.本文认为遵循“地质约束测井、岩心刻度测井”的原则,加强煤层气储层岩石物理研究和物性影响因素分析是基础;常规测井信息与测井新技术信息结合,“多尺度信息融合”建立煤岩孔隙度和渗透率解释新模型,充分发挥多种非线性数学方法的优势构建煤岩物性非线性数学预测方法有一定的实际意义.