储层砂岩宽频段地震岩石物理特征的实验研究

在地震储层预测过程中,需要借助岩石物理实验建立储层岩性、物性与地震弹性参数之间的关系,明确反演方法,从而提高储层预测精度.本研究针对高尚堡北区沙三5个亚段、10口井、四种岩性的27块岩心实施了宽频段地震岩石物理特征的实验研究.首先借助铸体薄片和X射线衍射分析得到所研究岩心的孔隙结构和矿物组分;接着对干燥和饱和流体状态下岩心进行高频岩石物理测试得到弹性参数;在此基础上,将测试结果经过计算得到15种地震属性,并基于敏感性分析获得对储层预测有指导意义的较为敏感的岩性、流体敏感因子.同时对孔渗性较好的储层岩石进行了低频岩石物理测量,不同饱和流体储层岩石展示了不同的地震波频散规律.砂岩宽频带的岩石物理实验结果对于研究储层与非储层具有指导和参考意义.     

基于数字岩心孔喉特征的等效孔隙纵横比有效性研究

岩石孔隙结构是描述岩石物性特征的重要参数,该参数的合理刻画与表征对油气储量估计、储集状态描述、开发方法优选有重要影响,这对于非均质性强且孔隙结构复杂的碳酸盐岩储层尤为关键,因此能够使用某种参数准确定量化地表征储层岩石真实的孔隙结构,一直是油气工业界追求的目标.目前对测井、地震等大尺度数据常用等效介质理论计算孔隙纵横比来定量化孔隙结构,但是该理论将孔隙理想地近似成椭球体,因此能否准确表征真实岩石的复杂孔隙结构还需一定的机理分析研究.本文从砂岩与碳酸盐岩数字岩心出发,联合数字岩心模拟弹性模量与等效介质理论获取岩心等效单一孔隙纵横比,与此同时利用针对数字岩心的孔隙网络提取技术获取岩心的孔喉几何特征参数,对通过两种不同方法获取的参数(即等效孔隙纵横比与孔喉几何特征参数)进行交会分析后,发现它们对岩石孔隙结构的定量化表征具有良好的一致性,两种参数的分布规律符合人们对砂岩与碳酸盐岩两种岩性基本特征的认知.这有力地证明利用岩石的等效孔隙纵横比能够合理地推断与表征储层岩石复杂的孔隙结构特征,同时也表明复杂孔隙结构对岩石弹性性质的影响仍可以通过等效介质理论来描述.基于数字岩心的图像形状特征,本研究还为对孔隙结构进行直接表征提供了一种新思路.

     

高精度磁测在甘肃某地铌钽矿勘查中的应用研究

甘肃某地进行矿产地质调查工作时发现铌钽矿体,为查明铌钽矿体的分布范围、规模、矿体形态等,开展了覆盖矿区的1∶1万地面高精度磁测工作。发现一条高磁异常带横贯矿区,已发现的铌钽矿体与高磁异常带套合良好。结合地质、物性等资料,快速、有效的划分了矿区断裂构造,分析磁异常展布和断裂展布与铌钽矿分布的关系,综合分析铌钽矿的成因,圈定重点找矿区域,为下一步工作提供依据。经后期钻孔验证,肯定了高精度磁测在本测区的应用效果。     

异常高压对砂砾岩弹性性质影响的实验机理研究与压力预测新模型——以准噶尔盆地玛湖凹陷北斜坡三叠系为例

准噶尔盆地西北缘玛湖地区二三叠系的砂砾岩中已经发现了多个高效油气藏,勘探实践已经证实该区砂砾岩储层中广泛发育异常高压,尤其是在近生烃中心的斜坡区.正是由于异常高压的存在,玛湖凹陷斜坡区砂砾岩储层的弹性性质呈现出一些特殊的现象与规律.本项研究依据玛湖地区63块样品的岩石物理测试结果、10余口井的实测地层压力资料、常规测井和录井资料,对砂砾岩弹性参数随异常高压的变化规律进行了深入分析.结果表明,玛湖凹陷斜坡区砂砾岩受母岩区矿物成分和异常高压的影响,其弹性特征与Casatgna砂岩线和李庆忠砂岩线表征的常规砂岩储层的弹性特征具有较大差异.与以上两种砂岩相比,具有相同密度的研究区砂砾岩样品纵横波速度较低,异常高压的发育阻碍了岩石的胶结作用是造成速度较低的主要原因.在异常高压发育区岩石样品的胶结程度普遍较差,速度也普遍降低,并且这种现象对纵横波速度的影响规律还存在区别,对横波速度的影响更大.为了定量地研究异常高压对砂砾岩储层纵横波速度变化的影响规律,本文设计了系统的岩石物理实验,分别测量获得固定地层压力以及固定差应力等条件下样品的纵横波速度,从实验上解释了异常高压对玛湖凹陷斜坡区砂砾岩储层弹性性质特殊变化规律的影响机理.为了提高在研究区利用地震资料预测地层压力的精度,本论文总结了不同弹性参数随地层压力和差应力之间的变化规律,改进有效应力系数的计算方法,建立了适合玛湖地区砂砾岩储层的地层压力预测新模型.最后,将新模型成功应用于玛湖凹陷北斜坡M131井区.从预测结果与实测结果的对比来看,在钻井位置,预测的压力系数与实测的压力系数吻合较好.另外,预测的压力系数分布规律也符合玛湖凹陷斜坡区异常高压的形成机理.

     

内蒙古东部中侏罗世中—酸性侵入岩特征、成因及环境

内蒙古东部中侏罗世中—酸性侵入岩主要分布于大兴安岭侵入岩带、额尔古纳侵入岩带及阴山—燕山侵入岩带。其中闪长岩、石英二长闪长岩、花岗闪长岩总体属铝饱和型,高钾钙碱性系列。总体轻稀土相对富集,重稀土相对亏损,铕总体上显示弱亏损。二长花岗岩总体属略富碱弱过铝质高钾钙碱性花岗岩;总体为轻稀土富集型,铕强亏损。二长花岗斑岩属钠质类型,总体属高钾钙碱性系列;属轻稀土富集型。正长花岗岩总体属富硅、钙,高钾钙碱性系列;轻、重稀土的分馏程度较低,且发育强烈的负铕异常。碱长花岗岩、花岗斑岩总体属富硅,高钾钙碱性系列。轻重稀土的分馏程度较低,发育较强的负铕异常。该期侵入岩总体为S型,少数为I型。表现出兼具大陆弧花岗岩(CAG)、大陆碰撞花岗岩(CCG)与后造山花岗岩(POG)的多重构造环境的特点^[1]。     

煤层顶板大直径定向钻孔用双级双速PDC钻头设计及应用

大直径定向钻进成孔技术的发展, 为“以孔代巷”技术抽采采空区上隅角瓦斯提供了技术支持。受限于井下设备条件, 常规大直径钻孔主要采用逐级扩孔工艺。然而, 逐级扩孔钻进需要多次提钻、下钻, 辅助时间长、工人劳动强度大。为提高煤层顶板大直径钻孔成孔效率, 开发了双级双速钻进工艺, 该工艺采用螺杆马达与钻机分别驱动一级、二级钻头进行单次双级扩孔钻进, 可大大提高成孔效率。通过分析双级双速钻进工艺特点、拟钻地层岩性等, 从剖面形状、切削齿排布、水路设计以及导向器设计等方面设计了双级双速钻头, 该钻头采用球头螺旋形导向器, 更容易沿既有钻孔轨迹钻进; 采用等切削布齿, 提高破岩效率、降低切削齿不均匀磨损, 进而提高钻头寿命与钻进效率。设计的双级双速钻头进行了现场试验, 试验表明双级双速钻头能够沿先导孔钻进, 较常规逐级扩孔钻头综合效率提高25%以上, 使用后钻头磨损均匀, 满足了双级双速工艺要求, 大大提高了煤层顶板大直径钻孔施工效率。      

以保障科学发展为目标 抓好八项探索 实现八个突破

面对新形势新任务,我们要以提高保障能力为目标,以节约集约为核心,以严格监管为重点,解放思想、改革创新,加快构建保障科学发展的新机制。结合洛阳实际,我们要努力抓好八项探索,实现八个突破：     

基于微观孔隙结构特征的速度频散和衰减模拟

孔隙尺度的喷射流流动是引起地震波速度频散和衰减的重要机制之一. 目前,大多数喷射流模型仅考虑硬孔隙与微裂隙之间的局部流动,而忽略了具有不同孔隙纵横比微裂隙间的喷射流作用. 为了研究各种类型孔隙间的流体流动效应,本文对经典喷射流模型进行了扩展,通过结合等效介质理论和孔隙结构模型,根据从干燥岩石超声速度-压力曲线中提取的微裂隙孔隙纵横比分布,求取出岩石中各种微裂隙的体积压缩系数,并在此基础上,利用孔隙空间的压力松弛效应对微裂隙间的喷射流效应进行了模拟,并运用Biot理论描述了硬孔隙间的宏观流动效应. 扩展后的理论模型不仅考虑了微裂隙与硬孔隙间的局部流动、硬孔隙与硬孔隙间的Biot宏观流,还加入了微裂隙与微裂隙间的喷射流作用,且模型的高、低频极限始终与Mavko-Jizba理论和Gassmann方程保持一致. 模型应用分析发现,对于砂岩和大部分致密灰岩样品,扩展模型均能给出与超声实验测量数据吻合良好的估计结果. 此外,扩展模型预测的速度频散及衰减表明,喷射流机制在地震和测井频段发挥着重要作用,其速度频散曲线由低频至高频呈逐渐增大趋势,不具有明显的快速变化特征,与经典频散曲线形态存在显著差异;在低有效压力下,频散和衰减程度较大,喷射流机制发挥主要作用,而随着有效压力的增加,Biot宏观流机制开始占主导,频散和衰减程度逐渐减小.

     

部分饱和条件下砂岩的速度频散实验室测量和Gassmann流体替换

在地震频带(2～2000hz)和超声频段(1MHz)测量了四块砂岩样品分别饱和水和饱和甘油条件下的弹性模量。我们观察到,不同水饱和度的高渗透率样品和不同甘油饱和度的低渗透率样品,低频(2-2000Hz)范围内的速度频散是非常很小。然而,在高渗透率样品的不同甘油饱和度条件下和低渗透率样品不同水饱和度条件下,相同的频率范围(2～2000Hz),速度频散却非常明显。观测表明,流体的流动性很大程度上控制着孔隙内流体的运动和孔隙之间的压力。高流动性使得孔隙之间或非均匀区间的孔隙压力容易达到平衡,导致岩石处于一个低频控制状态,而满足Gassmann方程条件。相反,即使在地震频率范围,低流动性也会产生孔隙之间的压力梯度,而引起频散。随着流动性的降低,速度频散曲线显示出了一个向低频区间系统性迁移的趋势。同时,我们针对这些具有纵波速度频散背景下的砂岩样品,探讨了Gassmann理论的应用。预测纵波速度的两个边界公式,分别是Gassmann-Wood和Gassmann-Hill理论。观察表明,波致流机制影响着纵波速度在Gassmann-Wood和Gassmann-Hill理论边界之间的转变。随着流动性的降低,低频(2～2000Hz)纵波速度从Gassmann-Wood理论边界向Gassmann-Hill理论边界移动。同时我们也研究了不同频率下的岩石-流体机制。