非均质天然气藏的岩石物理模型及含气饱和度反演

非均质气藏中,天然气一般呈"斑块状"分布于含水岩石内部,这种非均匀分布特征会导致地震波显著的频散与衰减现象.为发展适用于碳酸盐岩储层中流体检测的岩石物理模型,本文基于Biot-Rayleigh波动方程,实现了对非饱和岩石的多尺度理论建模,预测了不同尺度下波响应与岩性、流体间的定量联系.将此项建模技术应用于阿姆河右岸的灰岩气藏,给出了多尺度的岩石物理学图板.通过与实验数据、测井精细解释结果及地震数据的对比分析,本文论证了图板的正确性与可适用性.结合叠后波阻抗反演与叠前弹性参数反演,基于地震资料进行了储层含气饱和度与孔隙度的反演,反演结果与各井实际的产气情况吻合.     

中国南海北部陆坡孔隙度的求取

孔隙度在岩石物理和地震勘探领域都是一个非常重要的参数,水饱和地层的孔隙度可以用于求海底地层的弹性模量进而求取纵横波速度、识别水合物以及估计水合物的储量等.然而在没有打钻的情况下要相对准确地了解海底未固结成岩地层的孔隙度变化趋势是困难的.历史上有学者提出了几个模型,都是基于孔隙度随深度的增加呈现指数下降的趋势,并且需要知道指数模型中的若干参数,因此就产生了两个问题,一是孔隙度是否随深度增加而呈现指数下降,二是指数模型中参数如何选取.本文从另外一个角度,即利用海底介质的压实性从表层开始往下逐层求取水饱和地层的孔隙度,此方法被称之为"体积模量法",它仅需要知道表层孔隙度和地层矿物组分,从而节省了勘探成本.本文将该方法应用于我国南海地区和美国ODP井数据,结果与测井数据以及地震反演数据吻合得较好.     

应用三分量地震数据反演煤系地层孔隙含水量

地层孔隙水含量的计算主要受地层孔隙度与孔隙含水饱和度的影响.通过实验室煤层及其顶底板岩芯物理测试与孔隙度测量,可以获得煤系地层岩芯的孔隙度与岩芯纵、横波速度的经验公式;结合三分量地震勘探获得的纵波与横波速度,能够计算出煤系地层的孔隙度;含水饱和度的计算通过实验室岩电参数测试和阿尔奇公式可以计算得到.结合淮南某矿区三维三分量地震勘探和地球物理测井及岩样的岩电试验,实现了三维空间煤系地层孔隙含水体积百分比的精确计算.该预测方法与传统的、钻孔控制的地下水评价方法相比可以提供相对精细的、三维空间的、定量化的煤系地层孔隙相对含水量,对煤炭与煤层气资源开采中所涉及的地下水分布规律预测有一定的参考意义.     

低渗透砂岩裂缝孔隙度、渗透率与应力场理论模型研究

低渗透砂岩储集层普遍发育裂缝, 裂缝不仅是重要的流体渗流通道, 而且在油井周围的发育程度直接影响着油井的生产能力.目前裂缝定量化预测方面存在的焦点问题是:缺乏一个有效而合理的力学模型, 裂缝渗透性的求取方法仍处于半定量化, 不具通用性.以史深100块沙三中储集层为目标, 从应力场和裂缝主要参数的关系入手, 以裂缝开度为桥梁, 通过实验和理论推导的方法, 建立了构造应力场和裂缝孔隙度、渗透率之间的定量关系模型.在岩石力学参数测试结果和地质模型建立的基础上, 对目的层裂缝发育时期的古构造应力和现今地应力进行数值模拟, 将结果代入关系模型, 计算研究区裂缝孔隙度和渗透率的空间分布, 进而指导低渗透砂岩油藏的裂缝参数定量预测、产能规划及井网部署.      

鄂尔多斯盆地姬塬地区长8段孔隙度演化定量模拟

在对鄂尔多斯盆地姬塬地区长8段砂岩储层特征、主控因素及地层埋藏史和成岩史研究的基础上,结合石油地质理论,应用数理统计方法,以现今孔隙度为约束条件,将孔隙度演化分为孔隙度减小和孔隙度增大2个过程,分别建立研究区长8段砂岩储层从埋藏初始至现今的孔隙度随埋藏深度和地史时间变化的演化模型。结果表明:孔隙度定量演化模型为一个四段式分段函数。机械压实阶段为孔隙度减小模型,是以埋深为自变量的连续函数;压实和胶结作用阶段为孔隙度减小模型,是对埋深和埋藏时间的连续函数;次生增孔是由于地层酸性流体的溶蚀作用而产生的,主要发生在70℃～110℃的温度窗口内,因此溶蚀阶段为孔隙度增大模型,是对埋深和埋藏时间的复合函数;溶蚀阶段结束后,地层孔隙度处于压实和保持阶段,该阶段为孔隙度减小模型,是对埋深、埋藏时间及增孔量的叠加复合函数。最后进行实例验证,发现在研究区建立的砂岩孔隙度定量演化模型符合地质实际,可以推广应用到研究区任一地层孔隙度计算,为孔隙度预测提供定量计算方法。     

文昌A凹陷珠海组储层区域成岩作用特征及定量评价

运用砂岩铸体薄片、扫描电镜、图像分析、孔隙定量分析等资料,研究珠海组深部储层砂岩成岩作用,确定成岩作用横、纵向分布规律;计算成岩参数压实损失的孔隙度和压实率、胶结量、视溶蚀率和溶蚀量,分别对压实作用、胶结作用和溶蚀作用进行定量评价,确定区域成岩作用强度.结果表明:珠海组总体为中等—强压实.其中,凹陷西缘为弱胶结、中等溶蚀;凹陷中心以中等胶结、中等溶蚀为主;南断裂东段下降盘为中等—强溶蚀,珠海组一段和二段为中等—强胶结,珠海组三段为弱—中等胶结;南断裂中段下降盘珠海组一段和二段为中等胶结,珠海组三段为弱胶结,珠海组一段为中等近强溶蚀.     

人工内分泌网络模型在水文地质参数研究中的应用

传统方法在计算含水层渗透系数的过程中通常面临着不均匀系数C难以确定、对研究区水文地质条件较为依赖等困难。通过分析和概括内分泌系统独特的信息处理功能,构建了人工内分泌网络模型。在详细介绍模型算法和计算步骤的基础上,将其应用到华北平原滹沱河冲洪积扇前缘,根据孔隙度及粒度分布特征对含水层渗透系数进行预测,并与传统的经验公式Beyer法和Slichter法进行对比。计算结果表明：Beyer法的预测精度最低,其相对误差主要集中于0.078~1.342;Slichter法的预测精度有所提高,但对于渗透系数极端值的预测仍存在较大误差,相对误差主要集中于0.046~0.643;人工内分泌网络模型具有较高的预测精度,其相对误差主要集中于0.006~0.420。与传统经验公式相比,人工内分泌网络模型具有较高的计算精度和良好的通用性,且能够直接计算出含水层的垂向渗透系数,无需后期的数据验证。     

汶川地震破裂带断层岩纵波速度与孔隙度关系的实验研究

分布于地震破裂带上的断层岩具有高孔隙度的特征.该特点造成了其弹性波速度与结晶岩石和沉积岩存在明显的差异.确定断层岩的弹性波速度与孔隙度和矿物组成的关系对于利用地震资料探测深部断层和测井资料的解释至关重要.在10~600 MPa条件下,本文对地震断层岩的纵波波速（V_p）和总孔隙度（φ_t）进行了测量,并深入分析了V_p与孔隙度的关系.结果表明在10~600 MPa的压力范围内,V_p（p）随着压力的增高呈现对数增加,其增长率随着压力的上升而逐渐减小,遵从∂V_p（p）/∂p=a_v/p的变化规律.断层岩中的孔隙度随着压力的增高呈对数减小.与传统的认识不同,实验发现在压力高达600 MPa以上,大多数断层岩中仍然可以残留可观的孔隙量.分析显示V_p与总孔隙度及总粘土含量呈负线性相关.该发现有助于认识深部流体的活动通道特征,有助于理解断层带中存在大量粘土矿物、断层带内的物质可被大量带出、围陷波的形成等地质和地球物理现象.     

陕北斜坡中部泥岩压实特征分析及长7段泥岩古压力恢复

陕北斜坡中部长7段泥岩现今欠压实幅度不是很大,因此长7段烃源岩生成的油气运移动力受到怀疑,但现今的压力特征并不能反映成藏期的压力。首先以鄂尔多斯盆地陕北斜坡中部单井泥岩压实曲线为基础,对该区泥岩压实特征进行了综合研究,结果表明研究区内泥岩压实均由正常压实段和异常压实段构成,虽然欠压实幅度不大,但欠压实现象普遍存在;正常压实趋势具有较好的一致性,地表声波时差值集中在320 μs/m左右;现今压实剖面的异常压实段起始深度由东向西逐渐增大,最大古埋深期异常压实带起始深度则分布在2 250~2 400 m。然后恢复了长7段泥岩古孔隙度,并预测了主力烃源岩层(长7段)成藏期泥岩古地层压力。研究区长7段泥岩在成藏期普遍存在异常高压,南部超压明显,压力系数达1.56,反映了成藏期烃源岩具有较强的排烃动力;古压力值为17～28.5 MPa,古压力系数为1.12～1.56,两者在平面上的分布都呈现出西南部高东北部低的特征,很好地解释了研究区内现今油气的分布特征。该研究成果对下一步油气勘探具有重要的指导意义。     

Xu-White模型预测横波速度的不确定因素分析

自Xu和White (1995)建立了泥质砂岩的有效介质模型(Xu-White模型)后,很多地球物理学者用此模型或改进的模型进行岩石横波速度的预测,但至今很少有人对Xu-White模型预测过程中的不确定因素进行详细总结。介绍了Xu-White模型及其预测流程;对预测过程中的不确定因素进行了分析,指出在使用中可以根据实际地质情况合理的取舍参数,从而能更有效地进行纵横波速度预测。