用正演数值计算方法开展双侧向测井对裂缝的响应研究

采用有限元分析软件ANSYS对裂缝的双侧向测井视电阻率与裂缝孔隙度、泥浆电阻率、裂缝倾角和基岩电阻率的关系进行了计算 .在大量正演数据的基础上得出双侧向测井响应反演公式和裂缝孔隙度计算公式 ,提出更为精细的裂缝倾角的弹性划分模型 ,用双侧向视电阻率值近似估算裂缝倾角的方法 ,提高了利用双侧向测井求裂缝产状与裂缝孔隙度 (裂缝宽度 )的精度 .

岩石弹性波速度和饱和度、孔隙流体分布的关系

在实验室对 6种砂岩进行了连续的进水和失水实验 .测量了两个过程的纵波速度VP、横波速度VS 进水和失水速率随饱和度SW 的变化 ;分析了低饱和度时流体对岩石弹性性质的影响 .实验表明 ,进水和失水过程显示不同的纵、横波速度与饱和度关系 ,速度不仅与饱和度有关 ,还与不同饱和阶段的孔隙流体分布有关 ,而且也是水和岩石骨架之间的物理及化学作用所致 .

岩石波速和孔隙度、泥质含量之间的关系研究

在复杂的正旋回砂砾岩储层中 ,从两口井系统地采集了不同岩性的典型样品 ,在不同的有效压力及两种状态 (气饱和和水饱和 )下测试了岩石的纵、横波速度。利用回归分析得出纵、横波速度与孔隙度、泥质含量线性相关。回归公式应用于声波测井资料的结果显示 ,对于特定的地区 ,岩石波速和孔隙度、泥质含量关系的具体表达式应从井资料经统计分析得到 。

岩石的孔隙弹性研究

论述了在干燥和饱和两种情况下，岩石的有效体积模量于孔隙弹性模量的关系。孔隙弹性模量描述了孔隙对岩石等多孔材料的弹性性质的影响，利用其可导出在地震勘探和石油测井界应用很广的Ｇａｓｓａｍａｎｎ，该方程建立在线性弹性假设之上并仅限于低频范围。还阐述了有效压力的概念和计算方法。提出孔隙流体变化时岩石有效模量的计算，及利用孔隙弹性模量辨别储层中不同流体类型的计算方法。

岩石声波压实效应的实验研究

选用不同地区 2口井的具有代表性的不同岩性的砂岩、泥岩样品 ,研究孔隙结构、孔隙流体性质、岩石骨架在声波压实效应过程中所起的作用。研究发现 :(1 )纵波时差 (Tp)的压实效应随孔隙度 (φ)增大而趋明显 ,孔隙度越大 ,时差随压力变化越快 ;(2 )随着上覆有效压力 (p)的增大 ,时差与孔隙度的线性相关程度减弱 ,说明Wyllie时间平均方程在较低压力范围内敏感 ;(3)孔隙中所饱和的流体对横波速度 (vs)影响不明显 ,而对于纵波 ,气饱和样品的波速明显小于液体饱和的波速 ,且气饱和样品的波速在低压时随压力的变化率比液体饱和的大 ;(4 )对于砂岩 ,在泥质含量与颗粒分选一定的情况下 ,颗粒分选差的岩石其杨氏模量比分选好的岩石大 ,颗粒分选差的岩石的杨氏模量随压力增大近似呈线性上升 ,颗粒分选好的岩石呈指数上升趋势 ;对于砂泥岩 。

根据波速—压力关系评价岩石岩性、物性的实验研究

本文在实验室里对老爷庙油田馆陶组(Ng)油气贮层砂岩岩芯的孔隙度φ、空气渗透率κ、骨架密度ρ_(ma)、岩石密度ρ_b和不同有效覆盖压力△P下岩芯的声波时差△t,做了精确测量,用回归分析拟合了φ-K、φ-ρ_b、φ-△t和V-△p(△t-△p)的经验关系式;保持原始孔隙结构不变的前提下,在岩芯饱和各种矿化度的孔隙流体时测定了声波时差△t与孔隙度φ的关系.研究结果表明,当贮层的φ-K、φ-ρ_b和φ-△t相关时,可用声波时差△t或波速V解释贮层的岩性,并可反演求出贮层的φ、K和ρ_b;地层有效覆盖压力对贮层的孔隙度和波速具有明显的影响.根据V-△p曲线的变化规律,可以评价贮层的岩性和埋藏地质体的油、气储集能力.这些结果对油田地震勘探和石油测井资料的解释具有重要的参考价值,并为预测储油有利地区和评价贮层提供了一种新的途径.

灰岩含水饱和度对纵、横波速度变化影响的实验研究

该实验是以灰岩作为试样,用超声岩石参数测定仪测量此试样在不同的含水饱和度下纵、横波传播的速度,获得了纵、横波速度和纵、横波速度比与含水饱和度的关系:①纯灰岩和泥质条带灰岩的纵波速度V_P与含水饱和度S_W之间成正比关系;②横波速度V_S与含水饱和度S_W之间成反比关系;③当灰岩试样饱含水时,V_P/S_S的值均大于2;④当灰岩试样饱含气时,V_P/V_S的值均小于2;⑤在试样含水饱和状态时,纯灰岩(孔隙率小)的V_P/V_S值大于泥质条带灰岩(孔隙率大)的V_P/V_S值。我们利用上述关系,可鉴别地层中的流体含量。对岩石固结程度差的地层,还可用纵、横波速度比与含水饱和度的关系划分出油、气、水层。

结晶岩的水化膨胀研究

室温下的应变实验表明 ,低孔隙度的结晶岩如花岗岩、片麻岩、闪长岩和变基性岩 ,水饱和时膨胀 ,干燥时收缩 ,这种效应是可重复的 .用水的吸附和解吸 (在相对湿度下 ) ,也可以观察到膨胀和收缩 .膨胀效应是由于表面力 (VanderWaals吸引、双电层排斥及溶剂化排斥 )引起的 .水饱和体应变约为其孔隙度的 1 /1 0 .用庚烷饱和的体应变比用水饱和的小 .用CaCl2 溶液饱和的应变随着盐克分子浓度的增加而减小 .杨氏模量E、切变模量G、品质因数Q的准静态测量表明 ,随着相对湿度的增加 ,E、G、Q减少 ,吸附水的增加改变了孔隙内表面分子的相互作用力 .大约在岩石孔隙表面吸附达到 3个水分子层时 ,可观察到最强烈的膨胀效应 .

声波时差与岩石岩性参数关系的统计分析研究

物理量之间的关系可能是多元函数的关系。本文用统计分析的方法来研究有效压力P、孔隙度φ、岩石密度ρ_b、渗透率κ对声波时差的影响。在实验室测定18个砂岩样品所得的一系列数据进行统计分析,并对于每一个样品,拟合出声波时差和有效压力的关系式。从这些关系式,可以看出声波时差随有效压力的增大而指数衰减,并且所有的样品均很好地满足这种关系式。对于不同的样品,这些关系式里的系数不同。对所有的样品所测得的岩石岩性参数进行综合,得到了最佳多元函数拟合公式。这个最佳拟合经验关系式描述了有效压力、孔隙度、渗透率和岩石密度对声波时差的综合影响。

地震波速测定在碳酸盐岩地区油气勘探中的应用

本文以湖北宜昌、蒲圻、大冶等地区不同地质时代的碳酸盐岩为例,通过水饱和法测定岩石的有效孔隙度,用超声地震模型模拟和测定地震波在不同类型碳酸盐岩中的传播规律和传播速度。根据测定的数据,经计算机拟合,确定了岩石有效孔隙度和地震波速度间的回归方程。通过回归分析发现,在石灰岩类中,地震波的速度与岩石的有效孔隙度呈幂函数衰减,而在白云岩美中则呈指数衰减。在岩样水饱和状态下的横波速度低于岩样干燥状态下的横波速度,而纵波速度的变化规律正好相反。上述分析,有利于揭示岩石的储集性能、评价储层和正确解释测井曲线。

A3M联测技术在岩芯分析中的研究及应用

总结国内外岩芯分析技术，综合应用现代控制论、信息论、系统工程论的基本原理，提出A3M理论性认识和联测技术的新概念，研制出一套具有多学科、多目的（任务）、多项目（参数）的岩芯综合分析技术，即岩性、物性、岩石电性、声波等联测的技术．完成了一套与联测技术流程相配套的实用软件包，这套技术提供了系统的、有代表性的、可对比的岩芯分析资料，可直接用于油田现场与实验室岩芯分析生产、科研和管理及油田的开发中，有利于认识非均质储层岩石地质、物理特征以及各种信息之间的内在规律．

结晶岩的膨胀性能研究

采集了来自德国大陆深钻（ＫＴＢ）中的一组结晶岩，在实验室用位移记录仪或应变片接通电桥测量了岩石浸入不同流体中应变随时间的变化．结果表明：１．不同的岩石浸入水中，其膨胀速率和膨胀量是不同的，这与岩石的孔隙结构有关．２．同一岩样浸入极性和非极性的流体中，其膨胀性能是不同的，这与水分子的极化特性及其表面张力有关．３．很多情况下，膨胀是各向异性的，尤其是片麻岩．因此体积的增长可根据在３个互相垂直方向上的相对长度变化的总值来计算．可以认为，膨胀的主要因素是极性流体与岩石颗粒作用的结果，膨胀性能是由于颗粒表面的双扩散层造成的．实验证实了地壳岩石变形的机制强烈地受到流体的存在与否以及不同类型流体的影响．流体与岩石间相互作用的研究将对深入探讨地壳内流体的热过程、力学过程、油气运移以及岩石物理性质有重要意义．

泥岩、页岩声速各向异性及其影响因素分析

在实验室超声波频率下 (纵波主频为 70 0kHz、横波为 2 5 0kHz)对层理发育的页岩和泥岩的各向异性进行了研究 ,给出了在干燥和油饱和条件下 ,样品不同方向上纵、横波速度以及各向异性参数随压力的变化规律 .用X 射线衍射和扫描电镜分析了样品中引起各向异性的原因 ,指出平行于层理定向排列的粘土矿物和微裂隙是使样品显示出强弹性各向异性的内在原因 .随着压力的增高微裂隙逐渐闭合 ,样品的各向异性程度减弱 .孔隙流体的存在增强了孔隙 (裂隙 )的刚度 ,减弱了各向异性随压力增大而减小的趋势 .

砂岩储层AVO特征影响因素的不确定性研究

传统的地震AVO正演研究多采用参数固定的岩石物理模型,而实际地层属性参数在勘探范围内具有不确定性.本研究以目标地层岩芯样品的实验室测试数据为基础,通过样品孔隙度和干燥状态下纵、横波阻抗的高度线性关系对岩石物理模型进行了简化,并结合实验测量和测井解释建立了主要模型参数的概率密度函数.采用Monte-Carlo随机正演和Gassmann流体替换技术,对模型参数不确定性与地震AVO响应关系的研究表明,模型饱和不同流体时的AVO截距-斜率点束的分布形态和偏离饱水背景趋势线的程度受盖层泥岩速度的不确定性影响非常大,而储层砂岩孔隙度的不确定性也有明显影响.正确解释实际地震AVO异常的关键,是将岩石物理模型的参数合理地概率化,通过正演模拟来获得储层物性和流体信息的最大可能性.

岩石物理弹性参数规律研究

根据辽东湾凹陷某区在地层条件和不同流体相态(气饱和、水饱和等)下岩石纵波速度、横波速度及密度等岩心测试数据,以及岩石矿物成分、孔隙度等常规岩心分析数据,统计分析了岩石弹性参数变化规律.采用有效流体模型、斑块饱和模型进行了纵、横波速度理论计算,并和实验测量结果比较,认为高孔、高渗岩石可以看作有效流体模型,低孔、低渗岩石更接近斑块饱和模型.这些规律和认识对于指导储层预测和油气检测及地震振幅综合解释有重要的意义.

高含水期地层水电阻率求取方法

针对油田高含水期地层流体性质和地层压力的变化给应用自然电位曲线求取地层水电阻率产生不利影响的实际问题,从自然电位产生的机理出发,研究了应用自然电位曲线求取地层水电阻率的方法。对影响自然电位曲线的各种因素(井径、层厚、泥浆侵入、泥质含量、过滤电位等)进行了分析,并对其影响因素提出了校正方法。应用实际测井资料解释。

储层条件下砂岩岩心驱替实验方法研究

岩石电性数据是油田含油饱和度和储量评估的关键参数,实验方法对岩石电性数据测定的准确性具有很大影响。在储层条件(储层温度、压力)下,采用常规法和隔板法两种驱替方式,对玉门油田某区8块砂岩样品进行岩心驱替实验。实验结果表明,相对于常规法,隔板法能够使岩心达到更低的束缚水饱和度;常规驱替方法会产生末端效应,岩心内饱和度分布不均匀,隔板法可以避免末端效应;在同一饱和度状态下,隔板法测得的岩心电阻率、电阻率系数和饱和度指数n低于常规驱替方法测得的数据,不同驱替方式造成的流体分布形式的差别是导致实验结果不一致的原因。虽然隔板法能够得到较好的岩石电性数据,但是实验周期比较长。

流体饱和岩石超声速度频散的特性研究

给出在实验超声频率下储层砂岩样品“局部流”模型理论频散、Biot理论频散与实验总频散的定量关系。在低压情况下 ,实验总频散与Biot理论频散差异较大 ,Biot理论频散不足以解释实际频散结果 ;而作者所用“局部流”模型理论频散 (已包括Biot理论频散 )与实际结果符合较好 ;压力较高时 ,“局部流”模型频散以及总频散均会下降 ,这时Biot理论可以解释流体饱和速度变化。孔隙度较大样品在加压的过程中会出现主导频散机制的转换。造成以上现象的根本原因是 ,岩石中低面率塑性孔隙随压力的变化 ,而孔隙刚度的差异是“局部流”作用存在的基础。研究了不同孔隙流体对岩石速度频散的影响。流体粘度增加 ,实验总频散与“局部流”模型频散均有较大增加 ,而Biot理论频散变化不大。流体的粘度 ,以及岩石的渗透率在两种频散机制中所起的作用是相反的。

辽河盆地东部凹陷新生代火山岩K-Ar地质年代学及其地质意义

辽河盆地是中、新生代发育起来的裂谷盆地，东部凹陷是辽河盆地新生代火山活动最为频繁的地区，发育大量火山岩。通过对东部凹陷测得的28个火山岩样品K-Ar年龄数据，结合区域火山岩石学、地球化学研究结果，对比前人曾发表的K-Ar年龄数据，将本区新生代火山活动分为房身泡、沙三、沙一和东营4个时期，始于65Ma，并在42—38Ma和32—25Ma经历2个活动高峰期。这为渤海湾盆地新生代构造演化乃至中国东部新生代裂谷活动研究，增加了同位素年代学方面的有力证据。

饱和储层砂岩中流体粘度引起的超声波速度频散实验研究(英文)

在实验室对5块储层砂岩进行了模拟地层压力条件下的超声波速度测试。砂岩样品采自WXS凹陷的W地层,覆盖了从低到高的孔隙度和渗透率范围。实验选用了卤水和4种不同密度油作为孔隙流体,结合温度变化,实现了对流体粘度引致的速度频散研究。对实验结果的分析表明:(1)对于高孔隙度和渗透率的样品,无论是哪种流体饱和,观察到的超声波速度测试值和零频率Gassmann预测值的差异较小(约2-3%),基本上可以用Biot模型解释;对于中等孔隙度和渗透率的样品,低粘度流体(<约3mP?S)的频散效应也可以用Biot模型得到合理解释;(2)对于低、中孔隙度和渗透率样品,当流体粘度增加时,喷射流机制起主导作用,导致严重的速度频散(可达8%)。对储层砂岩的微裂隙纵横比进行了估计并用于喷射流特征频率的计算,当高于该特征频率时,Gassmann理论的假设条件受到破坏,实验室测得的高频速度不能直接用于地震低频条件下的W地层砂岩的Gassmann流体替换研究。