利用模型正演优选地震属性进行储层预测

利用地震属性预测储层会产生不确定性,为此提出了利用岩心、测井和叠后地震属性预测储层的新方法。该方法是以岩心物性参数和岩石物理性质正演模拟为基础,分析岩石物性变化引起的地震响应特征变化,利用优选的地震属性进行储层预测。这套技术以正演为主,正、反演相结合,减少了预测结果的多解性,提高了用属性预测储层的准确性。该方法操作步骤包括横波速度预测、流体替换、属性优选、属性分类和储层预测等。用该方法预测了砂体分布及含油级别,其结果与钻井结果一致,取得了满意的效果。

大牛地气田二叠系下石盒子组致密砂岩储层含气性识别因子研究

鄂尔多斯盆地大牛地气田二叠系下石盒子组致密砂岩储层孔隙度低,含气饱和度变化所产生的地球物理特征变化相对微弱,储层流体识别困难。为此,基于岩石物理参数测试,优选出对含气性敏感的弹性参数组合;利用岩石物理参数关系,推导出基于地震纵、横波阻抗的流体敏感弹性参数计算公式,构建了一个新的含气性识别因子。利用叠前地震资料纵、横波阻抗同步反演结果计算出新的含气性识别因子数据体,对大牛地气田进行了流体识别。研究结果表明,新的含气性识别因子能有效地突出研究区流体变化的影响,对致密砂岩储层的含气性识别能力较强,且具有很好的抗噪能力。

鄂尔多斯盆地下石盒子组致密砂岩的弹性特征

根据鄂尔多斯盆地下石盒子组致密砂岩在地层条件和不同流体相态下(干燥与水饱和)岩石纵波速度、横波速度、密度、模量等岩心测试数据,统计分析了岩石弹性参数的变化规律。结果表明,岩石碎屑都比较纯净、颗粒之间呈接触胶结,造成致密砂岩密度与速度的变化关系不同于高孔渗砂岩;孔隙度降低造成致密砂岩的横波速度与纵波速度的斜率明显变小;岩石孔隙度增加10%,引起纵波和横波速度降低分别约17%和21%,而泥质含量增加10%,引起纵波和横波速度降低分别约6%和9%;孔隙度大于5%的干砂岩体积模量与剪切模量在数值上接近,相对误差不超过5%。这些规律的认识有助于指导低孔隙度储层预测和地震资料的岩石物理解释。

岩石的纵、横波速度与密度的规律研究

选择了济阳坳陷第三系地层四类不同岩性、237块典型岩心样品,在变温变压条件下进行超声波纵、横波速度及密度的测定,样品的孔隙度范围从2%到27%.根据变温变压测试数据,得出纵横波速度的压力、温度校正公式,将高温高压条件下测量的弹性参数校正到60 MPa条件,再进行密度、Vp和Vs数据分析.分析结果表明:Vp、Vs具有很好的线性相关性,得到新的密度与Vp关系式.同时将Vp、Vs关系融入到Gardner公式中,将Gardner函数推广为ρ=CVpAVsB的函数形式(称为广义Gardner公式),拟合出砂岩的密度、Vp和Vs间的新关系式:ρ=1.575 8V0.p287 9V0s.019 7.文中讨论了该公式在横波速度预测、岩石物理模拟和AVO正反演等的作用,指出这些规律性认识可服务于油气勘探和开发.

地震岩石物理分析软件系统设计和实现

介绍了岩石物理分析软件系统的总体设计思想和软件实现思路,给出了系统的功能层次结构,做了具体的功能描述。系统采用面向对象设计方法和跨平台Qt开发工具开发,可移植性和扩充性强,具有灵活方便的图形界面和交互功能,是集岩芯实验测试、测井和地震为一体,是理论和实验相结合、方便实用的分析工具。

石油流体弹性参数的实验研究

油气开采活动会引起油气藏的性态发生变化,如果对变化过程不甚了解,可能会造成地震资料的错误解释。为此,利用胜利油田和塔河油田的12份原油样品(轻质油6份。重质油6份),以及配制的8份含溶解气的石油样品,在实验室测量了样品的地震特征,分析了温度、压力和溶解气对石油速度和密度的影响规律。利用已知石油的地面密度、气油比、气体密度等参数建立了石油速度和密度计算模型。将计算结果与B-W模型的计算结果进行了对比,结果表明,由本模型得到的速度和密度更符合实验数据。

多方位速度和AVOA同步分析

本文在分析利用P波振幅和速度进行裂缝检测方法利弊的基础上,认为振幅随方位角变化法(AVA)能够反映薄层特征,但易受动静校正、振幅恢复和噪声的影响,有时不稳定;而速度随方位角变化法(VVA)比较稳定,但只能识别大套储层,其分辩率不足以识别薄储层。鉴于此,文中提出了利用多方位速度和AVOA同步分析,通过不断调整速度求取相应的AVO参数,并将AVO参数用于速度分析中的相似系数计算,确定最佳的速度与AVO参数方法。

Biot系数和岩石弹性模量的实验研究

对济阳坳陷古近系地层87块砂岩样品进行了模拟地层条件(温度、压力)的实验测试,结合岩心薄片分析资料,分析研究了有效压力、岩性对Biot系数和弹性模量的影响。结果表明,Biot系数随着有效压力和钙胶结物增加而减小,随着孔隙度增加而增大;体积模量随着有效压力增加而增大;建立了Biot系数模型和岩石弹性模量与孔隙度关系模型;利用该模型确定的岩石弹性模量或速度上限更接近实验测量数据,可为油田开发提供更合理的岩性模型参数。

成岩作用和岩石结构对砂岩弹性速度的影响

对济阳坳陷沙河街组Es3z地层的127块砂、泥岩岩心样品进行了实验测试,利用速度—孔隙度关系,研究了成岩作用(胶结物)、岩石结构(分选性和黏土含量)对砂岩弹性速度的影响及其在速度—孔隙度关系中的变化形式。研究结果表明:速度—孔隙度关系的变化主要受成岩作用(钙胶结物)的影响,砂岩速度与胶结物含量具有明显的正相关性。岩石结构(分选性和黏土含量)控制了岩石速度和孔隙度的次一级变化。根据定性和定量分析,利用特定岩石物理参数的变化代表储层岩石沉积学特征,给出了胶结物、分选性和黏土含量对地震速度属性影响的理论岩石物理模型。

有效压力对岩石纵横波速度的影响

在济阳坳陷下第三系地层采集了不同岩性的51块典型岩心样品。在不同有效压力情况下测试了岩石的超声波纵横波速度,分析了有效压力对岩石速度的影响。实验结果表明,岩石速度随着有效压力的增加呈非线性增加,在低压力段增加较快,在高压段增加缓慢。通过对实测数据的分析,提出了定量表述这种速度对有效压力的依赖关系,可用于速度压力校正、压力趋势分析,时移地震监测分析和AVO分析。

岩石物理性质研究技术

主要介绍了 2 0 0 3年EAGE岩石物性测试分析技术取得的新进展。从本届年会看 ,岩石物理内容主要涉及岩石物理模型建立、时延地震岩石物理与岩石各向异性分析、喷射频率和流体饱和度及其分布预测、岩石物理模拟等新方法、新技术、新成果。在充分考虑岩石物理受当地地质因素影响后 ,提出岩石物理模版概念 ,目的是为地质专家方便对岩性和流体的解释提供一种工具。

降低碳酸盐岩地层孔隙度和渗透率计算不确定性的方法

碳酸盐岩储层受后期改造作用严重,使成岩作用、孔隙度、孔隙类型和声波速度之间相关性不强。用常规测井方法难以精确计算这种复杂储层的孔隙度和渗透率。介绍了提高碳酸盐岩孔隙度和渗透率计算精度的几种方法,即岩石物理反演法、数字图像分析技术、基于实验数据的渗透率模型法。这些新技术的应用实例表明:用岩石物理反演的孔隙度与岩心薄片的成像相吻合;用图像分析得到的大孔隙度在约束渗透率发散计算方面非常有用,使渗透率计算的不确定性降低2.5个数量级。将岩心实验测量、测井和地震相结合是提高孔隙度和渗透率等储层参数计算精度的发展方向。

基于页岩岩石物理等效模型的地应力预测方法研究

地应力的精确预测是对页岩地层进行水平井钻井轨迹设计和压裂的基础.本文在分析页岩构造特征的基础上,提出了适用于页岩地层的岩石物理等效模型的建立流程,并以此为基础实现了最小水平地应力的有效预测.首先,通过分析页岩地层的矿物、孔隙、流体及各向异性特征,将其等效为具有垂直对称轴的横向各向同性介质,进行了页岩岩石物理等效模型的构建;然后建立了页岩地层纵横波速度经验公式,并将该经验公式与岩石物理等效模型均应用于实际页岩工区的横波速度预测中,二者对比表明,本文中建立的页岩气岩石物理等效模型具有更高的横波预测精度,验证了该模型的适用性;最后,利用该模型计算各弹性刚度张量,进而实现了页岩地层最小水平地应力的预测,与各向同性模型估测结果对比表明,该模型预测的最小水平地应力与地层瞬间闭合压力一致性更高,且储层位置更为明显,具有较高的实用性.

基于BP神经网络的碳酸盐岩储层缝洞充填物测井识别方法

缝洞是碳酸盐岩储层重要的储集空间和渗流通道,缝洞充填物的识别对评价油气储集能力和渗流能力具有重要作用。解决缝洞充填物与常规测井响应之间的非线性问题,BP神经网络法具有突出的优势。为此,通过结合成像测井和岩心资料,将碳酸盐岩储层缝洞充填物划分为泥质充填、砂质充填和结晶碳酸盐岩充填3类类型;分析不同充填类型的缝洞测井响应特征,选取敏感性较强的泥质含量、裂缝孔隙度、中子比、密度比和深侧向电阻率等5个参数,利用BP神经网络建立了碳酸盐岩储层缝洞充填物的识别方法。应用所建立的方法对实际井资料进行了处理评价,其预测结果与实际结果有较好的一致性,取得了较好的应用效果。

碳酸盐岩储层流体替换中混相流体体积模量的计算

流体替换是研究流体对储层岩石物理参数影响的重要手段。在流体替换过程中,通常使用Woods方程计算混相流体的体积模量,但对于碳酸盐岩储层,由于其基质孔隙度低,岩石内存在不均匀充填的情况,Woods方程不再适用,为此,对斑块充填(Patchy)条件下混相流体体积模量的计算方法进行了更为深入的研究。通过对Patchy模型极端情形的研究,得到了饱和斑块充填情况下混相流体的计算模型。混相流体均匀充填和饱和斑块充填模型分别对应于混相流体充填的两种极端情况,所计算的结果分别是实际混相流体体积模量的上限和下限。考虑实际储层中混相流体的复杂充填状态,将利用Woods方程和Patchy模型计算的流体体积模量取算术平均(VRH模型),所得结果作为近似的混相流体体积模量。南方某探区碳酸盐岩储层实际流体替换结果表明,利用Woods方程和Patchy模型计算的结果有明显差异,利用VRH模型计算的结果是较为可信的。

华南地区典型岩石的地震波性质研究

地震资料的解释具有多解性,为根据地震资料认识华南的地壳结构和物质组成,对江西—福建地区的典型岩石样品进行了岩石波速的实验测量和理论计算。使用美国MTS公司815岩石物理参数测试系统测量了5块典型岩石的物性参数。结果表明,岩石的P波和S波速度随着压力的增加而增加,随着温度的增加而降低;在相同温压下,大理岩化灰岩的波速>花岗闪长岩>钾长花岗岩>粉砂岩。由于实验的最大围压为140MPa,测量结果仅能用于约束上地壳浅部的岩石地震波性质。因此,根据岩石的矿物组成、矿物的弹性参数和广义混合律计算了39块样品的波速,为该地区深部地震资料的解释提供依据。随着石英含量的降低,岩石的泊松比和Vp/Vs(P波与S波速度比)都逐渐增高。与长英质岩石相比,灰岩、白云岩和大理石具有高Vp、高泊松比(～0.29)、高Vp/Vs(～1.84)的特征,为通过地震资料在华南花岗岩地区寻找以灰岩为主的深部碳酸盐盆地提供了可能。

基于多图形处理单元加速的各向异性弹性波正演模拟

比较分析了在不同网格大小介质模型情况下,分别采用串行计算、CPU 16个线程并行计算和4块图形处理单元(GPU)并行计算进行各向异性弹性波动方程正演模拟的执行时间差异。发现在网格点为256~3的大模型上,用4块GPU的并行模拟计算相对16线程并行计算与串行计算的加速分别为30倍与156倍。表明多GPU并行算法可以显著缩短数值模拟时间,而且模型网格越大,加速效果越显著。因此,在单机环境下进行大尺度模型的各向异性弹性波正演模拟,采用多GPU并行计算方式是一个合适的加速选择。

岩石物理分析软件包开发

以LinuxQt为开发环境,利用测井和岩心资料开发了岩石物理分析软件包。该软件包由3个模块组成,岩心测试数据交互分析模块、测井曲线标定模块及岩石物理参数分析和预测模块。该软件充分利用近年来有效的岩石物理模型和理论,针对不同流体成份、饱和度、孔隙度、温度压力等性质的油气藏,预测其测井和地震响应,指导油气层测井、地震响应特征研究和储层预测。通过实际井资料的处理,效果良好。该软件具有灵活方便的图形界面和交互功能。

等效孔隙结构模型在鄂尔多斯致密含气砂岩中的应用

该文作者采集了鄂尔多斯大牛地气田二叠系下石盒子组钻井岩芯，在60Mpa围压和50℃温度下进行了岩芯弹性参数测试。通过岩石薄片分析孔隙结构特征，按照孔隙的纵横比值（〈0．01，0．01～0．9，〉0．9）将孔隙划分为三类，进而对柔性孔隙模型理论进行了修改，建立了孔隙结构模型。建立的模型应用于常规测井数据，通过自洽算法进行了纵波、横波速度和弹性参数的估算。模型计算结果与测井曲线、岩芯实验测试结果进行了对比。结果显示模型与测井的速度曲线和泊松比值曲线能很好地吻合，但模型预测的波阻抗值稍大于岩芯的测试结果。其原因在于利用模型计算声波阻抗时使用的密度值来自于测井数据，而在储层状态下，由于上覆地层的压力，会使得岩石的密度增大，导致波阻抗值上升。研究成果表明了柔性孔隙模型在鄂尔多斯致密砂岩弹性参数的预测中能取得很好的效果。

岩石物性参数管理系统开发

岩石物理学的应用建立在岩石物性参数分析及其规律性研究基础之上,因此,需要大量的岩石物性参数支持应用。目前,国内的岩石物性参数处于分散管理状态,没有统一规范的采集、管理体系,造成资源不能共享,数据存储量小等问题。为此,进行了岩石物性参数管理系统的开发研究。从开发目标、框架设计、开发平台等方面概述了系统的设计思想,管理系统由岩石物性参数数据库、数据库前端用户界面和数据应用接口函数库构成,采用C++语言和Qt图形工具为开发平台；介绍了系统的数据管理模型设计、系统软件的实现以及系统的功能。该系统集数据管理、数据查询、数据分析和数据应用接口函数为一体,采用可视化图形界面、人机交互方式实现人机对话,方便、实用、适应性强。