多孔可变临界孔隙度模型及储层孔隙结构表征

碳酸盐岩、致密砂岩和页岩等储层具有孔隙类型多样、孔隙结构复杂和非均质性强等特征,属于典型的多重孔隙储层,孔隙结构表征是多重孔隙储层预测和流体识别的关键.现有的孔隙结构表征方法大多利用孔隙纵横比或者构建一种新参数来描述孔隙结构.岩石临界孔隙度模型是一种常用的岩石物理模型,具有一定的物理意义和地质含义.本文推导了岩石临界孔隙度与岩石孔隙结构(孔隙纵横比)之间的关系,进而利用极化(形状)因子建立临界孔隙度与弹性参数之间的关系,构建了能够包含多种孔隙类型的多孔可变临界孔隙度模型.利用多孔可变临界孔隙度模型由储层的弹性参数反演不同孔隙类型的体积含量.实验室测量数据和实际测井数据表明,多孔可变临界孔隙度模型能够适用于多重孔隙储层岩石物理建模和孔隙结构表征.

基于可变临界孔隙度模型的致密砂岩储层参数地震反演方法

储层参数地震反演是通过地震观测数据定量评估储层物性及含油气性的重要途径.中国西部致密砂岩油气分布范围广泛,具有巨大的勘探开发潜力,但其孔隙结构复杂,储层参数的定量预测难度较大.本文提出了一种基于可变临界孔隙度模型的储层参数地震反演方法.为有效描述储层的复杂孔隙结构,本方法将临界孔隙度作为变量,使其具有随深度变化的特征,以表征复杂孔隙结构,进而提高致密砂岩储层岩石物理建模的精度.此外,为直接从观测地震数据反演储层参数,结合岩石物理模型和地震反射系数方程建立正演算子;基于贝叶斯框架构建反演问题,采用混合高斯模型构建储层参数先验约束,用以描述储层的岩性(相)差异特征;基于临界孔隙度、泥质含量与孔隙度的统计关系,结合快速模拟退火算法,在迭代优化中使临界孔隙度与储层参数交替更新,用以提高反演结果稳定性.选用中国西部四川盆地某工区实际资料,对本方法进行应用测试与验证,结果表明本方法对于含气储层具有良好的指示性,相比常规固定临界孔隙度方法,本方法可以有效提升反演结果准确性.

基于临界孔隙度模型的地震波传播

基于岩石物里学中临界孔隙度模型,建立一种简洁的均匀弹性流体饱和孔隙介质模型,进行地震波传播研究.首先定义了构建目标模型的基本力学模型:介绍了全孔隙度区间内基本力学模型和目标孔隙介质的含义,其中基本力学模型除了完全弹性固体模型S和完全弹性流体模型F还包括临界孔隙模型C.然后通过等效力学模型推出了目标力学模型介质本构关系的组分表达形式.文中分别通过直接求取弹性参数的表达形式和运用应力应变关系两种方法得到介质模型的本构关系,进而得到该模型波动方程的组分表达形式.最后对这种介质模型进行了地震波传播的数值模拟,结合模拟结果分析孔隙对地震波传播的影响.

临界孔隙度Pride模型及其应用

实际测井数据中缺少的横波速度信息对于储层表征、流体识别具有重要意义。本文给出一种新的横波速度预测方法:通过对Pride模型引入临界孔隙度导出临界孔隙度Pride模型,再结合Gassmann理论建立饱和岩石的纵横波速度计算模型。将该模型应用于室内实验室测量和实际测井资料的横波预测,结果表明本文提出的基于临界孔隙度Pride模型的横波速度预测方法是有效的。

基于多孔介质模型的储层裂缝孔隙度计算方法

针对裂缝性储层裂缝孔隙度定量计算的难题,提出了一种基于多孔介质模型的储层裂缝孔隙度计算方法。通过定义孔隙纵横比谱函数表征岩石裂缝分布特征及对岩石宏观岩石物理特征的影响,并代入多孔介质模型中,建立含裂缝条件下多孔介质模型。理论正演表明,孔隙纵横比谱分布特征与岩石体积模量变化一一对应,通过建立岩石模量反演函数,利用现场阵列声波测井资料实现孔隙纵横比谱定量反演,进而计算裂缝孔隙度。应用结果表明,计算的裂缝孔隙度能够较好地反映储层裂缝发育情况,与电成像测井计算结果吻合较好,文中方法所计算的裂缝孔隙度符合实际生产情况,为裂缝孔隙度计算提供一种新的途径,扩展了阵列声波测井应用范围。

岩石的临界孔隙度反演及横波预测(英文)

临界孔隙度模型是利用岩石的临界孔隙度来计算岩石骨架的弹性模量,岩石的临界孔隙度值受到很多因素的影响,而实际应用中通常无法获得准确的临界孔隙度值,只能选取经验临界孔隙度值,就会给岩石物理建模带来误差。本文提出了一种利用纵波速度反演岩石的临界孔隙度的方法,并且把它应用于横波预测中。实验室和测井数据应用结果表明本文提出的方法可以降低以往选取经验值带来的不确定性,并且能够为横波预测提供准确的临界孔隙度值,提高了横波预测的精度。

基于连续介质模型的颗粒材料孔隙度及孔隙水压力计算公式

孔隙度是能够部分反映颗粒材料微观结构的一个宏观量,其数值及其演化对颗粒材料的宏观力学行为有重要影响。基于连续介质模型,在颗粒体积应变均匀的前提下推导了颗粒材料的孔隙度随颗粒集合局部平均体积应变的演化公式,并应用该关系式结合孔隙水状态方程给出了饱和颗粒材料的孔隙水压力与孔隙度、固体颗粒体积模量、固体颗粒变形之间的关系。所得公式可用于饱和含液颗粒材料流–固耦合计算或饱和多孔介质宏观–细观多尺度流–固耦合渗流分析。

利用光致发光研究多孔硅制备参数对孔隙度影响

研究多孔硅制备参数对其光致发光行为的影响,是开发新型光电器件的基础。一般考虑三个主要因素:电流密度,腐蚀时间,溶液浓度,这些因素首先对孔隙度产生直接影响.本文提出利用光致发光探测一定辐照面积下吸附形成的Si-C键数量表征局部孔隙度的设想,并实际研究了电流密度和腐蚀时间对孔隙度的影响。结果表明,一定氢氟酸溶液浓度下随着电流密度的增大,孔隙度先变大后减小,主要有两方面的原因:第一个是临界电流,第二个是横向腐蚀的停止;随着腐蚀时间的延长,孔隙度不断变大。

饱和多孔介质流固耦合渗流的数学模型

将基于多孔介质的有效应力原理引入流固耦合渗流中 ,并根据平衡条件得出了应力场方程 ;充分分析流固耦合渗流的物理特性 ,建立起孔隙度和渗透率动态模型 ;依据流体力学连续性方程 ,考虑流固耦合情形下多孔介质骨架变形特性和流体的可压缩性 ,得到了孔隙流体的连续性方程 ,即渗流场方程。在以上诸方程的基础上辅助以定解条件 ,建立起了完备的饱和多孔介质流固耦合渗流的数学模型。本文还对模型进行了简化分析 ,并与经典一维固结理论作定性对比 ,分析表明 ,经典的固结理论可认为是本文模型的一种简化。

不同孔隙率下霜层导热系数的理论模型

本文对霜层的结构进行了分析,认为可以用霜柱-多孔模型来表示霜层的结构。在逾渗理论的基础上,对多孔部分的导热系数进行讨论。指出由于霜晶体的不断生长,在临界点会形成大的连通体,从而导热系数与高孔隙率下有着不同的规律。以临界孔隙率为分界线,分别导出了不同孔隙率下霜层导热系数的通用数学表达式。与其他模型的比较表明,本模型没有孔隙率范围的限制,同时也比较符合实际。

粉末高速压制成形坯孔隙度的分形研究

粉末高速压制成形坯孔隙结构极为复杂,以多孔介质孔隙结构的分形理论为依据,分析了其孔隙结构的分形特性,根据毛管束孔隙模型建立了粉末高速压制成形坯孔隙度的分形模型。以矿用氯化钙粉末为实验表明:多孔介质孔隙率随孔隙分形维数的增大而增大。

基于岩石物理模型的碳酸盐岩储层微观孔隙特征分析方法

碳酸盐岩储层的微观孔隙结构普遍具有类型复杂和纵向变化快的特征。由于地球物理资料尺度的限制,现有的解释手段不能有效刻画这些关键特征。笔者采用临界孔隙度模型作为理论依据,建立了微观孔隙结构与宏观弹性参数响应之间的定量关系;以岩石物理实验数据为约束,提出了一种基于概率统计学的方法估算储层关键参数并识别岩石孔隙类型。在YS1井的应用表明:新方法有效挖掘了声波测井数据中隐含的微观信息,参数预测结果达到较高的精度(平均相对误差小于10%),可以为优质储层段的划分提供可靠的参考依据。

基于可变临界孔隙度Nur模型的页岩气层横波速度预测

准确的横波测井速度是影响地震叠前属性分析及反演质量的重要参数,在缺乏偶极横波测井情况下需要用Krief、Pride等数学模型预测横波,近年来临界孔隙度模型在计算骨架的弹性模量中应用效果较好。在前人研究的临界孔隙度模型的基础上,发展出了可变临界孔隙度的Nur模型,并将遗传算法应用于可变临界孔隙度的计算,最终估算得到了页岩气层的横波速度。实例应用表明,遗传算法可以计算得到沿井眼不同深度的临界孔隙度,而且预测得到的横波与偶极横波测井(DSI)一致性好,证明该方法应用于页岩气的横波估算中是可行的。

基于孔隙形状替换的储层孔隙类型预测方法

碳酸盐岩、致密砂岩和页岩等储层具有多种孔隙类型,复杂的孔隙形状导致岩石孔隙度与弹性参数之间的关系非常离散。本文提出了一种基于孔隙形状替换的孔隙类型预测方法,孔隙形状替换表征孔隙形状改变对岩石弹性参数的影响,而岩石矿物成分、孔隙度或流体成分保持不变。基于多孔可变临界孔隙度模型,通过岩石的速度反演得到岩石的等效孔隙纵横比。然后孔隙形状可以被替换为一种新的孔隙形状,或增加或较少另一种孔隙形状的体积含量。理论模型和实际测井数据应用表明,这种孔隙形状替换技术可以用来表征岩石的孔隙类型,排除岩石矿物成分、孔隙度或孔隙流体的影响。

基于显微CT图像的岩芯孔隙分形特征

采用国内自主开发的高分辨率显微CT设备,对岩芯样本进行图像采集,运用数字图像分析方法获得图像中的岩芯孔隙目标,并以此为基础重建三维模型。然后基于分形理论,分别从二维图像和重建的三维模型角度计算孔隙的分形维数。最后,再采用基于多孔介质的分形模型对岩芯孔隙分形特征进行验证,得出岩芯的二维分形维数和三维分形维数之间的差值均值为1.000 3,最大偏差为0.004,很好地满足多孔介质分形模型中关于二维和三维分形维数的关系。

连通导电模型参数确定及其在白云岩储集层评价中的应用

以白云岩储集层物性、岩电、CT扫描、核磁共振和薄片分析资料为基础,提出了一种确定储集层临界含水孔隙度、临界含水饱和度、临界导通指数等连通导电模型参数的方法。将计算得到的临界含水饱和度与T_(2)截止值、渗透率、CT扫描和薄片分析结果进行对比,并将临界导通指数与胶结指数进行对比,分析了临界含水饱和度、临界含水孔隙度及临界导通指数的物理意义。将岩心样品的连通导电饱和度理论曲线与阿尔奇饱和度理论曲线进行对比,分析了连通导电公式与阿尔奇公式计算结果的差别。最后,根据确定的连通导电模型参数,利用连通导电公式计算了2口井白云岩储集层的含水饱和度,计算结果与试油结论一致。

基于岩石物理分析的碳酸盐岩储层声波速度测井校正方法

中国西部地区碳酸盐岩储层声波测井资料质量普遍受到测量环境引起的设备失真、泥浆侵入和扩径等因素的干扰。设计了针对性的方案来解决这一难题:从岩石的微观结构出发,通过理论推导和实验统计的方法,提出了一种改进的碳酸盐岩岩石物理建模方法,实现了弹性参数响应的预测;新方法通过参数提取的方式实现了目的层岩石物理特征的快速描述。在此基础上,依据不同尺度测量信息的统计相似性原理,给出了一种面向碳酸盐岩储层的声波速度的上、下界判定准则,该准则利用岩石物理信息来评价声波测井资料质量,进而实现测量值的校正。通过实际测井曲线的验证分析,表明新方法可以:快速建立碳酸盐岩的岩石物理特征与弹性参数响应的对应关系;依据多条曲线准确提取目的层的岩石物理参数;有效评价和改善声波测井资料品质。综上,新方法在油气田勘探和开发领域内有进一步理论研究和实际推广的价值。

桑托斯盆地超临界CO2流体体积分数识别图版

巴西深海桑托斯盆地盐下储层岩性复杂,油气层中普遍存在不同体积分数的CO2,地层条件下CO2为超临界流体,其密度接近于液体,黏度接近于气体,这种特殊的流体性质导致利用测井方法识别油气层中CO2体积分数极其困难。在分析超临界CO2流体的物理性质与相态的基础上,研究了桑托斯盆地多个油田盐下CO2流体在地层温压条件下的测井响应特征,并应用标准化后的中子孔隙度密度孔隙度回归模型确定了桑托斯盆地超临界CO2流体体积分数识别图版。实际应用结果表明,该识别图版能够利用常规测井资料进行超临界CO2流体体积分数的半定量计算,与试油结果符合度较高,取得了较好的应用效果。

致密砂岩储层自适应岩石物理建模方法

常规岩石物理建模方法建立在岩石矿物组分已知的前提下,并以Voigt-Reuss-Hill模型求取岩石基质的等效弹性模量。在致密砂岩物理建模的实践中,经常会遇到由于测井资料不全,无法给出精确的矿物成分解释,使常规岩石物理建模方法精度受到影响。针对这一问题,提出了自适应的岩石物理建模方法。首先通过联立Gassmann方程和临界孔隙度模型,求取岩石基质的弹性模量;再根据解释的泥质含量曲线,应用最小二乘方法和Voigt、Reuss模型,求取砂质、泥质成分的弹性模量的上、下限。在此基础上,利用模拟退火反演算法确定砂、泥质成分的弹性模量近似值,并按照纵波模量不变的原则进一步对砂、泥质成分的弹性模量进行微调,最终获得合理的岩石物理建模参数。应用该方法对鄂尔多斯南部M工区进行了岩石物理建模,结果显示泥岩与致密砂岩的弹性参数有较好的可区分性,泥岩表现出较高的纵横波速度比和较低的纵波速度,砂岩的纵横波速度比及纵波速度随孔隙度增大而降低。

改进基质模量求取方法在横波预测中的应用探析

基质模量与干岩石模量是横波预测中的两个关键问题。改进基质模量求取方法是一种以实验室岩石物理测量为基础的线性拟合法,可变临界孔隙度模型是把临界孔隙度作为变量来求取干岩石模量。基于线性拟合法求取的岩石基质模量,结合可变临界孔隙度模型求取干岩石模量,以实际井数据中纵波速度为约束条件反演临界孔隙度,从而预测横波速度。实际井数据结果表明,该方法求取的横波速度与实测横波速度最高相对误差低于1 5%,相对误差均值低于3%;同时,与Vo i g t-R e u s s-H i l l平均模型求取的基质模量相比,线性拟合法应用于横波预测的效果更好。