页岩气储层岩石物理性质

在查阅国内外文献的基础上,介绍了页岩气储层评价标准,概括了页岩矿物组成研究方法及测井响应特征,详细分析了页岩气储层岩石物理性质,给出了页岩孔隙度计算公式,提出了页岩气赋存流动新模型及运动机理,并给出了页岩脆性计算方法,将页岩划分为脆性页岩和塑性页岩,为水力压裂设计提供依据.

沉积岩的速度、衰减与岩石物理性质间的关系

本文用Toksoz等人提出的频谱振幅法对砂、泥岩样品的纵、横波速度(vP、vS)及其品质因子(QP、QS)进行了实验室测试,得到以下结论:对于干燥岩石,衰减与频率无关,且纵、横波速度之间存在着强相关性;纵波速度和纵波品质因子呈弱相关性,横波速度与横波品质因子呈强相关性;纵波品质因子与横波品质因子呈强相关性;孔隙率与纵、横波速度有线性关系;岩石的衰减受岩性的影响,泥岩的衰减大干砂岩的衰减,含砾砂岩衰减大干不含砾砂岩。

陆相泥页岩储层岩石物理性质及含气性影响因素

川西须五段地层发育大套陆相泥页岩夹砂岩层,泥页岩层含气性较好,具有巨大的页岩气勘探开发潜力;但目前研究程度尚浅。基于该现状,结合大量测试及测井资料,对须五段页岩的物理性质及含气性影响因素进行了综合研究。研究结果表明,须五段陆相泥页岩属富黏土硅质泥页岩相,与美国Fort及Barnett地区潜质页岩具有类似的岩石物理性质。影响须五段页岩含气性的影响因素包括:有机质含量、矿物组成及含量、物性、脆性、气体赋存状态及超压。须五段泥页岩的主要储集空间为有机质孔、矿物晶间孔、溶蚀孔及微裂缝。页岩气含气量与有效孔隙度及气相渗透率均具有较好的正相关性。当页岩中黏土含量<35%时,含气性及脆性均较高;随着黏土含量的增加,页岩含气性与脆性间无明显相关性。含气量较高的页岩层具有较高的含气饱和度,须五段陆相泥页岩吸附气含量约占60%,以吸附气为主,表明吸附态是陆相页岩储层中一种重要的气体赋存方式。

安阳红岭矿区山西组Ⅱ1煤储层岩石物理性质研究——一个侵入接触变质煤储层的典型实例

该区闪长岩床的侵入引起垂向与横向的煤变质分带．近岩床的Ａ带主要为天然焦、半天然焦和无烟煤，其中气孔发育．Ａ带无烟煤的含气量低、渗透性差．Ｂ带主要为贫煤、瘦煤和焦煤，其中微裂隙和内生裂隙发育，含气量为６～１３ｍ３／ｔ．Ｂ带煤的渗透率较高．岩浆力、热力、重力和煤层气大量集中生成的孔隙流体压力共同导致闪长岩体附近Ａ，Ｂ带内发育密集的正断层与张性裂隙．断裂与裂隙和煤储层的间接顶板厚层砂岩共同导致煤层气的大量逸散．随着煤储层温度的回落，煤层气藏欠饱和状态愈加严重．残留气藏中的煤层气主要是由自封闭作用保存的．

埋藏压实-侧向挤压过程对库车坳陷深层储层物理性质的改造机理

早期长期浅埋、后期快速深埋及晚期强烈的侧向挤压作用是西部前陆盆地共性的地质演化过程,埋藏(机械)压实-侧向挤压过程对深层砂岩储层岩石物理性质与储集性具有重要的改造作用。开展成岩物理模拟实验研究,并与实际地质分析相结合,探索改造作用机制的演化过程,认为持续的垂向压实作用使储层碎屑颗粒由松散状至紧密堆积。在晚期侧向挤压、持续垂向埋藏压实共同作用下,深层碎屑颗粒表现为明显的共轭双方向定向排列特征。在快速垂向压实和强烈的侧向挤压应力作用下,石英、长石等颗粒内出现明显的无定向微裂缝、共轭剪切微裂缝。微裂缝的出现可增强颗粒的可溶蚀性,提高储层渗透性。明确埋藏(机械)压实-侧向挤压过程对深层砂岩储层物理性质与储集性的改造作用机制,对评价与预测深层有利储层的分布具有积极作用。

超高压变质岩物理性质的相关性对建立结晶岩区地球物理解释标尺的意义

大陆科学钻探为认识深部地壳的结构、组成、力学性质和物理状态提供了重要的基础数据。岩石物理性质的测量对于原位测井资料的校正和地表地球物理测量的解释具有重要意义,岩石物理性质和岩石学研究相结合,还能为岩石的变质作用以及变质过程中化学成分的迁移提供必要的约束。本文主要对CCSD100-3100m的综合岩石物理资料进行了相关性调查和聚类分析,并得出如下结论:(1)岩石物理性质中的地震波速度、密度、热导率之间具有强相关性,他们都受岩石中主要矿物的组成和含量所控制;(2)岩石的电阻率和磁化率受金属氧化物含量的控制,与岩性有相关性;孔隙度、渗透率与岩性没有相关性;(3)利用岩石的物理性质可以反演不同的岩性,其中地震波速度、密度和热导率对榴辉岩和片麻岩大类具有很好的分类效果,而结合磁化率和电阻率则能更好的区分出超基性岩、正片麻岩和副片麻岩。上述结论对综合地球物理解释中物理参数的选取和结晶岩区地球物理解释标尺的建立具有重要的意义。

熔体形态学及其对岩石物理和力学性质的影响

简要回顾了熔体形态学的研究方法,并分别从熔体分数和熔体分布形态两个方面,综合前人在熔体对岩石物理和力学性质的影响领域的主要研究成果,认为在部分熔融初期,熔体分数小,熔体主要分布于孤立的熔体囊内,对岩石的电学性质和力学性质影响不大,但是,对岩石的弹性波波速影响却很明显;随着熔体分数的增大,孤立的熔体囊逐渐连通形成熔体管道网络,岩石的电学性质发生显著变化;当熔体分数增至某一临界数值时,岩石体系结构改变,岩石的力学性质发生突变.

测井和实验室测试岩石物理力学性质的对比

根据测井和实验室测试的岩体和岩样纵、横波速度,用均匀各向同性介质的弹性理论计算的弹性常数表明,两种测量方法的一致性很好。这说明测井信息可以提供有足够精度岩石物理力学性质参数。

页岩气岩石物理分析技术及研究进展

页岩储层以纳米级孔隙为主的特性,使得页岩岩石物理基础实验及相关理论模型研究在页岩气储层测井评价中发挥举足轻重的作用,中国在这方面的研究尚处于起步阶段。针对国外尤其是美国近期页岩气勘探开发中涉及的岩石物理实验技术开展了广泛的文献调研,综述了当前国外页岩气岩石物理实验技术及相关理论研究取得的主要进展,探讨了国内外页岩气在上述实验及研究方面存在的主要问题,指出我国页岩气岩石物理测井评价技术的发展方向。该研究有助于了解和借鉴国外相关实验技术和研究方法,提高我国页岩气岩石物理实验分析技术和研究水平,为我国页岩气勘探开发奠定坚实的基础。

致密砂岩储层测井数字岩石物理研究需求、进展与挑战

致密砂岩等非常规储层孔隙空间复杂,常规驱替等实验手段不能满足其岩石物理研究精度和时效性要求,亟需大力发展测井数字岩石物理分析技术。在分析测井数字岩石物理研究技术发展历史的基础上介绍了近年来在配套设备、模拟方法等方面取得的进展。结合致密砂岩储层特征讨论了该技术现阶段面临的4个主要问题和挑战:①分辨率与储层非均质性之间存在矛盾严重影响模拟精度;②图像分割与构建数字孔隙格架过程的多解性强;③缺乏能够模拟黏土矿物影响的方法模型;④现有模拟方法的时效性亟需优化完善。指出了该技术近期需重点攻关的2个方向为多分辨率三维孔隙网络整合和趋势云分析技术。

低孔隙度低渗透率天然气储层声波岩石物理研究

为了研究声波在低孔隙度低渗透率含气储层中的传播规律,采用改进的White气包模型,模拟低孔隙度低渗透率储层中不同频率纵横波性质随不同含水饱和度的变化,并与常规及高孔隙度高渗透率储层结果进行对比,得出低孔隙度低渗透率储层与常规和高孔隙度高渗透率储层声波随不同含气饱和度变化规律的区别,以及气包半径的选取对声波传播规律的影响,且结合实验室测量结果进一步验证分析的正确性。频率一定,低孔隙度低渗透率储层与常规储层及高孔隙度高渗透率储层规律相似,声波速度和衰减对储层含气也有一定的灵敏度,但随含水饱和度迅速增大的起跳点对应含水饱和度值变小。

碳酸盐岩含气储集层孔隙度渗透率岩石物理表征方法

针对地震岩石物理表征中存在的问题,引入了新的岩石物理参数骨架柔韧性因子(γ)进行碳酸盐岩储集层孔隙结构的表征。综合利用薄片、测井资料,以骨架柔韧性因子作为不同孔隙结构类型储集层的分类指标,建立了普光气田飞仙关组3类有效储集层的速度—孔隙度、孔隙度—渗透率定量关系,提高了碳酸盐岩含气储集层孔隙度渗透率表征的精度。在相同孔隙度条件下,低骨架柔韧性因子的储集层粒内溶孔发育,储集层具有高速低渗透率的特征;高骨架柔韧性因子的储集层晶间溶孔发育,储集层具有低速高渗透率的特征;混合孔隙发育的储集层骨架柔韧性因子、速度和渗透率介于上述2类储集层之间。骨架柔韧性因子与用于表征不同沉积、成岩和构造综合效应的岩石物理相参数流动带指标之间存在高的相关性。进一步证明了该参数在具有强非均质性的碳酸盐岩储集层表征过程中的适用性。基于3类储集层的AVO正演模拟结果表明,大偏移距的叠前地震反演是评价碳酸盐岩储集层复杂的孔隙结构并进行井间精确孔隙度渗透率表征的有效途径。

王家岭矿岩石物理力学试验研究

为了对王家岭矿区地质条件有明确的认识,充分了解煤层上覆岩层的物理力学性质,为工程设计、实验研究提供必要的物理和力学参数,通过对王家岭矿某钻孔取芯,进行了岩石密度测试试验、岩石劈裂试验、岩石单轴压缩及变形试验、岩石变角模抗剪试验,分别获得了本矿区主要岩层的密度、抗拉强度、单轴抗压强度、弹性模量、泊松比、内摩擦角和粘聚力等物理力学参数,同时确定了剪切应力与正应力之间的函数关系,对揭示覆岩破坏形式,指导安全采矿具有指导意义.

塔南凝灰质火山碎屑岩储层岩石物理试验研究

在模拟地层温度、压力条件下,试验观测塔南白垩系南屯组、铜钵庙组的凝灰质砾岩、凝灰质岩屑砂岩储层的纵、横波速度,考察岩性、矿物含量、胶结方式和接触类型、密度、孔隙度、泥质含量、含水饱和度对火山碎屑岩声波速度的影响。在试验考查的范围内,发现:①致密凝灰质砾岩的声速明显高于储油物性较好的凝灰质砾岩和凝灰质岩屑砂岩的声速;②纵、横波速度随岩浆岩岩屑含量的增加而增大,随石英、长石含量的增大而减小;③相同孔隙度条件下,孔隙式胶结、线性接触岩石的纵、横波速度最大,基底式胶结、不接触-点接触岩石的纵、横波速度最小,纵波速度较横波速度对胶结类型、接触方式更敏感一些;④纵、横波速度随密度增大而增大,凝灰质岩屑砂岩的声波速度与密度存在较好的幂函数关系,纵横波速度随孔隙度、泥质含量增大而减小,凝灰质岩屑砂岩的声速与孔隙度和泥质含量有很好的负线性函数关系,但泥质(主要为凝灰质)的影响仅为孔隙度影响的1/5～1/10,可以忽略不计;⑤随着含水饱和度增加,纵波速度对流体变化比横波速度更为敏感,且声速变化幅度与孔隙度存在正相关关系。

岩石物理的发展方向

引言岩石物理学主要是从理论和实验上研究岩石的物理特性,搞清岩性、孔隙率、流体类型、流体饱和度、裂隙等因素对岩石弹性波和电磁波传播的影响,以及它们在地球物理和岩石物理数据中的反映。D.P.Yele(1985)认为这些反映对地球物理、岩石物理及工程资料的综合研究,及进一步开发和寻找石油储集层是非常必要的。在促进这种综合研究的过程中。

岩石热弹性理论及其在地球物理中的应用

热弹性力学研究弹性体在非均匀温度场影响下的变形问题,它是经典弹性力学的推广.和弹性力学相比,热弹性理论考虑温度的影响,更加准确地阐述弹性介质在温度影响下的物理状态.岩石物理实验证明了岩石存在热弹现象,即岩石的弹性参数(特别是速度和弹性模量)随着温度的变化而变化.岩石热弹性理论为由温度引起的弹性模量及速度异常提供了解释.本文回顾了岩石热弹性的主要理论模型,介绍了热弹性理论相关的岩石物理实验及数值模拟工作,讨论了热弹性理论在地球物理领域应用的研究进展,旨在将热弹性理论引入深层高温环境油气勘探应用中,支撑深层温度异常地球物理预测技术的发展.

新一代多探头脉冲中子技术在岩石物理监测中的应用

多探头脉冲中子技术(MDPN)的发展是目前岩石物理监测的一个转折点,即使在很复杂的测井环境下录取的MDPN资料,经证实仍能反应复杂的开采机理,并能够通过各种各样的传输方式展现出来。该技术有随钻测井(仅限于基线)和电缆测井两种测量方式,井下仪器有三个或多个伽马探头,本文主要介绍了在套管井中的测井应用情况。资料采集设备和资料解释常规流程之间存在明显的区别。能够完成MDPN资料采集的设备有很多种,因此在不同的测井目的中,了解它们测量的是什么,以及需要处理到什么程度才能得到有用的结果,这是非常重要的。将不同仪器录取的原始资料进行对比,说明了MDPN不同测量方法的优点及在岩石物理性质方面的潜在应用价值。根据特定的测井目的,对资料进行了相应的处理和解释。本文介绍了MDPN技术在不同测井目的中运营商的角度以及适合所有不同仪器的常规解释流程。