碳酸盐岩储层地震波数值模拟影响因素分析
碳酸盐岩储层不同尺度溶洞地震属性分析
重 庆科 技学 院学 报 （ 自然科 学版 ） Βιβλιοθήκη ２ ０ １ ３年 １ ０月
碳 酸 盐 岩 储 层 不 同尺度 溶 洞地 震 属 性 分 析
彭 达 黑 伟 甘 代 福 黄 长 兵 赵 虎 陈祖 银
（ １ ． 西 南石 油 大学资 源与环 境 学 院 ， 成都 ６ １ ０ ５ ０ ０ ； ２ ． 延 长 油 田股 份有 限公 司勘 探部 ，陕 西 延 安 ７ １ ６ ０ ０ ０；
天然气勘探与开发 ， １ ９ ９ ９ ， ２ ２ （ ３ ） ： ２ ９ — ３ ９ ．
［ ５ ］ 陈伟 ， 段 永刚． 低渗 气藏 单 井非稳 态产能分析 及控制 储
量评价 ［ Ｊ ］ ．西 南石 油大学学报 ， ２ ０ ０ ７ ， ２ ９ （ ２ ） ： ３ ４ — ３ ６ ．
，
复杂 多变 的 地质 特征 与成 藏 条 件 增 加 了此 类 油
气藏预测开发的风险 。受到地貌、 构造 、 成岩等地质 因素的影响 ， 碳酸盐 岩油气藏 中溶洞与裂缝 的发育 极其复杂 ， 在现有条件下 ， 这些地质结构 的尺度 ， 不
规则 外形 及 填 充 物 对 油 气 藏 预 测 造 成 了极 大 的 阻 碍 。溶洞 作 为碳 酸 盐 岩 油气 藏 中重 要 的储 集 体 ， 它
记录及不同横向尺度的单个模型进行实验后得 出结 些都可以从偏移剖面 中所提 取的地震属 性上进一 论： 溶洞宽度的变化会引起溶洞反射特征 “ 串珠” 中
“ 珠” 的数 目发生 改变 ， 在 偏移 剖 面 中 “ 串珠 ” 尺 度 与 实 际溶 洞尺 度 之 间存 在 较 大 差 异 ， 而溶 洞 偏 移 响 应
缝洞 型 油气藏 是 重要 的碳 酸盐 岩油 气藏 类 型 之
碳酸盐岩溶洞模型地震成像分辨率研究
关键词 ： 碳酸盐岩溶洞储层 ； 纵向分辨率 ； 向分辨率 ； 横 数值模拟
Ｄ ：０ ３ ６／．ｓｎ １０ —４ １２ １． ６ ０ ４ ＯＩ１． ９ ９ｊｉ ． ０ ０１４ ． ０ ００ ． ０ ｓ 中图 分 类 号 ：６ １ ４ Ｐ ３． 文献标识码 ： Ａ
提 高 缝洞 储 层绕 射 波 的能 量 ， 利 于 提 高 缝 洞 储 有 层 的地 震 成 像 的 分 辨 率 。影 响 地 震 成 像 分 辨 率
（上 的地 震 偏 移 成像 横 向分 辨率 理 与地 震波 主频有 关 。
收稿 日期 ：Ｏ Ｏ ３—１ ； 回 日期 ：Ｏ Ｏ— ７ ２ ２ ｌ —Ｏ ２改 ２ ｌ Ｏ —２ 。
碳 酸盐 岩缝 洞 型油 气 藏是 我 国西 部地 区 的重
要勘探 目标 。新疆 塔河 油 田中 、 下奥 陶系碳酸盐 岩
方 面分 析 和 研究 了影 响溶 洞 成 像 纵 、 向分 辨率 横
的 因素 。
岩溶 缝 、 储 集 体 具 有 埋 藏 深 、 均 质 性 强 等 特 洞 非 点［ ］地 震 波 场 复 杂 ， 像 难 度 大 。针 对 这 些 问 １， 。 成
绕射能量和绕射双 曲线形状 的影 响规律 ； 良国 董 等 ［ 研究 了不 同尺 度溶 洞 的反射 波 最 大振 幅 和频 ７
谱特 征 ； 佩等 Ｌ利用各 向异 性弹性 波波 动方 程交 李 ８ ］
式 中： 为波 长 ； 为速 度 ； ７ Ａ ｆ为地震 波 主频 。从 （ ） １
式 可 知 ， 论 的 地 震 成 像 纵 向 分 辨 率 只 与 主 频 理
碳酸盐岩储集层模型数值模拟与分析
对该类储 集层 多波地震 资料 的认知度 ， 高精 度数值 模拟 是行 之 有效 的 方法之 一。这 里在 各 向 同 性弹性 波方程基础 上 ， 导 了纵 波、 推 横波 分 离方程 ， 用 高阶交错 网格 有 限差分技 术 与 Ｐ 运 ＭＬ边界
吸收技 术 ， 高精度模 拟地震 波在 碳 酸 盐岩储 层 中的传 播 ， 得到 了该 类储 层模 型 中的 弹性 波全 波 场 ， 分 离出纵 波信 息和 转换波 波场信 息 ， 也 并保 留 了各 自能 量信 息。 同时结合 Ａ Ｏ技 术 分析 了 Ｖ
Ｏ ＋） Ａ ｔ ＋警 ＝ Ａ ｍ ＋） 警
＋ ，
（ １ ）
｛ ， ：， ｝ 即可实 现完 全弹 性波 波场分 离 。
２ 碳 酸盐 岩模 型正演模拟与分析
（ ） 型 参 数 。碳 酸盐 岩 储 层 模 型 （ 图 １ １模 见 ） 分为 五层 ： 一层 碳 酸盐 岩 厚 度 １００ｍ； 二 层 第 ０ 第 含 气碳 酸盐岩 厚度 为 ５０ｍ； 三层含 水 碳酸 盐 岩 ０ 第
第３ 卷 第１ ３ 期
物探 化探 计 算技 术
２１ 年 １ ０１ 月
文章编号 ：１０ 一 １４ （０ ） １＿ Ｏ ０ ＿ ４ ０ ｌ ７９ ２ １ ０＿０ ２－０ １
碳 酸 盐 岩 储 集 层 模 型 数 值 模 拟 与 分 析
周怀来 李录明 ， ， 罗省贤 ， 王明春２
基金项 目：国家８ ３项 目（０ ７ Ａ ６ ５５ ； ６ ２０ Ａ ００ ０ ） 高等学校博 士学科专项科研基 ／ （０ ７ ６６０ ） ￣ ２ ００ １０ ４ ， ．
收 稿 日期 ：２ １ ０ ０ ０— ９—１ ７ 改 回 日期 ：２ １ ０ ０—１ １ １— ７
随机介质地震波正演模拟在碳酸盐岩储层预测中的应用
（９０发展了任意阶精度的交错网格差分算法等 ； １９） Ｊｓ ａ ａｔ ｍ等ｒ］ ｒ １提出了单方向上的变 网格计算方法 ， １ 牟永 光口］２０ ） ２（０ ５在对 复 杂介 质三 维 地震 波 传 播方
程数值 模 拟进行 描 述 时 也 强 调 采用 变 网格 计算 技 术 ； 生 旺等 ［（０ ７利用 变 网格进 行 了弹性 波数 朱 ５ ２０ ） ］ 值 模拟 ； 超 等 ［］２０ ） 一 步 利 用 可 变 网格 与 黄 １ （０ ９ 进 。 局 部可 变 时 间步 长 的高 阶 差 分进 行 了地 震 波数 值 模拟 ， 有效 提高 了模 拟 的精度 和效率 。
第 ４ 卷第 ２ ９ 期 ２１ ０ ０年 ３月
石
油
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
物
探
Ｖｏ＿ ９ Ｎｏ ２ Ｉ４ ， ．
Ｍ ａ ．， ０ ０ ｒ ２ １
ＧＥＯＰＨＹＳ ＣＡＬ Ｉ ＰＲ０Ｓ ＣＴＩ ＰＥ ＮＧ ０Ｒ ＥＴＲ０ＬＥＵＭ Ｆ Ｐ
文章 编 号 ：０ ０ ４ １ ２ １ ）２— １ ３ ７ １ ０ —１ ４ （０ ０ ０ ０ ３ —０
随机 介 质 地 震 波 正演 模 拟在 碳 酸 盐岩 储 层 预 测 中的应 用
刘春 园 ， 生旺 魏修 成 徐 胜峰。 朱 ， ，
（．中国石油 化工股 份有 限公 司石 油勘 探 开 发研 究院 ， 京 １０ ８ ；．中国 石 油化 工 集 团公 司 １ 北 ００ ３ ２ 国际石 油勘探 开发 有 限公 司 ， 京 １ ０８ ） 北 ０ ０３
反射特征 的影 响， 获得了规则孔洞尺度 以及随机排列孔洞 密度对地震 属性 的影响规 律 。对 于单 个 的溶 洞而言 ，
当溶洞横 向尺度小 于菲涅 尔带半径 ， 向尺度小于调谐厚度时 ， 纵 溶洞反射振幅与溶洞尺度成正 比例关 系 ； 于随 对 机分布孔洞 的碳酸盐岩储层 而言 ， 地震波能量与孔洞密度成正 比例关系 。 关键词 ： 随机介质 ； 正演模拟 ； 酸盐 岩 ； 碳 孔洞
碳酸盐岩生物礁地震响应特征的数值模拟
碳酸盐岩生物礁地震响应特征的数值模拟但志伟;肖为;方中于;曾驿;汪瑞良;张宏兵;尚作萍【摘要】Based on the nonhomogeneous characteristics of carbonate reef reservoirs, seismic forward modeling was conducted to simulate the seismic responses of carbonate reefs and beaches using the pre-staek viscoelastic wave equation, in order to provide a basis for identification of carbonate reef reservoirs according to seismic data. The simulation results show that the superposed overtaking reflection occurred on two sides of the reef and the drape covering phenomenon appeared over the reef. S-shaped forward sedimentary, weak, and mussy reflections took place inside the reef. The outer shape of the ramp facies in the reef front-edge appeared wedgy and the overtaking reflection stopped at the bottom. Moreover, reverse polarity occurred between the top and bottom reflections inside the reef. The bottom reflection presented upward-convex or downward-concave characteristics. These could be eliminated in the depth image profile.%针对碳酸盐岩生物礁储层具有较强非均质性的特点,利用叠前黏弹性波动方程正演数值模拟方法,模拟了碳酸盐岩生物礁、滩的地震响应特征,为地震资料识别生物礁储层提供依据.模拟结果显示,在生物礁两侧出现上超反射,礁顶明显见披覆现象,在礁体内部产生S形前积反射、弱反射或杂乱反射,在礁前缘斜坡相外形呈楔状且礁底为下超反射终止.此外,礁体顶底界反射产生极性反转,底部反射同相轴可能出现上凸或下凹现象,而深度域成像剖面可以消除上凸或下凹现象.【期刊名称】《河海大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(040)003【总页数】5页(P345-349)【关键词】碳酸盐岩;生物礁;叠前地震;黏弹性波动方程;地震响应【作者】但志伟;肖为;方中于;曾驿;汪瑞良;张宏兵;尚作萍【作者单位】中国海洋石油总公司能源发展股份有限公司钻采工程研究院地球物理研究所,广东湛江524000;中国海洋石油总公司能源发展股份有限公司钻采工程研究院地球物理研究所,广东湛江524000;中国海洋石油总公司能源发展股份有限公司钻采工程研究院地球物理研究所,广东湛江524000;中海石油(中国)有限公司深圳分公司研究院,广东广州510240;中海石油(中国)有限公司深圳分公司研究院,广东广州510240;河海大学地球科学与工程学院,江苏南京210098;河海大学地球科学与工程学院,江苏南京210098【正文语种】中文【中图分类】P631.4波场数值模拟技术是研究各种地震地质条件下构造、物性和岩性等各种地质因素与地震波响应特征之间关系的一门技术,可以提高对复杂介质中地震波传播规律的认知,检验地震资料处理及解释技术的应用效果及适用范围[1-3].所以波场数值模拟技术一直是地震勘探领域的重要研究内容.正演数值模拟技术分为2个重要分支,一是求解偏微分方程的波动方程数值模拟,二是由积分方程以求解波场传播旅行时为主的射线追踪数值模拟[4-9].射线追踪数值模拟方法出现较早,在模拟相对简单的构造模型时快速高效,且提供的射线路径非常直观.射线追踪数值模拟方法又分为程函方程法、射线法和弯曲射线法等,国内外大部分地球物理软件公司早期推出的数值模拟软件大多采用射线追踪数值模拟技术.此外,出现了一些改进的射线追踪数值模拟方法,如由传统的射线追踪数值模拟方法改进的Gauss束法、射线法与Kirchhoff近似法相结合的快速算法、采用有限差分技术求解格林函数方法等.射线追踪数值模拟方法很难满足高精度模拟复杂地质模型地震波场动力学特征的要求,而波动方程数值模拟提供的波场快照图有助于细致分析地震波场在各种复杂介质内部的运动学和动力学特征.根据不同的模拟方程,波动方程数值模拟主要分为声波模拟、弹性波模拟、黏弹性波模拟以及裂隙和孔隙弹性的Biot模拟等[10-14].波动方程模拟有很多数值实现方法,如有限元、有限差分、Fourier变换、边界元、谱元、广义屏等,其中有限差分法是目前研究最多的波动方程数值模拟方法.为了克服频散和运算速度较慢等问题,有限差分已从早期的低阶发展到高阶,网格划分也从早期的规则网格发展到交错网格,直至可变网格.为此,本文基于交错网格有限差分技术的黏弹性波动方程,对几种典型的生物礁、滩地质模型进行模拟,分析不同生物礁、滩地质模型的地震反射波组特征,为根据地震资料有效识别生物礁、滩提供理论依据.1 地震正演数值模拟方法1.1 黏弹性波动方程由地震波在介质中传播的本构方程和动量守恒方程可得三维黏弹性介质中的一阶速度应力关系[11-13]为式中：xi,xj——笛卡儿坐标;t——时间;σij——第ij个应力张量;vi——i方向的速度;M,μ——限定参数(限定在参考频率ω0处纵、横波的相速度);τ——优化参数;下角标p和s分别代表纵波和横波.r ij是一个记忆变量,可以表示为式中τσ为优化参数.此外,动量守恒方程为式中：ρ——密度;f i——i方向的外力.1.2 数值模拟步骤针对黏弹性波动方程式(1),采用高阶交错网格差分技术进行离散处理,本文使用四阶中心差分来近似空间微分,二阶中心差分来近似时间微分.此外,常规处理和速度分析基于Focus处理系统,采用GeoDepth叠前深度偏移等模块进行叠前偏移处理.正演模拟步骤如下：a.采用人机交互的方法建立地震地质模型.b.进行地震地质模型网格离散化,离散网格的大小考虑背景速度、异常体最小尺度和收敛条件.c.进行常规地震资料处理,获取水平叠加时间剖面、时间/深度偏移剖面和保幅CRP 道集.本文正演数值模拟采用与野外采集接近的观测系统和采集参数,其中道间距25m,炮间距25m,最小偏移距0m,最大偏移距3000m,接收道数128道,采样间隔1ms,记录时间2.5s,雷克子波的主频分别为30Hz和60Hz.2 生物礁地质模型的地震反射响应特征从测井资料可以看出,即使在沉积环境不同,或成岩作用也不尽相同的情况下,碳酸盐岩都具有共同的特点：传播速度比较快,密度比较大,明显高于其上覆和下伏以砂泥岩为主的碎屑岩.碳酸盐岩的地震反射响应表现为强反射特征,碳酸盐岩顶界反射以强振幅波峰出现,而底界则往往以强振幅的波谷形式出现,这为在地震反射波记录上识别碳酸盐岩奠定了基础.碳酸盐岩因沉积环境的不同,分为生物礁相碳酸盐岩、生物滩相碳酸盐岩和泻湖相碳酸盐岩,尤以生物礁最为有利.典型生物礁的地震反射特征主要表现为：具有强反射外形、礁体内部杂乱反射、礁滩翼部周围有上超反射及前积现象、礁滩上覆地层存在披覆构造、礁体底部出现上凸或下凹现象等.生物礁在时间域成像地震剖面上的这些反射特征,可以帮助发现生物礁礁体.因此,建立不同形态,不同沉积相碳酸盐岩生物礁的地质框架模型,通过模型正演,分析不同类型碳酸盐岩生物礁沉积模型的地震响应特征,如振幅、频率、相位等方面的特征.本文涉及的几种类型生物礁都是从实际地震剖面中提取的结果.2.1 塔礁概念模型及地震响应特征图1为一个塔礁地质概念模型,由2个礁体上下叠置组合而成(孔隙均不发育).塔礁是在局部轻度隆起的碎屑岩上生长发育而成,最终被海平面快速上升而淹死,其围岩均为碎屑岩.该生物礁具有高速(2 850～5200m/s)、高密度(2.5～2.57g/cm3)的特征,围岩为低速(2300～2860m/s)、低密度(2.18～2.33g/cm3).模型横向长度为12km,纵向深度为2500m,中间2层为2个不同期次重叠的礁体,设计有隆起构造.数值模拟采用的观测方式为基于射线的零偏移距正演.图1 塔礁地质概念模型的参数模型Fig.1 Parameter model of geological conceptual model for a tower reef图2(a)为模型正演模拟时间域成像地震剖面.使用Ricker子波,其主频为60Hz.从图2可以见到明显的地震反射波组特征：礁体与围岩之间为强反射,礁体内部反射非常弱;礁体顶界为正反射,礁体底界为负反射,这种极性反转有助于识别礁体.此外,礁体中央部位呈现低频,向边缘频率逐渐升高.在生物礁的外围上超现象明显,生物礁顶上披覆现象明显,礁体下部及下伏界面反射呈现明显上凸特征.利用这些振幅反射特征可以区分碳酸盐岩和碎屑岩.图2(b)为使用相同子波模拟深度域成像剖面.对比深度域与时间域成像剖面可以发现,在深度域成像剖面中,礁体下伏反射层上凸现象得到消除,与设计模型一致.说明深度域成像效果优于时间域成像,为此对于碳酸盐岩生物礁储集层要求使用深度域成像结果.图2 模拟主频为60Hz的地震剖面Fig.2 Simulated seismic profile with peaKfrequency of 60Hz2.2 跨相带地质概念模型及地震响应特征参照巴哈马海湾南部的水下观测和取样对现代碳酸盐前斜坡的研究成果来设计碳酸盐岩跨相带模型.该模型以台地边缘礁为主体(以加积+进积的成礁模型构建),从右到左分别为台坪、滩、礁、礁前斜坡相,台地边缘礁向台地内有礁翼相滩和泻湖过渡,台地边缘礁向台地海盆方向有陡斜坡带向缓坡斜坡带过渡,以斜坡楔的形式终结.跨不同相带的地质框架模型如图3所示.跨不同相带地质框架模型数值模拟结果如图4所示.从图4反射波组特征可以发现,台地边缘礁相表现出礁顶为强振幅反射、碳酸盐岩厚度明显加大、底部反射上凸、内部出现S形前积现象和视频率变低等特征.滩相的顶部为强振幅反射,碳酸盐岩厚度无明显变化,内部反射连续,滩与礁相和泻湖相间有一渐变的能量减弱过渡现象.泻湖相的顶为强振幅反射,碳酸盐岩厚度逐渐变薄,其内部及底部有振幅减弱现象.礁前陡斜坡相范围很窄,反射特征呈台阶式陡倾反射,且强反射突然中断.缓坡斜坡相顶面反射为较强振幅特征,内部杂乱至断续状,上下层总的形态像喇叭状向斜坡楔收拢,最后变成强的复合波反射.图3 跨不同相带地质框架模型Fig.3 Geological frame model across various phases图4 跨不同相带地质框架模型模拟地震剖面Fig.4 Simulated seismic profileacross various phases2.3 复合生物礁地质框架模型及地震响应特征某生物礁是一个礁滩复合体,钻遇生物碳酸盐岩厚度达573.5m,其主体为台地边缘礁,发育多套高孔储层.在碳酸盐岩段的中下部也有多层孔隙发育层段,局部甚至孔隙、缝洞更为发育.经测井解释和测试,在该礁体上部获得高产油流,下部层段为水层.从孔隙发育程度来看,储层表现为孔隙发育、欠发育或致密层段相间出现且厚薄不均,该特征多次出现.岩性解释结果表明,曾有多次因海平面下降而暴露是引起上述现象的主要原因.为此,开展精细的模型正演研究,可以帮助对地震剖面中出现的反射特征做出合理的地质解释,预测储层发育的层位和具体位置.图5为该生物礁物理框架模型,其传播速度、密度值由某井的声波和密度测井分层数据提供.模型横向长度为10000m,纵向深度为3000m.按不同分辨率需求,模拟了2套数据(网格大小5m×2m,主频60Hz;网格大小5m×5m,主频30Hz).采用的观测方式为：中间放炮,两边接收.道间距25m,炮间距25m,偏移距-3175～3200m,接收道数256道,共200炮,64次叠加,采样间隔1ms,记录时间2.5s,第1炮的坐标位置为(1500,0).图5 某生物礁物理框架模型Fig.5 Physical frame model for a reef模型设计时考虑了多次海平面升降的生物礁成岩环境,按退积型、加积型、进积型和加积进积型的基本模型进行组合.模型正演结果如图6所示,图中碳酸盐岩顶界面强反射特征明显,可以清楚地区分碎屑岩与碳酸盐岩.此外,由于横向变速造成时间成像“构造假象”(或速度陷阱),不能正确反映地下构造形态.在分辨率方面,60Hz主频数据明显优于30Hz,薄层分辨率更高.图6 模拟时间域成像的地震剖面Fig.6 Simulated seismic profile imaging in time domain图7为深度域成像模拟地震剖面,主频为60Hz.从图7可以见到,礁翼附近的S形前积现象比较清晰,礁的多期次上超特点明显,礁内中间靠右的强反射同相轴表明,早期形成的礁核部位比塔礁所在位置更远离海盆方向.对比模型正演结果与实际地震记录,两者比较接近,表明复合礁体设计合理、正演模拟方法可靠.此外,叠前深度偏移的深度剖面外形特征与地质模型一致,说明正确的速度模型是恢复地质构造形态的关键.3 结论a.由于在生物礁、滩与上下围岩之间存在较大的波阻抗差异,其顶底分界面可以形成强地震反射以及产生极性反转,其内部产生S形前积反射、弱反射或杂乱反射,两侧出现上超反射及披覆现象.这些特征都有助于识别碳酸盐岩生物礁.b.在横向上,生物礁顶部强反射会导致其底部反射比周围反射弱.在纵向上,生物礁内不存在明显的波阻抗差异,其内部无法形成强反射,不利于分析生物礁内部纵向变化特征.此外,对于大孔隙度和致密碳酸盐岩(如礁相和台坪相),底部反射同相轴会分别出现下凹和上凸现象,并且随着孔隙度变化幅度加大下凹和上凸现象更加明显.c.碳酸盐岩从台坪相到滩相、台地边缘礁相及陆棚相,其底界地震反射能量逐渐增强,而顶界反射能量变化复杂.这种横向相带变化所引起的地震反射特征差异,有助于识别不同相带碳酸盐岩地层.d.对于碳酸盐岩生物礁储集层,高分辨率资料更能反映薄层的变化特征,深度域成像剖面优于时间域成像剖面,可以消除生物礁下伏地层地震反射上凸或下凹现象.为此,在地震资料处理阶段要提供高分辨率的深度域成像剖面,这也为后续的叠前或叠后波阻抗反演提供保障.图7 模拟深度域成像的地震剖面Fig.7 Simulated seismic profile imaging in depth domain【相关文献】[1]佘德平.波场数值模拟技术[J].勘探地球物理进展,2004,27(1)：16-21.(SHE De-ping.On wave field numerical modeling techniques[J].Progress in Exploration Geophysics,2004,27(1)：16-21.(in Chinese))[2]张永刚.复杂介质地震波场模拟分析与应用[M].北京：石油工业出版社,2007.[3]李三福,肖为,朱美娟,等.深水礁滩相储层地震模型的正演模拟及其地震响应特征分析[J].工程地球物理学报,2011,8(1)：91-96.(LISan-fu,XIAO Wei,ZHU Mei-juan,et al.Forward modeling and analysis of seismic response characteristic in the deep water reef-flat reservoirsmodel[J].Chinese Journal of Engineering Geophysics,2011,8(1)：91-96.(in Chinese)) [4]何建军,刘家铎,鲁新便,等.基于模型正演的地震属性分析技术识别和划分碳酸盐岩储层缝洞单元[J].石油地球物理勘探,2009,44(4)：472-477.(HEJian-jun,LIU Jia-duo,LU Xin-bian,etal.Recognition and delimitation of fracture and cave units of carbonate reservoir by using seismic attributes analytic techniquebased on forward model[J].Oil Geophysical Prospecting,2009,44(4)：472-477.(in Chinese))[5]贺振华,黄德济.复杂油气藏地震波场特征方法理论及应用[M].成都：四川科学技术出版社,1999.[6]董良国,马在田,曹景忠,等.一阶弹性波方程交错网格高阶差分解法[J].地球物理学报,2000,43(3)：856-864.(DONG Liang-guo,MA Zai-tian,CAO Jing-zhong,et al.A staggered-grid high-order difference method of one-order elastic wave equation[J].Chinese Journal of Geophysics,2000,43(3)：856-864.(in Chinese))[7]奚先,姚姚.二维弹性随机介质中的波场特征[J].石油地球物理勘探,2004,39(6)：679-685.(XI Xian,YAO Yao.Wavefield characters of 2-D elastic random medium[J].Oil Geophysical Prospecting,2004,39(6)：679-685.(in Chinese))[8]白杰.射线追踪正演模拟及应用[D].北京：中国地质大学,2007.[9]BUBEK,WASHBOURNEJ.Wavetrace：ray tracingfor the propagation of band-limited signals.Part 1：Theory[C]//Expanded Abstracts of 71st Annual Internat SEG Mtg.San Antonio,USA：SEG,2001：1131-1134.[10]HOUSE L,LARSEN,MARTING,et al.2D and 3Delastic modelingwith shared seismic models[C]//Expanded Abstractsof 72nd Annual Internat SEGMtg.Oblahome City：SEG,2002：1975-1978.[11]张文忠.Biot介质的交错网格差分法波场模拟研究[D].北京：中国地质大学,2007.[12]雍运动.三维黏弹性随机介质地震波场并行模拟研究[D].吉林：吉林大学,2007.[13]ROBERTSSON JOA,BLANCH JO,SYMESW W.Viscoelastic finite-differencemodeling[J].Geophysics,1994,59(9)：1444-1456.[14]CARCIONE JM,KOSLOFF D,KOSLOFF R.Wavepropagation simulation in aviscoelastic medium[J].Geophys J,1988,95：597-611.。
碳酸盐岩储层预测中的若干岩石物理技术.
储层外部描述 储层内部刻画
储层预测目标
“外部储层描述”是当前（90年代以来到现在）正在进行并卓有成效的研究，在四川礁滩储 层的研究中，钻探成功率快速提高，由失败率高达90%（刘划一，1998）进展到成功率高 达90%以上; “内部储层刻画”主要指储层结构、岩性识别和流体预测，是国内外学者正在探索（新世纪 以来）、工业界迫切希望尽快突破的研究，具有前瞻性和探索性。
弥散黏滞型波动方程在常规波动方程的基础上，考虑了 孔隙介质中流体的黏滞性、弥散性和储层的低Q特征。
波动方程
一维波动方程式
2 2u u 3u 2 u f 2 0 2 2 t t z t z
流体在岩石骨架中流动，要受 流体的粘滞性和内摩擦等阻力的 影响。
三维波动方程式
4 5
6
7 8 9 10 11 12
塔河（O） 普光（g）
Kushk (o)
Sihil (o) Homa (g) Khvalynskoye (g) Rakushechnoye (g) Takhman (o) Day (g)
塔里木 四川
扎格罗斯
坎佩切湾（墨西哥） 扎格罗斯 Mangyshlak Mangyshlak （俄罗斯） 阿拉伯 扎格罗斯
陆棚 台地边缘礁
点礁
例：基于 三维地震 的礁滩空 间成图成 像技术， 确定储层 外部形态
台地边缘礁
斜坡 斜坡 礁后滩 台缘礁
陆棚
台内滩
开阔台地
5 确定沉积相带的空间分布
4 划分地震相
四川HC1地区目的层面的构造应力、应变场和曲率分析结果，较好地反映了 构造与断裂的分布
（2）目的
玫瑰图： 反映强应 力的发育 方向 J2曲率
J2应力
碳酸盐岩溶洞型储层VSP数值模拟及其波场特征
２ ０ １ ３ 年７ 月
・
Ｐ Ｅ Ｔ Ｒ ＯＬ Ｅ Ｕ Ｍ Ｇ Ｅ Ｏ Ｐ ＨＹＳ Ｉ ＣＳ
第ｌ １ 卷 第３期
技术・ 方法 ・
碳 酸盐岩溶洞型储层 ＶＳ Ｐ 数值 模拟及其波场特征
赵 茂强 ，孙 卫 国
（ 胜利油 田分公 司物探 研究 院 ， 山东 东 营 ２ ５ ７ ０ ２ ２ ）
摘要： 碳 酸盐岩储 层 中， 溶洞 型储 层含 油 气性 与储 集性 能极 为优越 ， 但其 非均 质性严 重 ， 用 常规 地面地 震分 辨率 无法满足精 细勘 探的要求。ＶＳ Ｐ技术作为一项高精度 地球 物理 技术 ， 可 以更精细地刻 画井周复杂构造、 储层和流体
的空 间展 布。用 交错 网格 高 阶差分 数值模 拟技术对碳 酸盐岩 溶洞 型介质模 型进 行ＶＳ Ｐ数值模 拟 ， 有助 于分析给
ＺＨＡＯ Ｍａ ｏ — ｑ ｉ ａ ｎ ｇ ， Ｓ ＵＮ Ｗｅ ｉ — ｇ ｕ ｏ
（ Ｇ ｅ ｏ ｐ ｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ａ ｌ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ 疵ｕ 把ｏ ｆ Ｓ ｈ ｅ ｎ ｇ ｌ ｉ Ｏ ｉ ￣ｌ ｄ Ｂ ｒ ａ ｎ ｃ ｈ Ｃ ｏ ． ， Ｄ ｏ ｎ ｇ ｙ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｈ ａ ｎ ｄ ｏ ｎ ｇ ２ ５ ７ ０ ２ ２ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
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碳酸盐岩缝洞储层建模及其地震波场正演模拟的开题报告
碳酸盐岩缝洞储层建模及其地震波场正演模拟的开题报告一、选题背景及意义碳酸盐岩储层是世界上广泛分布的油气藏储层，具有储集烃类物质的良好性能，是长期以来石油勘探和开发的重要目标。
碳酸盐岩分布广泛，岩性复杂，缝洞类型多样，而岩体的局部构造和成分变化也常常影响到储层流体的运动规律和分布特征，因此强化对碳酸盐岩储层的研究和建模技术具有重要意义。
本文选取碳酸盐岩缝洞储层为研究对象，试图探讨缝洞特征对储层流体运动规律的影响，并基于三维地震数据进行波场正演模拟，以期为石油勘探和开发提供一定的理论依据和技术方法。
二、研究内容及思路1. 碳酸盐岩缝洞储层的特征通过对碳酸盐岩储层的地质学特征、物理学性质和流体运动规律的研究，探讨缝洞特征对储层渗流性质的影响，构建相应的储层模型。
2. 储层建模技术基于现有的储层建模技术和数据处理方法，建立碳酸盐岩缝洞储层的三维模型，包括岩性、孔隙度、渗透率等参数，并将其与现场实测数据进行对比分析，验证建模方法的准确性。
3. 地震波场正演模拟利用三维储层模型进行地震波场正演模拟，根据波场数据的分析结果评估碳酸盐岩缝洞储层的特征、结构和物理性质，并验证模型的准确性。
三、研究目标1. 探讨碳酸盐岩缝洞储层的特征和渗流性质，建立相应的三维模型，并验证模型的准确性。
2. 利用三维模型进行地震波场正演模拟，评估缝洞特征对储层渗流性质的影响，为油气勘探和开发提供可靠的理论依据和技术支持。
四、研究方法1. 地质学调查和采样分析，获取储层的地质学特征和物理学性质。
2. 基于现有的储层建模方法，构建碳酸盐岩缝洞储层的三维模型，并进行实测数据的对比分析。
3. 使用储层模型进行地震波场正演模拟，评估储层的物理性质、结构和缝洞特征对渗流性质的影响，并验证模型的准确性。
五、论文结构及内容安排1. 引言简要介绍碳酸盐岩缝洞储层的研究背景和意义，阐述研究内容、目标和方法，概括论文的主要结构和内容安排。
2. 文献综述回顾已有的关于碳酸盐岩储层和缝洞特征的相关研究成果，总结现有的储层建模方法和地震波场模拟技术，指出研究的创新点和不足之处。
碳酸盐岩溶洞成像宽度的地震物理模型分析
溶洞绕射能量 不仅 与溶洞 尺度有 关还 与溶 洞形 态 有 明显 的联 系 ； 洞 的横 向尺 度 会 影 响 “ 溶 串珠 ” 状强短反射 的垂 向长度 ； 同时指 出时频 属性对尺 度 相 近 的 溶 洞 有 很 好 的识 别 能 力 。赵 群 等 ［］ １ 利
溶缝洞型储集体和内幕层 间岩溶缝洞型储集体 为 该地区的主力储层［ ， １ 根据储集体 的形态大小和组 ］
合方 式 ， 可将储 层 大致 分为 溶洞 型 、 洞 型 、 洞 型 孔 缝 和裂 缝 型＿ 。早 期 风 化 作 用 和 后 期 构 造运 动导 致 ２ ］
储层具有极强 的非均质性 ， 油气藏埋藏较深 ， 约为
些 较好 的研 究成 果 。
１ 溶洞地震物理模型和数据采集参数
根据 碳 酸盐岩 溶 洞尺度 和填 充物 的实际情 况 ， 设 计 了 ２个溶 洞地 震 物理模 型 ， 型 １ 模型 ２的 模 和
作用， 导致部分溶洞 同相轴没有 成像或分辨 率降
低 。胡中平等［ ０ ９］ － 基于正演模拟和实际资料 ， １ 研究 认为小道距 、 宽方位观测有益于溶洞储层 的精确成 像 。朱生旺等Ｌ］ １为提高绕射波成像精度提 出了一 １
种 适应 振 幅空 变 的信号 分 解 算 法 。董 良国等 ［ 采
垂直和水平显示如图 １ 所示 。模型与实际的尺度
中图分类号 ： ６ １ ４ Ｐ ３ ．
文献标识码 ： Ａ
塔里 木 盆地 奥 陶 系石 灰 岩 顶 面 以下 的潜 山 岩
有限差分地震波传播数值模拟方法 ， 研究 了溶洞尺
度 和溶 洞填 充物 对 反射 振 幅 和频 带 的影 响 。魏 建 新 等 Ｅ－］ １１ 利用 地 震 物 理 模 型 研 究 了不 同形 态 、 ３５ 不 同尺 度 溶洞 的地 震 响应 以及 属 性 特 征 ， 究 表 明 研
碳酸盐岩储层孔洞体积的地震物理模拟估算
碳酸盐岩储层孔洞体积的地震物理模拟估算李倩;狄帮让;魏建新【期刊名称】《石油地球物理勘探》【年(卷),期】2014(049)006【摘要】由于受地震资料纵横向分辨率的限制,孔洞储集层空间体积的估算变得较困难.常用方法是通过建立一个孔洞储集体校正量板,进行孔洞储集空间的估算,该方法会受一系列复杂因素的影响.在考虑实际孔洞储集体的不同影响因素的情况下,通过物理模型技术形成了碳酸盐岩孔洞型储集空间的有效估算方法.根据实际碳酸盐岩储层的地质地震条件,构建了一个不同上覆层结构、不同孔洞大小、不同充填物等的复杂三维物理模型;通过室内三维地震数据采集、处理,分析了物理模型数据的地震属性,并进行优选;通过设置一个门槛值,对地震属性体使用三维可视化雕刻技术,保留了孔洞储集体的有效地震信息,再将其转化为实际的地质体体积,建立起孔洞储集体雕刻体积与真实体积的关系;上覆层情况越复杂,孔洞雕刻体积越大,洞内充填物阻抗值越小,放大效应越明显.【总页数】10页(P1147-1156)【作者】李倩;狄帮让;魏建新【作者单位】中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室,北京102249;中国石油大学(北京)CNPC物探重点实验室,北京102249;中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室,北京102249;中国石油大学(北京)CNPC物探重点实验室,北京102249;中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室,北京102249;中国石油大学(北京)CNPC物探重点实验室,北京102249【正文语种】中文【中图分类】P631【相关文献】1.应用微地震监测数据估算储层压裂改造体积 [J], 张云银;刘海宁;李红梅;王维波;沈财余2.孔洞储层地震物理模拟研究 [J], 魏建新;狄帮让;王立华3.VXI总线产品在地震物理模拟中的应用研究 --基于客户/服务器体系结构的地震物理模拟软件平台的创建 [J], 狄邦让;牟永光;薛国锋4.碳酸盐岩储层多尺度孔洞缝的识别与表征——以川西北双鱼石构造中二叠统栖霞组白云岩储层为例 [J], 王俊杰; 胡勇; 刘义成; 何溥为; 兰雪梅; 文雯5.孔洞型碳酸盐岩储层地震正演及叠前深度偏移 [J], 崔永福;彭更新;吴国忱;郭念民;宋文杰;罗莉莉因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
碳酸盐岩地震岩石物理需求分析
碳酸盐岩地震岩石物理研究需求分析一、国内外地震岩石物理研究现状（一）国外地震岩石物理研究现状1、国外岩石物理研究机构：主要有Stanford University，Colorado School of Mines,University of Houston，WesternGeo，Ikon Science，Statoil ASA等。
2、国外碳酸盐岩地震岩石物理学研究现状国外的岩石物理研究没有严格的按照火山岩、碎屑岩、碳酸盐这样的岩性分类加以明确区分，其研究的的重点在于理论模型的建立和应用，着眼于研究成果的系统化和精细化。
地震岩石物理研究作为连接岩石物理参数、流体性质参数与地震弹性参数的桥梁，为地震勘探技术方法的改进和发展及地震数据的定量解释提供了坚实基础，大大降低了地震解释的多解性.主要表现在：(1）岩石与流体：岩石物理研究也取得了突破性的进展，在进行岩石物理基础研究的同时，将岩石的结构特征与地震弹性参数相联系，建立了地层的岩性、孔隙度、围压和孔隙压力、孔隙流体类型和饱和度、各向异性和裂缝、温度、频率等与地震纵波速度、横波速度和密度之间的关系。
代表性研究单位：美国休斯顿大学及科罗拉多学院。
(2）烃类检测:结合岩石物理、测井分析、地质分析以及地震属性,可以预测岩性、流体、以及水合物，地震岩石物理为烃类检测技术的发展提供了坚实的基础,并有效推动了ＡＶＯ、地震衰减等技术的发展，从而在岩性及流体预测中提高了成功率。
岩石物理模版技术ＲＰＴｓ：Erik Degaars & Avseh于2003年首次提出;衰减及频散：利用地震衰减和频率衰减可以进行气藏及低饱和气藏的检测1979年Toksoz讨论了实验室衰减的测量技术；20世纪末开始，休斯顿大学和科罗拉多矿业学院的地震岩石物理实验室开始了低频测试技术的研究，在地震的低频、弱振幅条件下进行地震衰减的测量.(3）油藏监测:四维地震日益成为油气田勘探开发普遍应用的技术，但其应用仍受到储层条件、成藏机理、地震数据的可重复性以及老的三维地震资料的缺失等条件的限制，而地震岩石物理中的流体替代技术在一定程度上可以弥补此方面的缺陷。
利用地震属性预测碳酸盐岩储层
文章编号:167328926(2007)0120101204收稿日期:2006212221;修回日期:2007201206作者简介:刘伟方,1969年生,男,高级工程师,1996年毕业于中科院兰州分院兰州地质所沉积学专业,硕士学位,2006年获得中国地质大学(北京)能源学院矿产普查与勘探专业博士学位。
在中国勘探开发研究院西北分院一直从事地震构造、储层及属性方面的研究工作。
地址:(730020)甘肃省兰州市城关区雁儿湾路535号。
电话:(0931)8686183。
E -ma il :liu -w eifang@利用地震属性预测碳酸盐岩储层刘伟方1,段永华2,高建虎1,张喜梅1,孙勤华1(1.中国石油勘探开发研究院西北分院;2.中国科学院国家科学图书馆兰州分馆)摘要:碳酸盐岩储层的强非均质性加大储层横向预测的难度。
在采用二步法精细标定及解释的基础上,确定储层的地震响应,并利用主成分分析振幅、频率、信噪比等多种地震属性,尤其是波形特征对T Z A 井区碳酸盐岩储层展布特征进行了预测,最终圈定有利储层发育区带。
关键词:碳酸盐岩;储层;标定;地震属性;预测中图分类号:P 63114 文献标识码:A A m ethod study of carbona te reservo ir iden tif ica tionby usi ng post -stack se is m ic da taL I U W ei 2fang 1,DUAN Yong 2hua 2,GAO J ian 2hu 1,ZHAN G X i 2m ei 1,SUN Q in 2hua1(1.N orthw est B ranch ,R esearch Institu te of P etroleum E xp loration and D evelopm ent ,P etroCh ina ;2.T he L anz hou B ranch of the N ational S cience L ibrary ,Ch inese A cad e m y of S ciences )Abstract :T he lateral p redicti on becom es m o re difficu lt becau se of the strong heterogeneity of carbonate reservo ir .A m easu rem en t is p resen ted in th is pap er ,w h ich deter m ines seis m ic respon se of reservo ir by ho rizon calib rati on of tw o 2step m ethod and seis m ic in terp retati on ,p redicts the distribu ti on characters of carbonate reservo ir w ith analysing m any differen t k inds of seis m ic characters including am p litude ,frequency ,signal 2to 2no ise rati o ,and esp ecially w avefo r m ,and delineates favo rab le reservo ir zones in T azhong A area .Key words :carbonate ;reservo ir ;calib rati on ;seis m ic attribu tes ;p redict0 引言塔里木盆地塔中A 井区中上奥陶统良里塔格组主要为灰岩,自下而上又可细分为含泥灰岩段、颗粒灰岩段及泥质条带灰岩。
储层地球物理学碳酸盐岩储层预测
岩溶洞穴形成机理
岩溶形成机理
淡咸水混合岩溶 形成机理
随着岩溶洞穴上覆负荷增 大，而产生的洞穴塌陷， 使洞穴上方碳酸盐岩形成 许多塌陷断裂、裂缝，又 为后期的岩溶作用重新提 供了条件，使岩溶作用具 有继承性。
岩溶分带
测井响应特征
钻井响应特征
地表岩溶带 渗流岩溶带
角砾岩
潜
流 岩 溶 带
砂泥质 充填溶
CR 呈锯齿状,一般 30— 60API;电阻明显降低，呈 锯齿状;AC 明显增加;井 径扩径或略扩径。 CR 高。一般 40-100API; 电阻明显降低,呈锯齿 状;AC 明显增加;井径扩 径明显。
钻井工程 响应
钻速加快,有 时出现放空 及泥浆漏 失。
钻速不加快, 有时出现少 量泥浆漏 失。
钻速加快,有 时出现少量 泥浆漏失。
钻速加快,有 时出现少量 泥浆漏失及 放空。
油气产 出特征
初产量 较高－ 高,产量 相对较 稳定。
初产量 一般较 高,但产 量递减 快。
代表井
S48 S47 S46 T401 T407
S61 T301 T302 T402
沿裂缝的 溶蚀现象
岩溶垂向 发育模式
钻井岩溶剖面图
沿层面的 溶蚀现象
岩溶发育的主要控制因素
地层因素（F）与孔隙度(φ）
电阻增大率(I)与含水饱和度(Sw)
T302井测井曲线、岩芯及声波成象的裂缝显示对比
5367-5384m 生产测井结果： 油163.68m3/d， 气3764.68 m3/d
T401井5376m测井资料与岩芯照片对比
沙67井5590m常规、成象测井与岩芯照片对比(高角度裂缝)
沙67井5653m 常规、成象测井与岩芯照片对比。
古城地区鹰山组碳酸盐岩储层地震岩石物理特征
古城地区鹰山组碳酸盐岩储层地震岩石物理特征首先，古城地区鹰山组碳酸盐岩储层具有明显的层内变化和层间差异。
岩石中存在多种类型的孔隙结构，包括溶蚀孔、溶洞、断裂孔等。
这些孔隙结构的形成与地质历史、岩石组成、压实程度等因素有关。
地震岩石物理测井数据显示储层中孔隙度和渗透率的变化相对较大，孔隙度一般在5%~25%之间，渗透率则在0.01~1mD之间。
这种层内的变化和差异对储层油气的分布、赋存状态和开发效果产生了重要的影响。
其次，鹰山组碳酸盐岩储层具有较高的岩石饱和度和孔隙度。
根据地震岩石物理测井数据，鹰山组储层的孔隙度一般较高，平均在15%~20%之间。
这种孔隙度的高值意味着储层的孔隙结构较为发育，有利于储层的储集和流体运移。
同时，鹰山组储层的岩石饱和度也相对较高，通常在75%以上。
此外，储层中还存在一定的含气饱和度。
这些高值的饱和度表明该储层具有较好的储集和含油气潜力。
最后，鹰山组碳酸盐岩储层具有较低的孔隙弹性模量和泊松比。
地震岩石物理测井数据显示，储层的孔隙弹性模量常在10~30GPa之间，而泊松比则在0.22~0.33之间。
孔隙弹性模量是衡量储层固体性质的重要指标，其较低的值表明储层具有较高的弹性变形能力，易于油气的运移和储集。
相对应地，泊松比较低意味着储层的岩石骨架可压缩性较小，有利于储层油气的保持和积累。
总之，古城地区鹰山组碳酸盐岩储层具有独特的地震岩石物理特征。
储层中的孔隙结构丰富多样，孔隙度和渗透率变化较大；岩石饱和度和孔隙度相对较高，有利于储集和流体运移；同时，孔隙弹性模量和泊松比较低，表明储层具有较高的弹性变形能力，有利于油气的储集和保留。
这些特征为鹰山组碳酸盐岩储层的勘探和开发提供了重要的依据和指导。
碳酸盐岩溶洞数值模拟及地震识别
碳酸盐岩溶洞数值模拟及地震识别叶勇;杨子兴;李佩;潘宏勋【期刊名称】《天然气工业》【年(卷),期】2007(027)003【摘要】碳酸盐岩岩溶性储集层具有很强的非均质性,其预测非常困难.地震正演可以了解碳酸盐岩风化壳地震反射同相轴的变化特征和来自内幕洞穴的地震反射、散射等波场特征.应用高阶差分数值模拟方法,对一系列不同尺度、不同充填物(速度)的溶洞模型进行了系列的正演数值模拟,并对具地震反射特征及反射波振幅进行了综合分析.研究表明:①溶洞型油气藏的地震波沿溶洞边缘往复滑行形成多次绕射波,在地震剖面上表现为"串珠状"强短反射段;②溶洞横向尺度的大小对振幅影响很大,尺度越大,振幅越大;③溶洞充填物速度越高,其振幅越小.通过正演数值模拟研究,建立了溶洞的识别模式,将其应用于塔河油田碳酸盐岩储层的地震预测,效果较好,提高了钻井符合率.【总页数】3页(P43-45)【作者】叶勇;杨子兴;李佩;潘宏勋【作者单位】中国地质大学·武汉;中国石化石油勘探开发研究院南京石油物探研究所;中国石化石油勘探开发研究院南京石油物探研究所;中国石化石油勘探开发研究院南京石油物探研究所;中国石化石油勘探开发研究院南京石油物探研究所【正文语种】中文【中图分类】P61【相关文献】1.碳酸盐岩溶洞型储层VSP数值模拟及其波场特征 [J], 赵茂强;孙卫国;2.碳酸盐岩溶洞系统地震识别、特征描述及成因分析 [J], 高军;杨雨;代双和;徐攀;钱俊欣;郭增虎;唐艳红3.缝洞型碳酸盐岩油藏古溶洞系统与油气开发——以塔河碳酸盐岩溶洞型油藏为例[J], 鲁新便;蔡忠贤4.基于高频衰减梯度的碳酸盐岩溶洞储集体规模识别方法\r——以塔河油田岩溶古河道溶洞储集体为例 [J], 胡华锋;鲍典;马灵伟;胡起5.改进Stockwell变换法识别碳酸盐岩溶洞——以鄂尔多斯盆地奥陶系溶洞发育段为例 [J], 张繁昌;李灿灿;徐旺林因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
塔中地区碳酸盐岩溶洞地震响应机理及影响因素
塔中地区碳酸盐岩溶洞地震响应机理及影响因素李胜军;王福焕;雍学善;刘伟方;高建虎;李世银【摘要】在塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩储集层识别中,地震波"串珠状"反射是十分重要的响应特征之一.通过波动方程正演模拟技术,分别从溶洞形状、观测系统、溶洞组合方式变化等方面设计不同模型,分析了溶洞响应形成机理及对响应的影响因素.分析结果表明,随溶洞宽度的增加,"串珠"响应振幅增强,但响应纵向长度不变;随着溶洞高度的增加,"串珠"振幅呈先增大后减小的趋势;高密度采集较常规观测系统对小尺度溶洞体有较好的成像效果,分辨率较高;溶洞不同的叠置方式对应不同的地震响应特征.这些认识,为进一步研究溶洞的响应机理、溶洞形状与"串珠"特征的关系提供了一种手段.【期刊名称】《新疆石油地质》【年(卷),期】2011(032)003【总页数】3页(P305-307)【关键词】塔里木盆地;碳酸盐岩溶洞;正演模拟;地震响应;观测系统;影响因素【作者】李胜军;王福焕;雍学善;刘伟方;高建虎;李世银【作者单位】中国石油勘探开发研究院西北分院,兰州730020;中国石油塔里木油田分公司,新疆库尔勒841000;中国石油勘探开发研究院西北分院,兰州730020;中国石油勘探开发研究院西北分院,兰州730020;中国石油勘探开发研究院西北分院,兰州730020;中国石油塔里木油田分公司,新疆库尔勒841000【正文语种】中文【中图分类】TE112.221塔里木盆地塔中地区位于岩溶斜坡和岩溶次高地，风化壳岩溶、裂缝发育，勘探前景良好。
奥陶系目的层非均质性强，储集层类型既有溶蚀孔洞型，也包括火山热液引起的溶蚀、交代成因孔洞，更有裂缝型储集层及缝洞型储集层。
一些研究人员从物理模拟和数值模拟的角度对这类碳酸盐岩缝洞型储集层的地震波特征进行了分析，得到了很多认识，但对影响溶洞响应形成机理及影响因素尚未进行系统分析[1-5]。
碳酸盐岩储层物性模拟研究
碳酸盐岩储层物性模拟研究碳酸盐岩储层是一种重要的油气储集层，其储层物性模拟研究对于油气勘探、开发以及生产管理有着非常重要的意义。
本文将分别从碳酸盐岩储层物性分析、碳酸盐岩储层物性模拟方法、碳酸盐岩储层物性模拟应用等方面进行阐述。
一、碳酸盐岩储层物性分析碳酸盐岩储层的物性是指储层的孔隙度、渗透率、孔隙度类型、孔隙结构、孔隙连通性以及岩石的水、油等流体的物理化学性质等。
由于碳酸盐岩储层的复杂性质，其物性研究需要全面、多角度的分析和综合评价。
一般来讲，物性分析可以通过实验室和数学模型方法进行研究。
实验室方法主要是通过对储层样品的物性实验进行分析。
这些实验包括孔隙度和渗透率测定、孔隙度结构表征、岩石物理性质等。
通过对储层样品进行实验，可以对储层的物理化学特征有更深的认知。
数学模型可以通过孔隙结构参数、水力学特性参数、岩石力学参数、岩石物理参数等方面来描述储层物性，并利用这些参数建立储层物性模型。
二、碳酸盐岩储层物性模拟方法碳酸盐岩储层物性模拟是根据物性分析结果，建立的数学模型。
目前碳酸盐岩储层物性模拟方法主要有流体流动模拟、多相流模拟、岩石物理模拟以及渗流数学模型等。
流体流动模拟是利用黏性流体力学理论描述储层中的油、气等流体在孔隙中的流动情况。
多相流模拟则是在流体流动模拟基础之上，考虑了储层中不同流体的存在，如水、气、油等，模拟不同流体在孔隙中的运动情况。
岩石物理模拟则是以岩石物理参数为基础，建立岩石物理模型，通过对储层油、气等流体反射波和折射波特征分析，进一步确定储层物性。
渗流数学模型则是利用渗流理论来模拟储层中的流体运动情况。
三、碳酸盐岩储层物性模拟应用碳酸盐岩储层物性模拟可以应用于油气勘探、开发和生产管理等各个方面。
其中最为重要的应用便是储层评价和储层预测。
通过碳酸盐岩储层物性模拟，可以对储层进行评价，确定储层中的渗透率、孔隙度、孔隙连通性情况，从而推断油气的分布和储量等。
此外，碳酸盐岩储层物性模拟还可以用于确定采油方式和采油设计，加强对储层的监测和管理，提高采收率和生产效益。
碳酸盐岩表层结构对地震波能量的影响
碳酸盐岩表层结构对地震波能量的影响钟明寿;谢全民;常鉴;刘少光;龙源;刘影【期刊名称】《石油地球物理勘探》【年(卷),期】2018(053)003【摘要】为研究在层状结构表层激发时地震波能量及频率的变化规律,进行了激发物理模拟试验,认为:当岩石表层结构存在薄互层时,将对某些频率成分产生调谐放大作用,如果适合爆破地震勘探的频率成分在这些放大的频率范围内,则该表层结构的地震地质条件较好,可得到能量较强的地震信号.为了研究灰岩裸露区复杂的地表接收条件对地震波能量的影响,进行了灰岩表层结构接收试验,认为:①爆炸应力波的主要能量集中在几千至上万赫兹频率范围内,应力波的高频部分迅速衰减,而占其中份额很少的低频信号被接收;②地表地层在炸药爆炸的激励作用下产生相应的低频振幅响应,它和应力波混合在一起,成为地震激发的地震子波,灰岩地层由于岩层厚度和岩石密度大,导致地震子波能量弱,因此在碳酸盐岩中采集到的地震波能量较弱;③在灰岩裸露地区,岩石表层条件一致性很差,导致爆炸反射波的振幅、频率和相位产生很大差异,增加了在碳酸盐岩地区爆炸地震勘探采集技术的复杂性.研究成果对碳酸盐岩介质中油气资源勘探、开发的震源设计具有借鉴意义.【总页数】6页(P437-442)【作者】钟明寿;谢全民;常鉴;刘少光;龙源;刘影【作者单位】中国人民解放军陆军工程大学,江苏南京 210007;中国人民解放军陆军工程大学军械士官学校,湖北武汉 430075;中国石化石油勘探开发研究院南京石油物探研究所,江苏南京 210014;宁德市公安局,福建宁德 352100;中国人民解放军陆军工程大学,江苏南京 210007;中国人民解放军陆军工程大学,江苏南京210007【正文语种】中文【中图分类】P631【相关文献】1.碳酸盐岩储层地震波数值模拟影响因素分析 [J], 姜宁宁2.介质离散方法对地震波场有限差分数值模拟准确性的影响 [J], 朱强;姜芦倩;张伟3.装药不耦合系数对碳酸盐岩爆炸地震波能量的影响 [J], 钟明寿;龙源;谢全民;纪冲;刘好全4.地层衰减对地震波速度逆散射反演的影响研究 [J], 段晓亮;翟鸿宇;王一博;杨慧珠5.地震波入射角对地震动特性的影响研究 [J], 华凯;范留明;车军鹏因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
3.8 碳酸盐岩储集层储集物性的影响因素
《油气地质与勘探》(Petroleum Geology and Exploration)3.8 碳酸盐岩储集物性的影响因素碳酸盐岩储集空间的形成往往经受多种因素:✓原生孔隙受沉积作用明显，其次为成岩作用；✓溶蚀孔洞的形成受成岩作用影响显著；✓裂缝的形成与构造作用密切相关。
沉积环境的影响每一种沉积环境都形成不同的沉积物和沉积岩。
A-内陆架；B-中陆架；C-外陆架； D-斜坡； E-盆地；陆架环境的碳酸盐岩沉积相带与岩石类型（据Sarg，1888，改）沉积环境的影响原生孔隙受沉积环境影响明显，尤其是沉积水动力的高低。
✓粒间孔隙：与颗粒大小，分选程度，基质含量有关。
✓晶间孔隙：原生晶间孔与晶粒大小及均匀性关系密切。
✓生物孔隙：与生物个体大小和排列状况有关。
成岩作用的影响✓使孔渗性能降低的成岩作用：胶结作用、压实作用、压溶作用和充填作用。
✓有利于孔隙形成的成岩作用：溶解作用、白云石化作用……①“常规”压实曲线，②存在早期淡水胶结作用时的压实曲线，③由于后期溶蚀作用形成的“理想的”孔隙度与埋深关系曲线，④存在异常高压时的压实曲线。
碳酸盐岩成岩作用与孔隙演化（马永生，1899，改）碳酸盐岩的溶解作用广义的溶解作用包括溶解、淋滤和岩溶作用，其中淋滤和岩溶作用主要发生在表生环境中，对次生孔隙的形成具有重要意义。
华北地区任丘油田古潜山岩溶垂向分带区（据华北油田研究院，1982；转引自包茨，1988）碳酸盐岩溶解度富含CO2水中，碳酸盐岩溶解度与Ca2+/Mg2+成正比，即石灰岩比白云岩易溶解；富含SO42-水中，与上相反。
碳酸盐岩厚层、质纯者易溶解。
地下水溶解能力水中富含CO2时，地下水溶解能力增大。
温度对碳酸盐岩淋溶作用的影响（冯志刚等，2012）每小时内1克样品淋溶数量，毫克温度/℃淋溶时间MgCO3CaCO3CaMg(CO3)225 5时45分0.2 0.42 0.6250 4时30分0.22 0.69 0.91有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６或关注桃报：奉献教育（店铺）地貌、气候、构造条件地貌上，溶蚀带多在河谷和海、湖岸附近地区较为发育。
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碳酸盐岩储层地震波数值模拟影响因素分析
通过对比分析已有井的钻测井资料，建立了基于单井的正演模型以及区域连井地质-地球物理模型，并且两者的储层正演响应特征规律性一致。
分析讨论了模型建立过程中需考虑的影响因素：子波选择与旁瓣，围岩的尺度、位置、形状。
揭示了发育不同厚度时的地震响应特征，进而正确认识了储层的地震相，在实际应用中取得了良好的效果。
标签：地震波数值模拟；有限差分法；碳酸盐岩储层；影响因素
1 概述
在地震勘探中，地震波数值模拟又称地震正演，可供正确认识储层的地震响应特征，为储层预测提供基础。
通过分析不同厚度、岩性组合对地震响应的影响，建立储层和地震响应特征之间的联系，為应用地震资料进行储层预测提供一定的依据。
地震波数值模拟方法主要分为射线追踪法和波动方程法两类，而其中波动方程法因其能够提供更丰富的波场信息而得到了更加广泛的应用。
基于波动方程的数值模拟按照算法不同又分为有限差分法、伪谱法、有限元法及谱元法等，其中有限差分法是最为流行的方法之一[1]。
文章采用地震波数值模拟的最常用的波动方程有限差分法正演模拟对下二叠统的储层特征进行了正演影响因素分析实验。
2 基本原理
3 储层正演影响因素分析
在研究区范围内，栖霞组以深灰色厚层状石灰岩为主，含泥质条带及薄层，具灰黑色生物碎屑灰岩、藻灰岩、藻团粒灰岩互层。
栖霞组与下伏梁山组黑色含煤岩系及上覆茅口组浅灰色块状灰岩均为整合接触。
结合区域地质认识、地震、钻井、测井资料及已有研究成果，建立如图1所示的正演模型。
茅口组整体发育大套灰岩，在茅口组底部普遍性发育的一套泥灰岩，由于物性差异较大，对实验结果影响较大。
模型仅在透镜体一侧设计了一定厚度的泥灰岩，从实验结果中可以得到效果对比。
储层发育在栖霞组上部，储层厚度透镜状变化由中间70米向两侧逐渐减薄，直至储层不发育。
在下伏地层中，梁山组黑色含煤系地层虽然很薄（十米左右），但地震波阻抗差异更大，同样不可忽视。
根据上述建立的地质-地球物理正演模型，选用接近实际地震资料的子波进行正演实验。
实验选用了30Hz理论Puzirov子波和Riker子波两种不同子波，其中，Puzirov子波波形与Riker子波波形相似均为零相位子波，但旁瓣能量较弱并且能量延续时间较短，具有更高的分辨率。
两种不同子波模型正演结果分别如图2所示，图2a是选用30Hz Puzirov子波的结果，图2b则是同一频率常用的Riker 子波的正演结果。
总体而言，选用Puzirov子波的正演剖面中，波形信息更加丰富，具有更高的分辨率。
在细节刻画方面，图2a中随着储层厚度增大，储层顶
部的波谷响应更具规律性，同时储层底部的波峰也发生的规律性变化。
在目的层的下部，图2a对煤系地层以上的刻画也更加清晰。
实验发现，茅口组底部非普遍性发育的一套泥灰岩是目的层段正演响应特征的重要影响因素。
对比模型与正演结果，图2b显示栖霞组内部不发育储层时，顶部表现为极弱波谷反射特征，底部逐渐出现弱波峰响应。
随着储层厚度增大，峰谷响应均变弱甚至空白反射。
图2中阶梯状的强能量同相轴代表茅口组的泥灰岩出现的强反射。
茅口组底部的泥灰岩与上覆大套的茅口组下段的纯灰岩之间存在较大的波阻抗差异，此处产生了强波峰反射。
对储层的响应而言，茅口组的泥灰岩的出现使储层段波峰中出现了波谷的特征，变化十分明显，也使得实验结果开始与实际勘探地震资料吻合。
所以，建立模型时应该综合考虑围岩的尺度和波阻抗差异分界。
为了进一步说明这一影响，在图1所示的模型基础上稍作改进，得到了图3所示的地层发育厚层泥灰岩的模型正演结果（30Hz雷克子波）。
当茅口组下段发育厚层泥灰岩并直接与栖霞组整合接触时，储层的波谷响应消失，底部的弱波峰反射也变的极弱接近空白反射。
4 结论与建议
文章围绕地震波场正演影响因素进行了实验分析，可以得出以下结论：子波旁瓣与考虑围岩的尺度对储层正演至关重要。
不同子波的旁瓣对储层正演的影响很大，井-震标定常用的是理论Riker子波，并且同一频率下Puzirov子波具有更高的分辨率。
同时，目的层上下围岩的尺度，包括细层的划分及层厚的延伸对结果也有较大影响。
由于碳酸盐岩储层正演需要解决的是分辨率附近薄层地震标定问题。
在分辨率附近讨论地震响应特征，某一峰谷同相轴的响应并不是单一地质界面或波阻抗界面，而是集合了围岩的厚度、形状、相对位置等几何参数和纵横波、密度等物性性质为一体的综合响应。
参考文献
[1]张永刚.地震波场数值模拟方法[J].石油物探，2003，42（2）：143-149.
[2]陆基孟，王永刚.地震勘探原理[M].北京：石油工业出版社，2009：276-286.
[3]马中高，管路平，贺振华，等.利用模型正演优选地震属性进行储层预测[J].石油学报，2003，24（6）：39-43.
作者简介：姜宁宁（1991-），男，成都理工大学在读硕士研究生，地球探测与信息技术专业，研究方向为地震资料解释与正演模拟。