岩石物理驱动下地震流体识别研究
《岩石孔隙中NMR油水识别技术研究》范文
《岩石孔隙中NMR油水识别技术研究》篇一一、引言随着能源需求不断增长，对油气的探测与开发成为了关键性任务。
岩石孔隙中油水的准确识别对于油田的勘探和开发具有重要价值。
核磁共振（NMR）技术作为一种无损检测手段，具有探测精度高、对样品无损的优点，广泛应用于石油工业的多个环节中。
本文旨在探讨在岩石孔隙中运用NMR技术进行油水识别技术的研究。
二、NMR油水识别技术基本原理NMR技术是一种物理测量技术，它基于原子核在磁场中的共振行为进行工作。
在油藏勘探中，岩石样本中氢原子的NMR信号反映了孔隙内流体的性质。
通过测量岩石样本的NMR信号，可以分析出孔隙中油、水的分布情况。
具体而言，当磁场作用于岩石样本时，岩石内部的氢原子会产生共振现象，通过测量这种共振频率，可以得到孔隙中流体的相关信息。
由于油和水的核磁共振特性不同，因此可以通过对比信号强度和弛豫时间等参数，识别出孔隙中的油和水。
三、岩石孔隙中NMR油水识别技术的研究方法在岩石孔隙中应用NMR技术进行油水识别，主要分为以下几个步骤：1. 样品准备：采集岩石样本，并进行必要的处理和制备工作，使其符合NMR实验的要求。
2. 实验设置：根据实验需求，设置适当的磁场强度和频率等参数。
3. 数据采集：通过NMR仪器对岩石样本进行扫描，获取孔隙内流体的NMR信号数据。
4. 数据处理：对采集到的数据进行处理和分析，提取出与油水识别相关的信息。
5. 结果解读：根据数据处理结果，结合地质知识和经验，判断孔隙中油水的分布情况。
四、技术应用与挑战在应用NMR技术进行油水识别时，需要克服一些技术上的挑战。
首先，由于岩石孔隙结构复杂，信号的解析和提取需要更精确的技术手段。
其次，油水的性质和分布受多种因素影响，如岩石类型、孔隙结构、流体性质等，这需要综合考虑多种因素进行准确判断。
此外，还需要解决信号的噪声干扰问题，提高数据的可靠性和准确性。
五、未来展望随着科技的不断进步，NMR技术在油水识别方面的应用将更加广泛和深入。
高灵敏度流体识别因子研究
式 中 ， 、 分 别 为饱 和流 体岩 石 和＝ 燥 岩 石 的体积 模 量 ， ａ 于是 有 ： Ｋ Ｋ Ｆ ＧＰ 。
Ｋ 一 Ｋ ｄ 一 一 【ｙ一 Ｍ ｉ ‘ Ｉ ／ 一 ｄ Ｌ ｒ ｙ （） ２
式 中，
和 ｄ 分别 表示 饱 和岩 石 和下燥 岩 石 的剪切 模 量 ， ａ ｒ ｖ ＧＰ 。
式 中 ， 表示 饱 和流体 岩石 密 度 ， ／ ｍ。 为饱 和 流体 岩石 的纵波 速度 ， ｓ Ｋ 、 分别 表 示岩 石骨 架 和 ｐ ｇｃ ； ｍ／ ； Ｋｎ
长 江 大 学 学报 （ 自然 科 学 版 ）
２１ ００年 ９月
根 据上述 分析 可知 ，饱 和 岩石 的 横波 波 阻抗 变 化 不 大 ，对 流体 不 敏 感 ；纵 波波 阻抗 对 流体 较 为敏
藏识别 方面取得 了良好效果 ，但 缺乏对 流体识别 因子特征 和应用 条件 的系统 分析 ，所 以很难根 据实 际情 况
选择合适 的流体识 别 因子 以较 高的灵 敏度对 流体进行 识别 。为此 ，笔者对 流体 识别 因子 的识别 能力 和灵 敏 度进行分 析 比较 ，并总结含 流体砂 岩的特征 ，从 而提 出高灵 敏度流体 识别 因子 。
１ 流 体 识 别 因子 的 岩 石物 理 基础
根据 Ｂ ｏ 理 论 ， ： ｌｔ 有
一 ｄ ＋ Ｍ ｒ ｖ （ ） １
式 中 ， 、ｄ 分别 为饱 和 流体 岩石 和 干燥 岩 石 的拉 梅 常数 ， ａ 为 孔 隙压 力 为常 数 时 的 流体 体 积 变 化 ｒ ｙ ＧＰ ； 与岩 石体 积变 化之 比 ； 为地 层模 量 ， Ｍ 表示 在体 积不 变 时使 流体 进入 地 层 的压力 ，ＧＰ 。 ａ 此 外 ，Ｇａｓ ｎ ［ 导 出 了如 下方 程 ： ｓｍａ ｎ６
地球物理测井方法课件 流体识别和储层参数计算
达西(D)是渗透率的标准单位，1D相当于在流动方向上压力梯度为1大
气压/cm的条件下，岩石允许粘度为1CP、体积为1cm3的流体，在1s
时间内通过截面积为1cm2的能力。渗透率的常用单位为毫达西(mD)，
1D=103mD。
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1. 主要影响因素及分影 为析粒响度K的中主值要、地粘质土因含素量、
Timur的关系式：
K 0.136 4.4
Swi 2
Coates的关系式：
渗透率，10-3μm2
10000 1000 100
10 1 0.1 0.01
5
1
K2
100 2 (1 Swi )
S wi
Swi=5%
Swi=10%
Swi=20%
Swi=30% Swi=40% Swi=50% Swi=60% Swi=70% Swi=80%
S
t tma t f tma
1 Cp
Cp为压实校正系数，Cp≥1
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密度测井
b maVma f 1 ma f
D
ma ma
b f
中子测井
N V Nma ma Nf (1 ) Nma Nf
N
N Nf
Nma Nma
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(1) 确定单矿物岩性储层的孔隙度 A 含水纯岩石
声波测井 t tmaVma t f
“单曲线方法”
Vma
t (1)tma t f
Vma 1
S
t tma t f tma
（Wyllie公式，适用正常压实和胶结的纯岩石）
对未压实砂岩，声波在颗粒和流体界面发生散射和折射，导致时差增 大。此时，用上式计算的孔隙度数值须进行压实校正：
碳酸盐岩储层地震气水识别方法
川庆物探公司
不论含气、含水均表现为“亮点”、低速、低阻 等…
Inline450 气井 Inline557 水井
川庆物探公司
2. 常规的叠前地震技术(AVO)用于流体 识别同样具有一定的难度和挑战 ——
碳酸盐岩本身的AVO响应相对碎屑岩储层要 微弱得多。
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Goodway
Li Yongyi(李勇一）
川庆物探公司
广安2井 cdp3702 Ga01线P波剖面
须六顶
广安2井 cdp3702
须六底 储层
须六顶
Ga01线PS波剖面
须六底
须六顶
储层
须六底
川庆物探公司
广安2井
广安102井
３线P波
0.8s
1.0s
须六底
1.2s
在须六段获气：42129m3/d
1.0s
1.2s 1.4s 1.6s
３线PSV波
川庆物探公司
方法1——MEEI流体识别方法
原理与方法
Connolly 基本弹性阻抗(EI)表达式：
EI ( ) V
(1 tan 2 ) P
V
( 8 K sin2 ) S
(1 4 K sin2 )
对小偏移距(取Aki-Richards方程前两项)：
EI ( ) V
储渗单元描述
T1f4
2.400
密
度
伽
玛 横波速度 纵波速度
2.500
T1f4
T1f1
T1f1
T1f1
T1f1
2.600
lg001-1
LG1
LG001-3
2.700
LG2
波阻抗属性
简述岩石物理研究的前沿课题
简述岩石物理研究的前沿课题
岩石物理学是研究岩石的物理特性及其与地球内部结构和地球动力学过程之间关系的学科。
在岩石物理研究领域，存在着一些前沿课题，例如：
1. 岩石的微观结构特性：研究岩石的微观结构，包括晶体结构、矿物成分和孔隙结构等，以揭示岩石物理特性与微观结构之间的关系。
2. 岩石力学性质：研究岩石的弹性、塑性、蠕变等力学性质，探索岩石的变形和破裂行为，为地震学、岩石工程等提供基础数据。
3. 岩石中的流体行为：研究岩石中的流体（如水、油、气等）在孔隙中的运动和作用机制，探索地下水资源调查、油气勘探开发等领域的关键问题。
4. 岩石物性参数的测定与模型构建：通过实验、观测和数值模拟手段，研究岩石的密度、速度、电磁性质等物性参数，进而构建地球内部结构和成岩演化模型。
5. 岩石物理与地球物理方法结合：结合地球物理勘探（如地震、电磁、重力等）手段，通过岩石物理参数的解释与预测，提高地下介质的识别与解释能力。
这些前沿课题的研究对于深入了解地球内部结构、开展资源勘探与环境地球科学研究等具有重要意义。
莺歌海盆地乐东区浅中层岩性气藏地震识别评价技术
成的亮点与其浅层亮点具有形态特征相似性 ，例如乐东２＿ 圈闭南块 ｏｌ Ｔ ９ 层在 下伏 Ｔ ０ 位形 成 多次波 亮点 ，其特 征及 横 向范 围均 与 １气 ２层 Ｔ ９ 层亮 点相似 ；第三亮点技术 不能 鉴别含气水层和气层 ，含有少 １气 量天然气 的砂岩和高含气饱和度砂岩纵波速度 降低并没有明显区别 ，
加。
力条件 下 ），碳酸盐含量高的地层具有较 高的纵波速度 ，差速到２ｏ ０ ｍｓ ３０ ／ ／～ ０ｍｓ ；砂岩 含气后 ，纵波速度有较大下 降，差 速到４ ０ ／一 ０ ｓ ｍ ６０ｇ ，密度也下降，不如速度敏感 ；但砂岩泥质含 量高 ，物性差的 ０ｒ ｓ ｉ 情 况下 ，差气层的低速异常并不明显。
毒 ｔ ＿
・
・
；
式进一步简化 的纵波反射系数方程
Ｒ —Ｉ ｏ ＋ ．５ 口ｓ ｐ Ｌｃ ｓ０ ２２ Ａ ｉ Ｏ ｎ
。
：
这样各个参数之问的关系变得象作图法一样简单明了。
一声 电关系一 地震响应对 应关系和参数 ， 立了适 建
‘ 、 ０ ’ ． ＋ ＋ ～
程能全面的反映入射角等参数对 反射 系数和投射系数 的影响 ，但是过 于复杂 ，很难直接看清楚 各参 数对反射系数的直接影响。因此 ，也就 产生了各种简化公式 ，其中Ｈｌｒ ａ依据海上资料的实际情况 ，把公 ｉｅｎｎ ｔｒ
基础。依据不同岩性、成 分 、孔隙度 、埋深 、流体
情况下地层在声波速度、 密度等方面的岩石物理特 征 ，研究从岩石流体性质
砂岩 和周围泥岩 存在较大 的波阻抗 差 ，在地震剖面 上形成强振幅反 射 ， 就是 “ 点”。正极性地震 剖面上 ， “ 也 亮 亮点 ”特 征是 ：①气 层 顶会 在反 射波 同 向轴 呈一 强波 谷 ，气 藏边 界有 时会 出现极 性反 转 ；② 振幅值 比周 围一般值要大２ ３ 以上 ；③气层 底的下伏反射 —倍
岩石物理参数的流体敏感性分析
岩石物理参数的流体敏感性分析孙兴刚;魏文;李红梅【摘要】岩石物理参数分析是储层流体检测和岩性识别的基础,针对不同岩石物理参数对储层流体的敏感性各异,提出了岩石物理流体敏感性参数的构建方法,并对不同的岩石物理参数及组合进行流体敏感性的分析.在岩石物理参数分类基础上,构建由剪性参数和体性参数组成的组合参数,将体性参数λ表示为干岩石参量和流体参量两部分的综合贡献,参考实验数据,选择最佳系数c值,使构建的组合参数最大程度地反映流体的贡献.在东营北带,通过实验室中深层岩石样品的测定和计算,得到基本岩石物理参数,按照流体敏感参数的定义对该区的不同岩石物理参数及组合进行流体敏感性分析,结果表明,构建的组合参数对储层流体的敏感程度要高得多,这对寻求敏感性较好的岩石物理参数进行储层流体识别具有指示意义.【期刊名称】《油气藏评价与开发》【年(卷),期】2012(002)001【总页数】5页(P37-40,49)【关键词】岩石物理参数;构建方法;组合参数;东营北带;流体敏感性分析【作者】孙兴刚;魏文;李红梅【作者单位】中国石油化工股份有限公司胜利油田物探研究院,山东东营257022;中国石油化工股份有限公司胜利油田物探研究院,山东东营257022;中国石油化工股份有限公司胜利油田物探研究院,山东东营257022【正文语种】中文【中图分类】TE125.3随着隐蔽油气藏勘探开发以及提高老油田采收率的需要，作为油气勘探开发领域的基础性研究，岩石物理研究[1-4]在储层特征及流体识别方面有着广泛的应用，它是联系地震油藏描述的桥梁。
通过岩石物理性质[5]的分析，特别是岩石孔隙中流体的变化对岩石弹性性质的影响，定量确定含流体岩石物理参数与地球物理量的关系[6-8]，进而描述储层流体变化引起的地震响应变化。
岩石物理参数可通过实验室岩石样品测定、计算或者叠前地震反演获得，在众多岩石物理参数中，如：体积模量、剪切模量、纵横波速度等，它们对储层流体特征的敏感性各异[9-13]，如何寻求敏感性较好的参数是储层流体识别的关键问题。
基于双相介质的地震流体识别
Ｓ ｅ ｉ ｓ ｍｉ ｃ ｌｕ ｆ ｉ ｄ ｄ ｉ ｓ ｃ ｒ ｉ ｍｉ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｗｏ － ｐ ｈａ ｓ ｅ ｍｅ ｄ ｉ ａ ｔ ｈｅ ｏ ｒ ｙ
因子直接提取方法和 固液解耦流体 因子叠前地震 反演方 法。地震波 在含烃储层 中传播 时发生 速度频散 ， 根据 中观
尺度岩石物理理论 ， 提出基于叠前反演 的频散 属性提 取方法 ， 实现频 散属性 的定 量表征 ， 将速 度 的频散 幅度用 于流 体识别 。该方法实际工 区应用效果 良好 。结果表明 ： 以双相介质岩石 物理理论为基础 建立流体 因子 ， 依托 叠前 地震 反演进行储层流体识别 的方法精确可靠 。 关键词 ： 双相介质 ； 流体识别 ；弹性 阻抗 ； 叠前地震反演 ； 频散属性
印 兴耀 ，李 超 ，张世 鑫
（ １ ． 中国石 油大学地球科 学与技术 学院， 山东青 岛 ２ ６ ６ ５ ８ ０ Байду номын сангаас ２ ． 中海油研 究总院， 北京 １ ０ ０ ０ ２ ７ ） 摘要： 为避免间接计算的累积误差 ， 提高储层流体识别精度 ， 根据孔 隙弹性介 质理论 ， 建立基 于弹性阻抗反演 的流体
文章编号 ： １ ６ ７ ３ — ５ ０ ０ ５ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ － ０ ０ ３ ８ － ０ ６
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ３ — ５ ０ ０ ５ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ５ ． ０ ０ ６
基 于双 相介 质 的 地 震 流体 识 别
２ ０ １ ３年
第３ ７卷
中国石油大学学报（自然科 学版 ）
川西某工区致密碎屑岩储层预测与流体识别
139致密砂岩天然气藏储量惊人，根据有关科研单位的估算，目前世界上现今技术可开采的致密砂岩天然气储量居非常规天然气之首。
我国致密碎屑岩储层发育，致密气藏分布广泛，类型多样、潜力巨大。
在中国石化探区西北的塔里木盆地、西南的四川盆地、华北的鄂尔多斯盆地，以及华东的渤海湾盆地都有分布。
中国石化不同类型气藏的产量中低渗致密气藏产量大于40%。
但由于致密碎屑岩低孔、低渗，非均质性强，油气富集与致密背景下的相对高孔高渗的发育状况关系密切。
致密砂岩储层的物性、含气性预测一直是勘探中难点。
多年来，石油勘探工作者针对致密碎屑岩识别及描述的难题开展了大量的技术研发及理论创新。
储层预测技术一般是指通过综合利用地震、地质、测井以及岩石物理信息，来对储层的岩性、空间形态、物性以及含油气性进行刻画和描述。
致密碎屑岩储层预测是建立在常规储层地震预测技术之上的。
刘振峰等[1]将神经网络和地质统计学结合，开展了致密碎屑岩储层地震反演，预测精度大大提高。
张睿等[2]基于部分叠加数据开展了基于叠前同时反演和地质统计学方法结合起来的致密碎屑岩储层预测。
洪忠等[3]通过优选出对气层识别敏感的弹性参数组合，并基于贝叶斯反演理论开展岩性及流体识别。
陆红梅等[4]利用波形聚类开展了地震相分析，并基于正演模拟结果优选的波峰数地震属性对鄂尔多斯盆地镇泾工区开展了储层预测研究。
还有许多学者对致密碎屑岩的储层预测和流体检测做了深入研究[5-7]，但针对不同工区，地质情况不同，存在的地球物理问题也不太一样，本文重点针对川西某工区的致密碎屑岩储层开展了储层预测和流体识别，并对有利区进行了综合评价研究。
1 方法原理1.1 地震储层预测储层预测方法众多，本次采用地震波形指示反演方法进行叠后储层高分辨率预测。
地震波形指示反演利用沉积学基本原理，充分利用地震波形的横向变化来反应储层空间的相变特征，进而分析储层垂向岩性组合的高频结构特征，更好地体现相控的思想，是一种真正的井震结合高频模拟方法，使反演结果从完全随机到逐步确定。
AVO分析与流体识别
AVO分析与流体识别随着地震勘探的不断发展,利用少量或者单一信息难以达到流体识别的目的。
因此,人们希望能从实际的地震资料中更多地获取反映储层流体的信息。
近年来,学者们以纵波、横波为基础对储层的流体识别进行了广泛的研究。
通过研究表明,纵、横波信息的组合对流体信息的表达是有利的。
但是,由于横波勘探的成本高,技术实现难度大等等原因,一直未能得到很好的实现和广泛的应用。
但研究同时也表明,垂直入射只有纵波反射,而非垂直入射在界面处则会发生转换横波。
并且,近角度的反射类似于零偏移距的反射,包含的纵波信息较多。
而大角度的反射,在界面产生的横波信息会增多。
在含有流体的储层介质中,振幅随着炮检距的变化而变化的现象较明显,而不含流体的围岩地层中振幅随炮检距变化而变化的现象则不明显。
也就是不同的角度道包含有不同的流体信息,以及不同的流体信息反映出不同的地震信息。
为此,纵波,横波和转换横波的综合利用为流体识别提供了一条有效的途径和方向。
因而,以此为基础,以AVO技术为代表的研究振幅随炮检距变化而变化的相关技术得到了深入的研究。
加之,AVO技术是以岩石物理和严谨而系统的数学推导为基础,同时在特殊处理中具有一定的抗噪性,并且能从纵波资料中提取横波信息,加上流体识别方法的可深入性,可研究性,可发展性,越来越多地将两者结合起来进行综合的储层流体研究分析。
所以,这一技术得到迅猛的发展和广泛的应用,并成为重要的油气勘探和储层预测方法。
本文通过对AVO技术的产生背景、发展历史、研究现状和发展趋势的了解和认识,阐述了研究目的与意义。
介绍了AVO技术的基本原理,其中包括岩石物理基础和地球物理基础,介绍了Zoeppritz方程及其不同的近似表达式,并讨论了不同近似表达式的精度。
然后结合参数模型,分析了各种参数对AVO反射系数的影响,包括泊松比的变化,岩层厚度,以及岩性的差异对反射系数的影响,分析四类含气砂岩的AVO响应特征。
在此基础上,根据实际钻井资料得到的岩性参数,增加了对碳酸盐岩AVO 反射特征的正演模拟,得到AVO同样适用于碳酸盐岩储层的预测研究。
流体识别
文章编号 %...%''%#$.%.$.%..+$".+收稿日期 $..*.+.*&改回日期 $..*.*.$'作者简介 苗永康#%*+*($"男"高级工程师"现主要从事储层反演方法研究以及科研管理工作'"济阳坳陷$\地区基于地震资料的流体识别方法苗永康% $ 王玉梅$ 吴国忱# 慎国强$%e 中国科学院广州地球化学研究所 广东广州J %.... $e 中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司物探研究院 山东东营$J C .$$ #e 中国石油大学 华东 山东东营$J C ...摘要 济阳坳陷K #地区为复杂断块区"砂岩储层的厚度和物性变化快"油藏类型比较丰富'油田已经过多年开发"剩余油分布不明制约了后期开发水平的提高'为了弄清该地区的剩余油分布情况"在地震岩石物理分析的基础上"综合应用地震资料和测井资料提高地质框架模型的精度"利用叠前地震反演结果对储层的含流体性质进行描述'针对K #地区小断层发育的特点"研究了多断块地震)地质)测井联合精细标定技术和井震联合提高地质模型精度技术&针对油层的低密度)低泊松比特征"采用对流体敏感的泊松阻抗属性参数进行流体识别"提高了流体识别的精度'识别结果与采油动态情况吻合程度较好"新部署的钻探井获得了较高的产量'关键词 多断层标定&多断层约束模型&泊松阻抗&流体识别&叠前反演?%#%%.3#*+*!T3@88;3%...F %''%3$.%.3.%3.%$中图分类号 1+#%e '文献标识码 -""随着济阳坳陷油气田勘探和开发程度的不断加深"勘探对象从构造型油气藏转向复杂隐蔽型油气藏'济阳坳陷K #地区的古近系沙河街组二段是复杂岩性油气藏的典型代表"该地层属三角洲前缘水下分流河道沉积"储层厚度大多在J &&6"单砂层厚度大于%.6的砂层占J `左右"埋藏深度为%&..&$...6'K #地区砂泥岩薄互层特征明显"储层的厚度和物性变化大"砂体发育的程度差异大"非均质性严重"区内断层发育"小断块多且分布复杂"给储层描述和流体识别带来困难'由于对剩余油分布认识不到位"致使油田后期开发出现困难"如同层的新井与老井产量差距大等"制约了油田开发水平的提高'针对上述问题"采用结合地震资料横向分辨力和测井资料纵向分辨力的高精度反演技术"应用基于叠前和叠后地震属性的分析进行了储层和流体描述'该方法包括储层和流体敏感参数分析)多断层的精细标定)多断层框架约束模型建立和反演结果应用等关键技术'%"K#地区地震岩石物理分析通过对测井数据和岩心数据的对比统计分析"得到K #地区沙二段的砂)泥岩速度与深度关系%$.J .6深度以上"泥岩速度明显小于砂岩速度&$.J .&$%..6深度"砂)泥岩速度相近&$%..6深度以下"泥岩速度略小于砂岩速度'油层速度为$*C .6!8"水层速度为#...6!8"速度相当"因此"仅依靠纵波速度无法对流体进行识别*%+'在K #地区只有一口井进行了横波速度测井"为了统计岩性和流体与弹性参数之间的关系"首先采用岩石物理正)反演横波速度计算方法"得到井点处的横波速度*$+&然后通过流体替换技术"分析对储层岩性和流体敏感的弹性参数*#+'对计算得到的井点弹性参数与岩性及不同流体进行了交会分析'图%为泊松比与密度以及油气水的交会分析图"可见"油层具有相对低泊松比特征'[B 5\7;,B 80等*'+指出"对纵)横波阻抗交会图通过选择一个旋转轴"可以达到最佳区分任意两种岩性和流体类型的目的"他们将旋转后的参数定义为泊松阻抗#X 1E @$"其表达式为X 1E @N X 1O ?X N N #&O ?/$+#%$式中%&为纵波速度&/为横波速度&X 1为纵波阻抗&X N 为横波阻抗&+为密度&?是使旋转达到最优的控制参数'应用流体替换技术*$+"对比分析了油层被替换为水层后的密度)泊松比和泊松阻抗的变化特征'结果表明"密度的变化在$e J `左右"泊松比的变化在$.`左右"泊松阻抗的变化可以达到$+`'可见"联合了泊松比和密度的泊松阻抗属性可以更好地识别砂岩的含油气性'图$为K #地区纵)横波速度交会图"分析可$+第'*卷第%期$.%.年%月石"油"物"探D )Y 19K N L !-]1^Y N 1)!(L "D=Y ^1)(^Y ])_G ME H 3'*""E 3%45;3"$.%.图%"泊松比与密度及油气水的交会分析结果图$"纵横波速度交会分析结果知泥岩基线 蓝色线 的斜率为%e #* 亦即本区计算泊松阻抗的最优控制参数?的值为%e #*基于测井资料 利用 % 式计算得到泊松阻抗 并对泊松阻抗识别油气的能力和?值进行了试验 最终确定最优控制参数?的值为%e ' 图#为基于测井数据计算的泊松阻抗分辨油气层能力的分析图 可见 水层和油层的泊松阻抗差别很大 较之泊松比和弹性阻抗对油气层具有更好的识别能力通过建立具有薄互层储层特征的地质流体模型应用弹性波动方程地震正演模拟方法 分析了地震资料对薄储层的分辨能力 该区地震资料的主频在+.9/左右 因此选择震源频率为+.9/ 进行了正演模拟 然后重点分析了+.9/主频的正演模拟结果和实际地震资料的分辨能力 分析结果表明 对于薄互层储层 当泥岩隔层较薄时 地震反射为砂层组的综合反映 含油砂层组在叠前地震道集上具有反射振幅随入射角增大而增大的特征 含油砂层组振幅的增大幅度大于含水砂层组""""图#"#种流体判别因子分辨油气层能力的对比结果#+第%期苗永康等e 济阳坳陷K #地区基于地震资料的流体识别方法当泥岩隔层大于%.6)单砂层厚度大于J6时"砂层可以分辨'据此我们认为"需要采取叠前和叠后目标处理技术来提高地震资料的分辨能力"同时采用非线性反演算法来提高储层的纵)横向分辨能力'$"精细地震 地质 测井联合标定技术K#区块储层厚度变化大"较薄储层的厚度一般在$&&6"储层的精细标定困难&小断层发育"断块之间的标定困难'针对这种情况"在进行标定时采用了由粗到细的技术手段"在标定过程中严格控制标定速度与小层的对比关系'标定的具体方法是%以区域速度背景#M N1速度$为参考"对比合成地震记录与实际地震道之间的波组对应关系"调整大套地层的速度关系"使所有井的标定时深关系与区域速度关系保持一致&通过对比测井标定速度之间的关系和分析平面速度"较好地控制断块之间标定的一致性&在砂组标定的基础上"对薄储层进行精细标定*J F++'精细标定的方法是%结合沉积地层学研究结果和小层对比结果"在保证单井合成地震记录以及时深关系合理的前提下进行调整"使横向多井上测井曲线的变化特征符合地质变化规律&在稳定的时深关系控制下"结合测井岩性参数"以砂层组为单元"精细调整速度关系"严格控制速度调整幅度"进行以砂层组为单元的精细储层地震地质标定'图'给出的是利用合成地震记录进行精确标定的结果"通过单井#-#F$&井$纵向标定和多井横向标定"从纵向和横向上保证了薄层以及断块之间储层标定的合理性'在K#地区"经过由点到面#单井到二维连井到图'"合成地震记录的精确标定5单井标定&,多井标定'+石"油"物"探第'*卷三维多井$和由粗到细#构造到地层到小层$的标定"将地震与测井有机地结合在一起"得到了三维空间统一的地震地质储层标定结果'为了进一步提高对薄储层的标定精度"通过与约束模型的对比"分析波阻抗横向上的变化"通过调整单井的合成地震记录"对薄层层位进行细微调整'根据正演模拟的计算分析结果及实际地震资料的角度范围特征和叠前反演计算需求"将地震道集划分为'个角度范围进行部分角度叠加"在叠后精细标定的基础上"对'个部分角度叠加数据体进行了叠前和叠后的联合标定"在标定的调整过程中"反复验证"尤其是目的层"在考虑相关性的同时"还分析了其-M-属性的变化特征"使合成地震记录与地震反射信号吻合得很好'#"井震联合提高地质框架模型精度技术""通过井震联合标定"验证大尺度地层框架的合理性*C F&+'具体做法是%首先在测井资料上进行大层砂组解释"并通过合成地震记录标定将分层数据投影到地震数据上&然后再进行反射同相轴与测井资料曲线特征对比"对大尺度地层框架的合理性和等时性进行验证'图J为井震联合标定图")8J$图J"测井#5$和地震#,$联合标定J+第%期苗永康等e济阳坳陷K#地区基于地震资料的流体识别方法砂组的底部对应地震强反射同相轴"地震反射特征与测井曲线对应关系清楚'地震资料与测井资料相结合"提高断点对比和断层组合的精度'K #地区为断层发育的复杂断块区"断层的落实程度决定构造约束建模的精度'采用地震资料解释断点和测井资料对比断点"并结合动态资料"使低序级断层的对比和组合精度得到了明显提高"如按照以前的断层对比解释方案"同一断块同一深度的-#F %.&井在)8J $钻遇了'e *6的油层"而-#F &C 井钻遇的却是水层"存在油)水矛盾#图+5$"通过精细断点对比解释"发现两口井之间存在低序级断层"断层的精确解释和组合解决了油)水矛盾#图+,$'通过新钻-#F c %J +井等井验证"利用该方法解释的断裂系统"断层组合更加合理"平面位置更加准确'结合岩性反演"提高井间储层对比精度'地震资料的纵)横向分辨率只能对砂组的对比追踪进行校正"难以满足薄储层或小层精细对比的要求"三维地震岩性反演结果可以大幅度提高分辨薄储层的能力"因此结合岩性反演可以提高薄储层空间对比的精度'在以上研究的基础上"应用岩石物理分析方法计算得到的纵)横波速度和密度"利用多信息约束建模方法**F %%+建立模型'图+"K#地区断裂系统平面显示5采用断裂系统组合对比前&,采用断裂系统组合对比后'"泊松阻抗属性流体识别常规叠后地震资料全角度多次叠加损失了很多构造)储层及油气信息"降低了地震资料反映储层流体变化特征的敏感性'由地震岩石物理分析可知"泊松阻抗属性对流体比较敏感"故在K #地区"应用泊松阻抗属性对流体进行了识别'首先利用叠前地震反演处理技术获取泊松比和密度"然后利用#%$式得到泊松阻抗'为了提高叠前反演处理精度"首先对叠前地震道进行保幅处理和偏移处理"保证叠前道集质量&然后进行叠前和叠后的层位精细标定"利用多信息约束方法建立模型"进行反演处理'首先基于褶积模型和j E 7<<>@I /方程的-\@F ^@?05>O 8近似公式"建立叠前弹性参数非线性反演方法的目标函数"利用(5S H E >展开式做二阶项近似"推导出非线性反演方法&然后分别构建目标函数的一阶偏导和二阶偏导的带状对称矩阵"实现非线性小波多尺度求解和强迫正定算法"这样不仅提高了反演结果分辨储层的能力"还有效地解决了方程的欠定问题'由于采用了多个角度叠加剖面同时参与反演的措施"使运算时间大大缩减"运算效率得以提高"且可以应用多个部分角度叠加地震数据反演生成纵)横波速度和密度等弹性参数*%$F %#+'在反演处理时"通过反复调整关键参数"如提取的各角度数据的反演子波)参差控制参数)模型的约束机制等*%'F %J +"进行了精细叠前反演处理'图C 为在K #地区利用沿层泊松阻抗预测的)8J$砂组有利储层展布平面图"有利储层#黄色和红色区域$的分布特征与动态生产情况吻合较好"如-#F c %%+井"%***年%.月投产时为油井"产油$*I!月"现为水层"泊松阻抗值较高"为水层特征&-#F !&$井"现为油井"产油%#%I !月"泊松阻抗值为低值'在K #地区"对储层和流体进行了精细描述"获得了好的效果"储层厚度的符合率为*$`"油层厚度的符合率为*.`"增加可采储量*%e %l%.'I '根据预测结果部署钻探的-#.F c #井"产油%'e $I !O "含水$.`#图C $'将形成的方法技术推广应用到相邻的K ++井区"同样取得了较好的应用效果"部署钻探的-++F 1#井"产油J $e J I !O "含水C `'++石"油"物"探第'*卷图C"K#地区)8J$砂组有利储层预测平面分布特征J"结束语在济阳坳陷K#地区"针对小断层发育的特点"开展了基于地震资料的流体识别方法研究'在地震岩石物理分析的基础上"通过地震资料与测井资料的紧密结合提高了地质框架模型的精度&综合应用叠前地震反演结果对储层含流体性质进行了描述"描述精度达到*.`'我们认为%地震岩石物理研究是应用地震资料进行流体识别的基础和关键"泊松阻抗属性综合了泊松比和密度对流体的识别能力"可以提高对流体的识别精度'非线性叠前反演方法可以提高储层的纵)横向分辨能力"实际应用时"断块之间的精细标定)子波的提取)高精度地质约束模型的建立)针对目标的精细处理和多属性的联合应用等很关键'地震资料与测井资料相结合可以提高储层对比的精度"对断点的对比解释和微构造的精细解释非常重要'参"考"文"献*%+"韩文功"李红梅"杨云岭"等3济阳坳陷岩心弹性和物性参数的实验室测量及分析*4+3石油物探"%**C"#+#%$%$%F$C*$+"王玉梅3岩石物理横波速度曲线计算技术*4+3油气地质与采收率"$..+"%##'$%J&F+%*#+"王玉梅"苗永康"孟宪军"等3利用经典理论模型研究流体性质对岩石地震波速及阻抗的影响*4+3油气地"""""""质与采收率"$..&"%J#%$%+#F+J*'+"[B5\7;,B80G"N05;Q V"(B I I H7!31E@88E;@6<7O F 5;?7*4+3(07]75O@;Q)O Q7"$..+"$J#$$%%$&F%#&*J+"凌云3测井与地震信息标定研究*4+3石油地球物理勘探"$..'"#*#%$%+&F C'*++"杨占龙"沙雪梅3储层预测中层位储层的精细标定方法*4+3石油物探"$..J"''#+$%+$C F+#%*C+"邓宏文"王洪亮"李熙品3层序地层地层基准面的识别)对比技术及应用*4+3石油与天然气地质"%**+"%C##$%%C C F%&'*&+"王洪亮"邓宏文3地层基准面原理在湖相储层预测中的应用*4+3石油与天然气地质"%**C"%J#$$%*+F$.$**+"夏洪瑞"周开明"黄桥3波阻抗反演中的一种建模方法*4+3石油物探"$..'"'##%$%#.F#$*%.+"陈建江"印兴耀3基于贝叶斯理论的-M Y三参数波形反演*4+3地球物理学报"$..C"J.#'$%%$J%F%$+. *%%+"孟宪军"慎国强"王玉梅"等3叠前-M-地震纵横波阻抗同步反演技术研究*4+3石油物探"$..'"'##增刊%$%J#F J J"*%$+"郭朝斌"杨小波"陈红岳"等3约束稀疏脉冲反演在储层预测中的应用*4+3石油物探"$..+"'J#'$%#*C F'..*%#+"裘亦楠3油气储层评价技术*G+3北京%石油工业出版社"%**'%+F$.*%'+"李爱山"印兴耀"张繁昌"等3叠前-M-多参数同步反演技术在含气储层预测中的应用*4+3石油物探"$..C"'+#%$%+'F+&*%J+"尚新民"石林光"李红梅"等3胜利油田K-地区三维地震资料-M Y处理*4+3石油物探"$..%"'.##$%&$F*#编辑 邵"瑛C+第%期苗永康等e济阳坳陷K#地区基于地震资料的流体识别方法。
岩石物理试验分析在地震响应研究中的应用——以AMH地区卡洛夫-牛津阶碳酸盐岩生物礁储层为例
作 用 引。
岩 石 物 理 试 验 分 析 具 有 以 下 作 用 ：① 通 过 实 验 室 模 拟 地 层 原 位 条 件 ，对 测 试 获 得 的 大 量 试 验 数 据 进
［ 关键 词 ］ 岩 石物 理 试 验 ；生 物 礁 ； 二 维 ；波 动 方 程
［ 图分 类 号 ］ Ｐ ３ ． ４ 中 ６ １ ４ ［ 献标 识 码 ］ Ａ 文 ［ 章 编 号 ］ １ ０ —９ ５ （ ０ １ ５ ０ ６ —０ 文 ０ ０ ７ ２ ２ １ ）０ — ０ ４ ７
岩石 物理研 究是地 质 、地 球物 理和油 藏工程 综合研 究 的共 同基础 和相互 联 系的桥 梁 ，特别 在油气 田 的圈闭评价 、储量 估计 、油藏 描述 、储层 预测 以及油气 开采 中都 是必 不可少 的基 础研 究工作 之 一 。储
［ 作者简介］徐敏 （ ２一 ，女 ，１９ １７ ） ９ ９ ６年大庆 石油学院毕业 ，工程师 ，博士 生，现 主要从事高陡复 杂构造 的解释和碳 酸盐岩储ห้องสมุดไป่ตู้层预
测工作 。
第 ３ ３卷 第 ４期
徐 敏 等 ：岩 石 物理 试 验 分 析 在 地 震 响 应 研 究 中 的 应 用
２ 岩 石物 理 试验 分 析
刘 克 难 （ 钻探工程 川庆 有限 公司 地球物理勘探公司， ｌ 都 ６０ 四¨ 成 １２３ １）
李 瑞 （ 油气藏地质与开发工程 国家重点实验 室 （ 成都理工大学 ） ，四川 成都 ６ｏ５） １ｏ９
曹 均 ，熊 ， 军 （ Ｊ 、 成都理工大学信息工 程学院， 四川 成都 ６０５） １０ｏ
非均质储层地震岩石物理模型构建与波场特征研究
非均质储层地震岩石物理模型构建与波场特征研究地震岩石物理和地震波正演模拟是计算地震参数与地球介质物性参数之间定量关系的有效途径。
地震岩石物理主要研究地球介质的矿物组分、孔隙度、围岩应力和孔隙压力、孔隙流体类型和饱和度、各向异性等物性参数对岩石纵横波速度等弹性参数及衰减的影响,对地震正演模拟和反演结果的解释有着重要的作用。
地震波正演模拟主要研究地震波的传播特性与地球介质弹性参数的关系,对人们正确认识地震波的传播规律,进行实际地震资料的地质解释与储层预测以及地球资源开发等,均具有重要的理论和实际意义。
岩石物理和地震波正演模拟相结合,有助于地震波与岩性、流体类型之间关系的定量分析、反演结果物理意义的解释以及储层预测有效工具的建立。
岩石物理建模是进行岩石物理研究的主要方法之一。
本文在一定的假设条件下,使用理想的岩石物理模型等效实际岩石,将饱和岩石的弹性性质与岩石基质、岩石骨架、孔隙流体的性质联系起来。
针对碎屑岩储层,对Xu-White模型的适用性及局限性进行了分析,提出了变孔隙纵横比模型等改进模型。
针对非均质储层的岩性和孔隙特征,包括致密砂岩的低孔隙度和裂隙发育特征,碳酸盐岩孔隙结构复杂、孔缝洞共存的特征,页岩中有机质的定性排列特征等,构建了几种相应的岩石物理模型,建立了非均质储层物性参数与弹性参数之间的定量关系。
孔隙介质中弹性波传播问题的相关研究是提高复杂储层油气勘探精度的关键问题之一。
弹性波在实际地层中传播时会发生频散和衰减,而且流体的存在会对这两个特征产生重要的影响。
根据岩石物理理论,计算裂隙诱导各向异性介质的等效弹性参数,结合流体流动的BISQ机制,推导出了三维各向异性孔隙介质的弹性波传播方程,在频率-空间域中求取该方程的平面波解,得到了描述弹性波相速度和衰减的波数方程,从而确定了各类波的相速度和衰减表达式;并分析总结了不同波的相速度和衰减特征随孔隙度、泥质含量、流体饱和度等储层物性参数的变化规律。
含气含水砂岩的高灵敏度流体识别因子的研究
由于油 气储层 的勘探 情况 越来 越趋 于 复杂 化 ，如果 仅 仅利 用少 量 的或 者 单一 的信 息是 很难 达 到有效 的流 体识 别 的 。因此 ，希 望从 实 际的地 震 资料 中得 到更 多 的信 息来 提取 流 体 的特性 。学者 们对 地震 纵波
和横 波进 行深 入研 究 ，提 出 了有效 的识 别 流体 异 常的 Ｌ ＭＲ法［ ，截 距斜 率法 （ Ｇ 剖 面 ） １ ］ Ｐ ，识 别 流体 组 分 的 Ｒ ｓｅｌ ］ ｕ ｓｌ法 ，以及波 阻抗 差 分析 方法 ＿ 和 岩性 油气 藏 的储 层 预 测 法［ 等 等 。这 些方 法都 已取得 ３ ４ 了一 定 的有效 的应 用 ，但 是很 难根 据 实际情 况 来准 确 的选 择合 适 的流 体识 别 因子 以较 高 的灵 敏 度来 对流 体进 行识 别 。 因此 ，通过 对 流体识 别 因子 的灵 敏度 进行 分 析研 究 ，总结 含 流体 砂岩 的 特点 ，笔 者提 出 了
一 一
ｓａ ｔ
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式中， ，
ห้องสมุดไป่ตู้
分别 为 饱和 岩石 的第 １和第 ２拉 梅系 数 。 因有 ｍ ：
［ 收稿日期］２ ０ 一ｏ ０ ８ ６—２ ３ ［ 基金项目］国家 “ ６ 项 目 （ ０ ６ ８３ ２ ０ ＡＡＯ ＡＡ１ ２１ ） ０— ２ 。 ［ 作者简介］王栋 （ ９ ４ ） １８ 一 ，男 ，２ ０ 年大学毕业 ，硕士生 ，现 主要从 事油 气藏勘探和 Ａ Ｏ分析 以及流体 预测方面的研究工作。 ０６ Ｖ
一 一
２
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（） ２
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一 一
（ 为调 节参 数 ） ｆ Ｂ ｆ （ 为调节 参 数 ） Ｂ
地震岩石物理学及其应用研究的开题报告
地震岩石物理学及其应用研究的开题报告【摘要】地震岩石物理学是以地震波在地下介质中的传播为基础，探讨地下岩石属性和结构的科学。
该学科受到广泛重视，广泛应用于工程勘察、油气勘探、地质灾害监测等领域。
本文将就地震岩石物理学及其应用进行研究，通过文献综述和案例分析，探讨其研究方法、应用领域和未来发展方向。
【关键词】地震岩石物理学；地震勘探；地下岩石结构；地震波速度；应用研究【正文】一、研究背景随着地质勘探和工程开发的不断深入，地下岩石的物性状况和结构变得越来越重要。
地震岩石物理学是一门研究地震波在地下介质中传播规律和地下岩石属性的学科，包括地震波速度、密度、弹性模量等参数。
通过这些参数可以了解地下岩石的种类、结构、裂隙情况等，对于工程勘察、油气勘探、地质灾害监测等具有重要的应用价值。
目前，地震物理勘探和地震岩石物理学的研究得到了广泛的认可和应用。
从工程勘察角度来说，地震物理勘探可以帮助工程师了解地质情况和地下水情况，辅助设计。
从油气勘探角度来说，地震物理勘探可以快速判断油气储层的性质和位置，为油气勘探提供了重要的科学依据。
从地质灾害监测角度来说，地震物理勘探可以监测地下岩石裂隙等情况，为地质保障提供技术支持。
二、研究内容本文将围绕地震岩石物理学及其应用展开研究，其具体内容包括以下几个方面：1. 地震岩石物理学的研究方法地震物理勘探主要靠测量地震波在不同介质中的传播速度、反射、折射等特性，根据这些特性来判断介质的性质和结构。
在地震岩石物理学中，常用的方法包括地震勘探、地震反演、地震折射波成像、地震散射成像等。
2. 地震岩石物理学的应用领域地震岩石物理学的应用领域很广，主要包括以下几个方面：(1) 工程勘察：地震物理勘探可以帮助预测地下岩石的物性、预测地下水的产量和地下水的质量等。
(2) 油气勘探：地震物理勘探可以辅助找到油气储层，预测油气的储量和分布。
(3) 地质灾害监测：地震物理勘探可以监测地下岩石表面的微小变形，预测地质灾害的风险等。
基于地震资料的储层流体识别
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基于地震岩石物理的致密砂岩流体预测及研究
响， 定 量 确定含 流体 岩 石 与 地震 属 性 参 数 之 间 的关 系， 以提高 地震 储层 预 测 和 油气 检 测 的 可靠 性 和 准 确性 。确 定含水 饱 和岩石 是否 能产 生有利 的发 射是 地震 解释 的主要 目的 之一 ； 地震 解 释需 要建 立 基 本 的岩石物 理关 系 ； 这 些 关 系 包含 岩 石 特 性 和 弹性 常
中 图分 类 号 ： Ｐ ３ １ ３ ． １ 文 献标 识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ６ ７ ３—１ ９ ８ ０ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １ 一 Ｏ Ｏ ４ ４— ０ ５
在 近几 十年来 ， 作 为地 球物 理 的一 个分 支 ， 岩石 物 理 的研 究 成果 已被 广 泛 地 应 用在 油 气 藏 描述 、 油 田监控 等 领 域 。 随着 石 油 勘 探 开 发 技 术 的不 断 发
第ｌ ５卷 第 １期
重 庆科技 学 院学报 （ 自然 科学 版 ）
２ ０ １ ３年 ２月
基 于 地 震 岩 石 物 理 的 致 密 砂 岩 流 体 预 测 及 研 究
应 倩 邓 继 新 刘 建 英
（ １ ． 成都 理工 大 学地球 物 理 学院 ，成都 ６ １ ０ ０ ５ ９ ； ２ ． 中海石 油 湛江分公 司 ， 广 东 湛江 ５ ２ ４ ０ ５ ７ ）
门 。利 用 弹性波 阻抗 反演可 以对 各个 角度叠 加数 据
体 进行 反演 ， 获得 相对 应 的弹性 数据 ， 再通 过数 学计 算 得 到纵横 波速 度 、 密度 、 泊 松 比等相 关联 的岩性 参 数， 而 这些 信息不 仅 能 够 丰 富岩 性 和 流体 识 别 的手 段， 而且更 为准 确 的揭 示 了地下 储 层 的分 布情 况 和
深部储层流体因子直接反演方法
深部储层流体因子直接反演方法李超;张金淼;朱振宇【摘要】Exploration of deep reservoirs has been one focus of oil and gas exploration.However,it is difficult to discriminate reservoir fluids in deep reservoirs based on prestack seismic inversions,because of the lack of high-quality large offset prestack gathers.In this study,based on an approximation of the Zoeppritz equations and rock physics theory,we derive a two-term reflection coefficient approximation equation containing the Gassmann fluid and shear modulus terms.A model test shows that this approximation equation has comparative accuracy with the three-term equation,indicating that it can be used for the prestack inversion.Based on Bayesian inversion theory,we establish a probabilistic prestack seismic inversion method with no need for large offset prestack gathers,to invert the Gassmarm fluid term directly for reservoir fluid discrimination.A synthetic test proves its accuracy and robustness,and a real data test demonstrates its applicability and validity.%深层油气藏勘探是目前油气勘探的热点之一,但是由于缺乏高质量的大角度地震道集数据,基于叠前地震反演的储层流体识别难以有效实施.为此,从Zoeppritz方程的近似方程出发,结合弹性参数间的岩石物理关系,推导了包含Gassmann流体项和剪切模量项的两项地震反射系数近似方程.利用模型试验证明了该方程的精度与三项方程相当,可以用于叠前地震反演.在贝叶斯反演理论框架下,基于该近似方程建立了不需要大角度地震数据的概率化叠前地震反演方法,用于直接反演Gassmann流体项,并进行储层流体识别.模型试算结果表明,该方法具有较高的准确度和稳定性;实际资料应用结果表明,该方法具有一定的实用性.【期刊名称】《石油物探》【年(卷),期】2017(056)006【总页数】8页(P827-834)【关键词】深部储层流体识别;两项反射系数近似方程;大角度地震数据;贝叶斯理论;叠前反演【作者】李超;张金淼;朱振宇【作者单位】中海油研究总院,北京100028;中国石油大学(北京),北京102249;海洋石油勘探国家工程实验室,北京100028;中海油研究总院,北京100028;海洋石油勘探国家工程实验室,北京100028;中海油研究总院,北京100028;海洋石油勘探国家工程实验室,北京100028【正文语种】中文【中图分类】P631李超,张金淼,朱振宇.深部储层流体因子直接反演方法[J].石油物探,2017,56(6):-834 LI Chao,ZHANG Jinmiao,ZHU Zhenyu.Direct inversion for fluid factor of deep reservoirs[J].Geophysical Prospecting for Petroleum,2017,56(6):-834 储层流体识别是油气勘探的关键环节,识别精度关系到油气藏开发的成败。
地震流体地球化学
地震流体地球化学地震流体地球化学是指地震活动引起的流体运动过程对地球化学循环的影响。
地球内部虽然有固体、液态和气态三种状态的物质，但地震流体地球化学较多关注的是液态水在固体地幔或岩浆中的运动。
下面将分步骤阐述地震流体地球化学的基本问题及其研究方法。
一、地震流体地球化学的基本问题地震流体地球化学的基本问题包括：流体的来源和性质、地震流体的运动规律和演化过程、流体作用下的地球化学过程。
其中，地震流体来源和性质的认识是开展地震流体地球化学研究的前提，流体运动规律和演化过程则是理解地震流体地球化学作用的关键，地球化学过程则是探究地震流体地球化学影响地球化学循环环节的根本目的。
二、地震流体地球化学的研究方法地震流体地球化学包括实验模拟、天然样品分析和物理建模等各种研究方法。
1、实验模拟。
利用高压高温设备对矿物和岩石进行高温高压实验以模拟地震流体的运动和作用过程，以探讨地震流体地球化学的基本规律。
2、天然样品分析。
通过采集地球蕴藏矿产、火山岩浆等资料，进行样品分析，如岩石成因学、岩石地球化学、同位素地质学、微量元素地球化学等，以获得地震流体地球化学演化过程的历史记录。
3、物理建模。
利用计算机或模型对地球物理现象的数学模拟，以建立流体在地球内部传播的模型，以探索地震流体在地球内部的演化规律，特别是对于地震活动引起的流体运动和岩石变形及其对地球物理和地球化学循环过程的影响。
三、地震流体地球化学的意义地震流体地球化学是理解地球内部发生的复杂地震现象的一个重要方法。
通过地震流体地球化学的研究，可以加深地球内部构造和地球化学循环的认识，进而为资源勘探和环境灾害预测提供科学依据。
例如，针对地震流体的研究能够解释地震前小动的现象，并为预测大规模地震提供物理学和化学学基础；地震流体作用于地球内部的过程可以帮助探明深部矿床、油气田等资源，了解矿物和岩石的形成和变质规律；而知晓地震流体对地球化学循环过程的影响，则能够对地球气候和环境演化的长期趋势进行揭示和预测。
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中国科学: 地球科学
2015 年
第 45 卷
第1期
的主流方法之一. “亮点”和 AVO 属性分析技术作为 地震流体识别定性分析技术在实际生产中取得一定 成效, 然而, 目前隐蔽型岩性油气藏和非常规致密储 层的出现对地震流体识别方法带来了新的挑战 (Yin 等, 2008; 宗兆云等, 2012b; Yuan 和 Wang, 2013; 印 兴耀等, 2014). 随着地震反演理论的发展, 特别是地 震岩石物理理论的崛起, 在地震岩石物理驱动下, 利 用地震反演方法进行储层流体识别成为现阶段储层 含油气性判识的主流研究方向(宗兆云等, 2012a). 地 震岩石物理的发展促使地震流体识别由 “ 定性 ” 预测 向“定量”描述过渡. 储层中流体的存在形式、 特性及其分布特征对地 震波具有复杂的改造作用 , 其影响主要体现在地震 波旅行时, 振幅、频率和相位等运动学或动力学参数 变化上. 流体识别是油气勘探工作者的重要目标, 为 可靠获取储层流体分布, 实现储层流体量化预测, 需 要理解储层流体存在形式, 特性及其分布特征对 地震波的改造机理 , 发展地震流体识别的地球物理 理论基础和方法. 本文中, 我们概述地震流体识别研 究中的关键科学问题, 评述国内外主要研究进展, 并 探究地震流体识别面临的机遇、挑战及未来的研究 方向.
关键词 流体识别 地震岩石物理 地震反演 流体因子
地震流体识别 , 即利用地震资料对储层含流体 特征进行识别与描述 , 是勘探地球物理学研究的热 点和难点问题之一, 究其原因是研究对象的特殊性、 地下埋藏条件的复杂性以及相应地球物理数学特征 的多解性 . 岩石物理驱动下地震流体识别是在地震 岩石物理理论指导下将与孔隙流体有关的异常特性 表征为流体因子或通过地震岩石物理建立储层流体 类型与弹性参数间的量化关系 , 利用地震资料丰富 的振幅、频率、相位及其变化特征信息等实现流体因 子反演或流体类型预测的过程. 地震流体识别始于 20 世纪 70 年代, 也正是这种 利用地震资料直接进行储层流体检测的潜在应用价 值引起了地震处理和解释技术的重大变革, 其中, 地 震技术的数字化是变革的主要动力 . 地震技术的数 字化使得采集到解释过程中的真振幅或相对振幅的
密度低且斑块尺度相对较大时 , 含气饱和度的作用 较为明显(Rubino 等, 2011). 流体非均匀饱和对地震 波传播和衰减也有很大的影响(Vogelaar 和 Smeulders, 2007). 流体非均匀饱和时 , 纵波速度随含油气饱和 度的变化相对于流体均匀饱和情况下更加连续 (侯波 等, 2012), 孔隙含油水比只含气时纵波速度传播更快, 含气饱和度增大, 岩石的刚度降低, 波速的低频极限 降低 (Brajanovski 等 , 2005). 含气饱和度较高时 , 岩 石密度随含气饱和度增加而降低 , 导致波速增加等 (Knight 等, 2010). 目前, 科学界对储层流体的存在形 式及分布特征以及由此而建立的地震岩石物理理论 模型的认识尚未达成共识 , 如何更合理地认识储层 流体对地震波速度的影响是开展地震流体识别研能 , 而利用高于周围振幅的强反射振 幅寻找地下含气层的 “ 亮点 ” 技术在当时得到广泛研 究和应用. 随着研究深入, 相继出现了“暗点”、 “相位 反转”和“平点”现象等烃类识别方法(Backus 和 Chen, 1975; Hilterman, 2001). 然而 , 随着实践中发现 “亮 点 ”技术存在的局限性和多解性 , 振幅随偏移距的变 化特征(amplitude variation with offset, AVO)得到国 内外学者的广泛关注. 1982 年, Ostrander 提出了利用 反射系数随入射角的变化来判识 “ 亮点 ” 型含气砂岩 的技术, 这标志着利用 AVO 技术进行流体识别的出 现. Ruthorford 等(1989)把含气层 AVO 响应分为三类, Castagna 等(1998)将其分为四类, 为 AVO 分析奠定 了基础. 后期基于 AVO 分析技术又发展了基于 AVO 截距和梯度交会图的烃类检测方法 , AVO 烃类检测 因子方法等. 目前, AVO 分析技术仍是地震流体识别
1.2
流体是如何影响地震波响应的?
1
1.1
地震流体识别中的关键科学问题
流体是如何影响地震波速度的?
储层中流体的特性及分布特征对地震波速度的 影响一般通过岩石物理实验及理论模型的构建来研 究. 含流体储层一般等效为孔隙介质, 包括多种相态, 如由固体骨架和孔隙内充填的流体构成的双相介质 等流体的分布特征不同 , 所建立的地震岩石物理模 型各异, 对地震波速度的影响亦不同. 当波在均匀多 孔介质中传播, 波长与地层厚度可比时, 岩石表现出 宏观各向同性和均匀性 . 波的传播导致介质内部分 界面上发生流体的流动, 引起波的频散和衰减 (Brajanovski 等, 2005), 衰减的特征频率取决于孔隙 流体压力弛豫的时空尺度(Wenzlau 等, 2010). 分界面 两侧流体性质的差别越小, 波的频散和衰减越弱 (Brajanovski 等, 2005). 岩石的流体饱和度呈斑块分 布时, 体积模量较大的流体对应着较强的波衰减 (Masson 等, 2006). 斑块大小和含气饱和度对波诱导 的流体流动效应(频散和衰减)有重要的作用, 当气体
摘要
地震流体识别指利用地震资料对储层含流体特征进行识别与描述. 含流体储层地震
岩石物理是地震流体识别的基础, 是搭建储层弹性参数与物性参数的桥梁, 是实现含油气储 层流体定量表征的重要发展方向. 岩石物理驱动下地震流体识别研究有助于认识地下油气储 层含流体特征及分布规律. 文章概述地震流体识别及相关基础研究中的关键科学问题, 着重 评述国内外岩石物理驱动下地震流体识别研究的主要进展, 探究地震流体识别研究面临的机 遇, 挑战及未来的研究方向. 理论研究和实际应用表明, 地震流体识别要以岩石物理及数值 模拟为理论基础, 发展有效的流体敏感参数构建及评价方法; 以地震资料为数据支撑, 形成 有效的地震资料品质评价方法; 以地震反演为技术保障, 发展可靠的地震反演策略.
2
含流体储层地震岩石物理
含流体储层岩石物理等效模型主要包括三类 : 对 矿 物 性 质 进 行 体 积 平 均 的 有 效 介 质 理 论 (Wood, 1941; Wyllie 等, 1956; Raymer 等, 1980), 基于颗粒接 触关系等效的接触介质理论 (Walton, 1987; Dvorkin 和 Nur, 1996)和岩石内部矿物、孔隙形状及流体等效 的自适应理论 (Gassmann, 1951; Biot, 1956a, 1956b; Berryman, 1995). 在岩石中的孔隙相互连通 , 孔隙中流体在流动 过程中与骨架之间没有摩擦且不会起化学作用等假 设条件下建立的低频 Biot-Gassmann 理论是研究孔隙 介质的基础, 孔隙介质主要包括岩石基质、干岩石骨 架和饱和岩石及孔隙流体四部分 (图 1), 利用骨架模 量和孔隙中流体模量 , 计算低频下的饱和岩石体积 模量和剪切模量 , 从而求取与流体性质有关的纵波 速 度 和 横 波 速 度 . Nolen-Hoeksema(2000) 分 析 了 流 体、岩石骨架与饱和岩石模量之间的关系 . Han 等 (2004) 指出在利用 Gassmann 方程进行流体替换时 , 输入参数的不准确往往导致错误的估计流体的影响 , 并推导得到简化的 Gassmann 关系. Adam 等(2006)研
储层中流体的特性及分布特征对地震波响应的 影响一般通过物理模拟或数值模拟来研究 . 流体性 质不同 , 对地震波响应的影响各异 . 如 , 孔隙流体黏 滞性是引起储层岩石以及其他流体饱和多孔介质弹 性波衰减的重要原因 (Sharma, 2005). 与气体相比 , 液相的黏滞性对两种快波(快纵波和 SV 波)的速度影 响更大 , 气体和液体黏滞性对这些波的衰减作用是 类似的. 随黏滞系数增大, 横波液相分量的振幅略有 增大, 固相分量振幅略有减小, 慢纵波的振幅逐渐减 小 , 到黏滞边界条件下 , 慢纵波衰减较快 , 在快照中 看不到慢纵波. 实际介质大部分都具有黏滞边界, 这 也是在实际观测中很难观测到慢纵波的主要原因 (卢 明辉等, 2009). 流体渗透率亦会对地震波响应有直接 影响 , 双孔隙度模型表明了频散和衰减与孔隙度和 渗透率的关系(Pride 和 Berryman, 2003), 纵波衰减系 数与频率的相关性 , 以及各向异性对渗透率的变化 很敏感(Shapiro 和 Müller, 1999), 介质中不渗透的地 质体能引起横波衰减明显增加 . 横波衰减可以作为 油藏中渗透率变化的指示(Wenzlau 等, 2010). 渗透率 减小 , 慢纵波的振幅明显减小 , 而速度变化不明显 , 快纵波和横波无明显变化 ( 卢明辉等 , 2009), 除此之 外, 流体类型、分布均匀性、饱和度和温压条件等对 地震波响应都有直接或间接的影响 , 如何在地震岩 石物理模型构建基础上建立合理的数学物理方程 , 发展相应的模拟方法研究流体对地震波的影响亦是 开展地震流体识别研究的关键科学问题.
中国科学: 地球科学 评 述
2015 年
第 45 卷
第 1 期: 8 ~ 21
《中国科学》杂志社
SCIENCE CHINA PRESS
岩石物理驱动下地震流体识别研究
印兴耀*, 宗兆云, 吴国忱
中国石油大学(华东)地球科学与技术学院, 青岛 266580 * E-mail: xyyin@ 收稿日期: 2014-05-19; 接受日期: 2014-08-26; 网络版发表日期: 2014-12-22 国家重点基础研究发展计划项目(编号 : 2013CB228604)、 国家油气重大专项项目(编号: 2011ZX05030-004-002)、 中国博士后科学基金项目、 青岛博士后应用项目和中石化重点实验室基金项目资助
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印兴耀等: 岩石物理驱动下地震流体识别研究