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。     

疏松砂岩油藏注水开发声波速度的影响因素

由于疏松砂岩声波纵、横波速度的影响因素较多,因此有必要对各影响因素进行定量研究。在模拟地层条件下直接对岩心进行饱和、驱替试验,建立不同的油、水饱和度,并在驱替过程中进行了纵、横波速度的连续测试。结果表明：水驱至含水饱和度极限时,岩心纵波速度平均增加7．4％左右,横波速度基本不变;在水驱过程中,由于岩石骨架发生变化,岩石变得疏松,致使岩心纵波速度降低3．1％左右,因此水驱至含水饱和度极限时,最终的岩心纵波速度只增加4．3％左朽;埘于注水效果好的稀油油藏,温度及压力对声波速度的影响较弱,但是对于地层能量补充不充分的区块及稠油油藏,温度及压力埘声波速度的影响不能忽略。     

基于近似流体替代的快速无迭代横波速度预测方法

 横波速度对于储层表征、流体识别具有重要意义。实际测井数据中横波速度信息缺乏,因而横波速度预测已成为岩石物理研究的重要内容。经验回归公式法横波速度预测都是建立在水饱和岩石的基础之上,油气饱和储层横波速度预测需要先对流体进行替代。利用无需横波速度的流体替代方法预测油气储层饱含水时的纵波速度,克服了传统流体替代方法需要横波速度的局限。再借助水饱和岩石纵波速度-横波速度回归关系式实现储层完全饱含水时的横波速度预测。进而通过密度校正,获得储层含油气时的横波速度,建立了一种快速无迭代的横波速度预测方法。将该方法成功地应用于实际测井资料的横波速度预测,预测结果表明,预测精度相对未进行流体替代的预测结果,有较大的提高,说明快速无迭代横波速度预测方法是行之有效的。     

油田注水过程中油藏物性变化规律研究

油田注水过程中不仅会引起储层流体饱和度的变化,而且会引起储层温度、压力的变化。它们的变化都会对纵波速度造成不同的影响,并会在时移地震剖面上有所反映。利用Biot Gassman方程,并结合各种经验公式,获取流体体积模量、岩石弹性模量,分析讨论了砂岩地层纵波速度随温度、压力、含水饱和度单独变化和共同作用的变化规律。通过对渤海油田砂岩地层纵波速度变化规律的研究,将有助于对该地区时移地震监测技术的发展和提高时移地震监测油藏变化的能力。     

页岩层理与含水率对声波传播影响的实验研究

岩石声学特性研究是开展测井岩石力学及储层性质评价的基础工作,而页岩的声波特性受层理及水化程度影响尤为突出。为此,对层理性页岩在不同含水率条件下进行了超声波透射实验,以研究声波的传播速度及能量衰减特征。研究认为,层理倾角越大,纵、横波速度及纵横波速度比越低,而纵、横波衰减系数越高。另外,纵波速度随含水率的增加先减小后增大,纵波衰减系数反之;横波速度在含水率较低时有所减少,含水率较高时基本不变,而横波衰减系数与含水率的关系并不显著。对比分析归一化结果可知,层理倾角对纵、横波速度的影响皆大于含水率的影响。     

高孔低胶结砂岩储层饱和度和压力变化的时移地震AVO响应

研究了X油田高孔低胶结砂岩储层在含油饱和度和压力变化时纵、横波速度计算方法,并将计算数据与实际测井资料进行了对比.岩石物理参数计算和时移地震振幅随偏移距变化(AVO)正演模拟表明,X油田油藏含油饱和度变化时,地震纵波速度变化十分明显,而横波速度变化较小;储层顶反射P-P波AVO曲线变化明显,而P-S转换波AVO曲线变化很小.油藏有效压力变化对地震纵、横波速度有近似程度的影响,储层顶反射P-P波AVO曲线在入射角较小(θ＜20°)时变化明显,而P-S转换波AVO曲线在入射角中等(30°＜θ＜50°)时变化明显.模拟结果对分析X油田时移地震可行性,确定油藏变化范围,区分油藏含油饱和度和压力变化,乃至真正实现时移地震定量解释都具有重要意义.     

纵、横波速度和密度重构算法在苏里格地区的应用

以苏里格气田为例,在分析目前广泛应用的重构算法假设基础上,应用了不依赖速度比假设的纵、横波速度和密度重构算法,通过采用不同角度的弹性阻抗数据交会分析来预测可能的流体分布或岩性分布.岩性变化或流体变化势必引起岩层纵、横波速度和密度的变化,因此可以通过其速度和密度变化研究流体或岩性分布.结果表明,改进算法的各种参数可以重建,但需要最大角度超过30°,而多角度的弹性阻抗反演为单纯利用纵波信息重构岩层的纵、横波速度(阻抗)和密度提供了可能.     

高孔低胶结砂岩储层饱和度和压力变化的时移地震AVO响应

研究了X油田高孔低胶结砂岩储层在含油饱和度和压力变化时纵、横波速度计算方法,并将计算数据与实际测井资料进行了对比。岩石物理参数计算和时移地震振幅随偏移距变化(AVO)正演模拟表明,X油田油藏含油饱和度变化时,地震纵波速度变化十分明显,而横波速度变化较小;储层顶反射P-P波AVO曲线变化明显,而P-S转换波AVO曲线变化很小。油藏有效压力变化对地震纵、横波速度有近似程度的影响,储层顶反射P-P波AVO曲线在入射角较小(θ<20°)时变化明显,而P-S转换波AVO曲线在入射角中等(30°<θ<50°)时变化明显。模拟结果对分析X油田时移地震可行性,确定油藏变化范围,区分油藏含油饱和度和压力变化,乃至真正实现时移地震定量解释都具有重要意义。     

岩石含水饱和度,频率,流体类型对声波振幅影响规律的探讨

本实验以不同类型的砂岩为试样,在常温常压下用超声参数测定仪测量了饱和度、频率和流体类型对多孔隙岩石中声波衰减的影响,得到以下结论:(1)在干燥岩石中,纵波衰减比横波高;在被流体完全或部分饱和的岩石中,纵、横波的衰减均高于在干燥岩石中的衰减,横波的衰减的增加量比纵波大,并以复杂的方式依赖于饱和度。(2)在饱和盐水的岩石中,声波振幅随频率的增高而呈指数衰减。在低频段,声波有较大的衰减变化率;在某一特征频率(600kHz左右)之后,振幅与频率基本无关。(3)对同一块样品,饱和不同类型的流体,声波的振幅随流体的粘度增大而减小。     

低渗透岩石声学特征及在含气性预测中的应用

针对低渗透储层含气性定性识别、定量预测困难等问题,开展了模拟地层条件下的声学岩石物理实验,定量 研究了围压、孔隙压力、有效应力和孔隙流体等对纵、横波速度的影响。系统分析了纵横波速度、弹性参数等与含气饱 和度的关系,并基于Krief 弹性参数预测方法对实验结果进行了验证分析。实验和数值模拟结果表明,岩石的声学性 质受孔隙度、压力、孔隙流体性质等因素的综合影响,纵横波速度比波阻抗交会和纵横波平方交会截距对孔隙流体 性质较为敏感,可用于含气储层的识别与评价,对利用声波测井资料进行储层流体性质识别具有重要指导意义。     

流体饱和度对Rayleigh波传播影响研究

基于三相孔隙弹性介质理论,本文推导出两种不相混的、黏性的、可压缩的流体饱和孔隙介质Rayleigh波控制方程解析解.该Rayleigh波沿着孔隙介质自由的、可渗透的表面传播.Rayleigh波频散方程解析表达式为三次多项式方程.求解频散方程的结果表明,该种介质存在三种类型的Rayleigh波（分别标记为R1,R2和R3）.在一定的频率范围内（1Hz-1 MHz）,本文数值研究了含水饱和度对三种Rayleigh波传播特性的影响.数值结果显示,孔隙介质的含水饱和程度对三种面波的传播速度和衰减有明显影响.三种面波在传播方向（x方向）和垂直于传播方向（z方向）上均存在振幅衰减.R1波传播速度最快,R3波居中,R2波最慢.R1波传播中衰减最小,R2和R3波次之,且R2和R3波随含水饱和度和频率的变化趋势基本相同.     

弹性波速度与碳酸盐岩白云岩化程度的考察和研究

根据Ｂｅｒｒｙｍａｎ散射模型及弹性波理论，计算了纵、横波速度与复合介质密度、白云石（或方解石）含量的关系。并且对１７０余块碳酸盐岩样品的纵波速度与方解石、白云石含量及泥质含量的关系进行了实验考察。研究认为，孔隙度是影响纵波速度的最主要的因素；泥质含量比孔隙度对纵、横波速度的影响小．但泥质含量要比方解石或白云石对纵、横波的影响大得多，理论考察和实验研究的结果一致。     

粘弹性HTI介质中地震波的传播特征

为了提高地质勘探的精度,本文主要通过理论推导和数值模型计算研究了粘弹性HTI介质中地震波的传播特征,其参数包括相速度、慢度、偏振向量等,并基于依据传播方向定义的慢度向量和分量定义的慢度向量,通过求解Christoffel方程推导出粘弹性HTI介质中均匀波的相速度、偏振向量、慢度、群速度的精确计算公式,经过对比分析得出：特殊分量法在给定传播方向 的情况下提供了一种更为简单的求取无约束粘弹性各向异性介质中均匀、非均匀波波动参数的方法。采用特殊分量法,推导了粘弹性HTI介质中非均匀波的二维、三维波动参数表达式,并采用数值模型计算,研究了粘弹性HTI介质中非均匀SH波的相速度随非均匀系数D及弹性参数虚部k值的变化规律,结果表明D影响了地震波的相速度大小,但对其方位特性无影响,可见在粘弹性HTI介质中相速度随方位角变化的规律可指明介质的对称轴方向,k值的大小也对相速度的各向异性产生影响,但沿对称轴方向速度大小不变。     

De Broglie波的相速与群速

Ｄｅ Ｂｒｏｇｌｉｅ波的相速和群速是两类不同的速率，相速等于单色波传播速率，群速等于粒子运动速率。文中给出了相速与群速的一般关系。     

柱状多孔媒质结构中声导波

根据Ｂｉｏｔ多孔媒质声学理论及多孔媒质界面边界条件,导出了腔内为流体的柱状多孔媒质结构中任意周向波数声导波的广义色散方程。数值计算了其中轴对称和非轴对称声导波的色散特性,考察了流体多孔媒质界面特性及多孔媒质中慢纵波对声导波色散特性的影响。结果表明,利用Ｂｉｏｔ多孔媒质声传播模型和多孔媒质界面边界条件,可以求得柱状多孔媒质结构中任意周向波数声导波的色散特性     

斯通利波影响因素分析及渗透率反演

基于孔隙介质声学理论,对斯通利波影响因素进行研究,系统分析各因素对斯通利波相速度和衰减的影响程度。在利用正演模型进行灵敏度分析后,提出井孔内流体声速标定的方法,并对不同井径条件下斯通利波传播的正演模型传递矩阵进行重新推导,得出以测井间隔长度为变量的传播矩阵。在此基础上,结合利用斯通利波振幅和相位计算渗透率的方法,通过模拟退火算法实现地层渗透率的反演。反演结果表明:渗透率基值越大,反演结果越可靠;用斯通利波反演的渗透率曲线与岩心和常规曲线反映的储层性质以及砂泥岩剖面吻合好,其结果能满足现场工程的应用。