基于正态分布拟合的致密砂砾岩储层核磁共振测井可变T2截止值计算方法

T₂截止值是核磁共振测井解释和评价的重要参数之一,现有的T₂截止值确定方法在实际应用中存在诸多不足,给核磁共振测井在复杂储层评价中的应用带来极大挑战。为此,提出一种新的T₂截止值计算方法：首先,根据饱含水状态核磁共振T₂谱的形态差异,将21块实验岩心划分为五种类型,分析每一类岩石饱含水及离心束缚水状态核磁共振T₂谱的形态特征;然后利用正态分布函数拟合离心束缚水或大孔隙可动水核磁共振T₂谱,并使其代替岩心核磁共振实验结果,进而获取可变T₂截止值;在此基础上计算砂砾岩储层的束缚水饱和度和渗透率。该方法的优势是能够直接从饱含水状态核磁共振T₂谱中计算出T₂截止值。实际资料处理结果表明,利用该方法确定的T₂截止值与岩心实验结果之间的绝对误差小于2.0ms,计算的相应束缚水饱和度与岩心实验的束缚水饱和度之间的绝对误差小于5.0%,计算的渗透率与岩心实验结果也具有较好的一致性,能够极大地提高核磁共振测井资料的应用水平。     

核磁共振测井黏土束缚水计算新方法

黏土束缚水是储层测井评价的重要内容之一。采用扩散双电层理论推导出黏土束缚水孔隙度（ϕ_cw）与阳离子交换量之间的理论公式,通过岩心阳离子交换实验测定ϕ_cw。依据核磁共振—阳离子交换联测实验,对比分析了传统3ms黏土束缚水T₂截止值测定ϕ_cw的误差,明确了黏土束缚水T₂截止值与核磁共振不同截止值计算的ϕ_cw之间的变化规律,建立了变黏土束缚水T₂截止值计算模型,从而实现核磁共振测井精细计算ϕ_cw的方法并给出具体计算步骤。应用效果表明,相比传统3ms核磁共振测井计算的ϕ_cw,所提新方法计算结果更合理,与岩心分析结论更匹配,是黏土束缚水评价的一种有效手段。     

基于核磁共振测井的砂砾岩储层分类与产能预测方法

砂砾岩储层具有岩石颗粒粒径范围大、低孔低渗、孔隙结构复杂和非均质性强等特点,其品质分类与产能预测难度较大。基于核磁共振测井,提出了砂砾岩储层的分类方案与产能预测方法。利用岩石核磁共振实验测量的横向弛豫时间（T₂）分布,提取三孔隙组分百分比（小孔隙组分百分比S₁、中孔隙组分百分比S₂、大孔隙组分百分比S₃）、T₂分布几何平均值（T_{2_LM}）等T₂分布特征参数,构建了综合反映储层孔隙结构和岩石物理性质的储层品质指数（I_RQ）。T₂分布特征参数和储层品质指数与孔喉半径、排驱压力等压汞实验参数具有良好的相关性,可定量表征岩石孔隙结构。利用S₃/S₁和I_RQ建立了砂砾岩储层分类图版,基于S₃/S₁、T_{2_LM}、I_RQ和储层有效厚度（H）构建了砂砾岩储层的产能预测综合指数（F）和产能预测模型。基于核磁共振测井的砂砾岩储层分类方法和产能预测模型在准噶尔盆地玛湖凹陷西斜坡百口泉组砂砾岩储层研究中取得了良好的应用效果,验证了该方法的有效性和实用性。研究方法与认识对开展砂砾岩储层的分类与产能研究具有一定参考意义。     

页岩油储层D—T2核磁共振解释方法

D—T₂二维核磁共振能够快速、直观地区分不同性质、不同赋存状态的孔隙流体,已成为储层评价的热门技术,但对于页岩油储层,常规储层的D—T₂孔隙流体解释图版并不适用,考虑受限扩散、内部梯度等影响因素的修正图版也难以满足页岩油储层油、水识别的要求。为此,采用理论分析与实验分析相结合的方法,对D—T₂孔喉尺度分辨率、流体含量分辨率、孔隙流体解释图版3个关键要素进行了深入研究。结果表明,D—T₂孔喉尺度分辨率、流体含量分辨率均低于T₂一维核磁共振,难以检测到T₂短于2 ms、含量低于0.2%的流体信号;D—T₂信号位置与流体含量有关,且随着流体含量的递增,具有随机游走特性。2口页岩油井的应用表明,基于流体含量信号响应轨迹的D—T₂流体解释图版能够实现页岩油储层的准确解释。     

应用快速不动点延续算法的地震数据重建

地形条件或采集成本等因素往往导致现场采集到的地震数据呈现不完整分布,从而影响后续地震数据的分析与处理,因此对原始地震数据做高精度重建显得尤为必要。不动点延续算法是一种基于核范数最小化的重建方法,但该算法需进行奇异值分解（SVD,其计算复杂度为O[mnmin（m,n）],m、n为矩阵的维度）,且当矩阵维度较高时运算耗时较长;传统方法是直接利用PROPACK加速包,将计算复杂度降低为O（rmn）（r为矩阵的秩）,但此加速方法依然耗时较长。为此,提出一种快速不动点延续算法,通过利用块克雷洛夫迭代近似奇异值分解算法和子空间复用技术,将SVD的计算复杂度降低为O[mcmin（m,c）]（c<m,n）,c∈R⁺）为复杂度常数。仿真地震数据和实际地震数据重建结果表明,在确保一定信噪比的情况下,文中提出的快速不动点延续算法的计算效率显著高于传统加速型不动点延续算法。     

塔里木盆地塔中地区下奥陶统白云岩的成岩流体演化:来自团簇同位素的证据

基于碳酸根中¹³C-¹⁸O键的相对丰度与温度的关系,碳酸盐团簇同位素（Δ₄₇）具有独特的温度指示特征,而且不受碳酸盐沉淀时流体的化学和同位素组成的影响,是成岩流体研究中很好的温度指标。应用该指标可以更好地解决与温度相关的成岩流体来源及演化的问题。论文主要针对塔里木盆地塔中地区下奥陶统鹰山组白云岩样品,在详细的岩矿观察基础上,选取了基质（孔隙发育处）、孔洞内充填物和裂缝内充填物进行了团簇同位素测试分析,解析了深层-超深层碳酸盐岩储层的流体性质、演化与其对储层发育的影响。测试结果表明,塔中地区下奥陶统鹰山组白云岩主要经历了3期成岩流体改造：第一期流体为浅-中埋藏,为粉晶-细晶结构,团簇同位素形成温度T（Δ₄₇）分布范围为69~94℃,流体氧同位素值（δ¹⁸O_w,SMOW）分布范围为+1.81‰~+5.19‰,为奥陶系改造海水;第二期流体为晚期深埋藏卤水,多表现为细晶与中-粗晶结构,T（Δ₄₇）为111~113℃,δ¹⁸O_w（SMOW）值为+8.46‰~+8.95‰,指示进一步增加的水-岩相互作用;第三期为热流体,T（Δ₄₇）为130~147℃,δ¹⁸O_w（SMOW）值为+7.93‰~+9.42‰,矿物氧同位素较第二期明显偏负,且鞍状白云石发育。孔洞和裂缝内充填碳酸盐岩的碳、氧同位素分布范围较宽,δ¹⁸O_carb（VPDB）值为-17.38 ‰~-5.84‰,δ¹³C_carb（VPDB）值为-3.57‰~-1.33‰,也揭示了多期次流体活动的叠加改造。岩心和显微观测结果显示,白云岩具有很好的储集空间,埋藏溶蚀作用和断裂带附近的热流体活动叠加是鹰山组白云岩储层发育的主要建设性成岩作用。     

团簇同位素在白云岩化流体恢复中的应用与局限性

碳酸盐的团簇同位素（Δ₄₇）可以直接确定矿物的形成温度,结合矿物的氧同位素,还可以根据传统的氧同位素温度计确定矿物生长的流体（水）的氧同位素（δ¹⁸O）,提供了一种潜在的确定白云化流体的δ¹⁸O、分析白云岩化流体来源的新方法。受白云岩化之后的重结晶作用和高温固态重置作用的影响,白云岩的团簇同位素温度（T_Δ47）会比白云化作用实际发生时期的温度偏高,给直接利用T_Δ47来恢复白云岩化流体的δ¹⁸O造成了一定的局限性。为了分析四川盆地东北部地区长兴组-飞仙关组白云岩化流体的来源,开展了普光气田和元坝气田的白云岩团簇同位素研究。普光气田和元坝气田长兴组-飞仙关组白云岩的T_Δ47在70~130 ℃,是重结晶作用和固态重置之后的白云岩视平衡温度。根据地层温度演化史和白云石的固态重置模型,固态重置作用导致川东北地区白云岩的平衡温度增高了30~35 ℃。经固态重置恢复之后确定的白云化流体的δ¹⁸O（SMOW）在0~4‰,表明白云岩化流体来源于高盐度的蒸发流体。     

表层Q值确定性求取与空变补偿方法

实际地震资料处理中,基于地层吸收补偿的传统方法大多数偏于解决中、深层地层的吸收衰减问题,没有考虑速度、厚度变化剧烈的近地表吸收衰减作用,因此不能获得令人满意的结果。为此,提出了一种基于近地表模型的确定性定量补偿方法,该方法基于地表一致性原理,引入表层相对衰减系数的概念,在共炮检域迭代计算相对衰减系数,结合表层旅行时求表层相对品质因子Q,由实测的绝对Q约束标定相对Q,建立表层Q模型,然后实现稳定的表层Q时空变补偿。经模型数据和实际数据验证,所提方法具有较高的计算精度,目前在多个地区实际资料应用取得了实质性效果。     

成油期分析方法探讨—以珠江口盆地为例

由珠江口盆地钻井实测R_o=0.5点的时(t)温(T)资料编制的油气成熟的时温关系图,进一步证实了油气成热的时温补偿关系,并且拟合了关系式,其方程为logt=144.16547/T+0.0721409。由该方程求解了各生油层系经历某一地质时间t时油气成熟所需要的地层温度T;由T进而求出相应t时的门限深度H,连结不同t时的H点,得到了某生油层在地质历史中变化的生油门限深度线。该线与该生油层底界沉降曲线的交点所对应的地质时间,即为该生油层进入成油门限而开始生油的时间。用此方法对珠江口盆地××凹陷5套生油岩各时期的生油门限深度作了计算。计算的现今门限深度与由众多资料所综合的门限深度极为接近。同时对各生油层系的成油期开始时间作了分析,效果较为理想。     

南祁连盆地木里坳陷中侏罗统烃源岩原始有机碳含量恢复及与微孔隙演化的相关性

泥页岩有机质碳含量（TOC）是页岩油气评价的重要参数之一。然而,受有机质热演化生排烃影响,利用现今TOC评价与预测页岩油气资源时会出现一定的偏差。因此,进行烃源岩原始有机碳恢复对油气资源评价具有重要意义。木里坳陷位于南祁连盆地东北部,陆相中侏罗统广泛分布。中侏罗统为一套湖泊—三角洲相沉积的细粒碎屑岩,发育多套厚层富有机质暗色泥页岩,生烃潜力巨大。该层段内油气资源丰富,页岩有机质从低成熟到高成熟阶段均有分布,为原始有机碳含量的恢复提供了必要条件。以木里坳陷中侏罗统富有机质页岩为研究对象,利用岩石热解数据,采用物质平衡法有机碳恢复模型,对中侏罗统页岩原始有机碳含量进行了恢复。结果表明,中侏罗统页岩原始TOC含量与现今TOC含量的比值介于1.04~1.62之间,且随着热演化程度增高,比值变大。现今TOC含量与有机质孔隙发育之间没有必然的联系,然而,原始TOC含量与现今TOC含量之间的比值可以间接判断页岩有机质微孔隙发育情况。木里坳陷侏罗系页岩有机质类型以Ⅱ型和Ⅲ型为主,热演化参数（T_max）大于440 ℃时,烃类转化率和排烃率都大于40%。相比样品矿物（石英和黏土矿物）含量、T_max参数和现今TOC含量,原始TOC含量与页岩兰氏体积拟合性更好,结合热解参数T_max,可以更好地判断页岩油气的吸附能力。因此,开展木里坳陷中侏罗统烃源岩原始有机碳含量恢复的研究,可以为木里坳陷烃源岩评价提供理论基础;同时对木里坳陷油气资源勘探提供新的思路。     

断—砂配置侧向分流输导油气的综合判别方法

为了研究含油气盆地“下生上储”式生储盖组合中油气成藏规律,在分析断—砂配置侧向分流输导油气所需条件的基础上,通过研究断—砂配置垂向输导油气能力综合评价指数（T_d）与侧向分流输导油气能力综合评价指数（T_c）的比值与砂体中油气柱高度之间的关系,建立了一套综合判别断—砂配置侧向分流输导油气的方法。利用文中方法综合判别东营组断—砂配置油气输导结果表明： ①南堡凹陷东营组67个已知断—砂配置侧向分流输导油气运移所需的最小T_c/T_d为1,若T_c/T_d值大于1,则断—砂配置侧向分流输导油气,反之则断—砂配置垂向输导油气。②NP1-5井东营组11个未知断—砂配置侧向分流输导油气的综合判别结果显示,1~6号和8号断—砂配置的T_c/T_d值均大于1,即断—砂配置侧向分流输导油气,有利于油气在砂体中聚集成藏,油气钻探为油层或油水同层; 7号和9~11号断—砂配置的T_c/T_d值均小于1,即断—砂配置垂向输导油气,不利于油气在砂体中聚集成藏,钻探结果为干层。上述结果表明,利用文中方法判别南堡凹陷东营组断—砂配置油气输导情况是可行的。     

页岩吸附超临界CH4的热力学特征

为完善页岩等量吸附热计算方法,明确页岩吸附超临界CH₄的热力学特征,选用温度区间为26.85~199.85 ℃、压力范围为0.08~14 MPa的页岩等温吸附数据,系统检验常用吸附相密度计算方法的合理性,并基于绝对吸附量分析等量线标绘法的适用范围及页岩等量吸附热特征。结果表明：①经检验,常用的吸附相密度计算方法中Ozawa经验公式法适用于较宽温压范围内的绝对吸附量校正;②Lnp-1/T曲线在温度区间为149.85~199.85 ℃且n_ab为0.103 8~0.280 0 mmol/g时不具有线性特征,因此该温度及吸附量范围内等量线标绘法不再适用,同时Lnp-1/T曲线的n_ab取值应当与Lnp-n_ab曲线保持一致,以此获得的等量吸附热曲线才能全面地反映吸附过程的热力学特征;③页岩吸附超临界CH₄的等量吸附热随着吸附量的增加呈现先增大后减小的非单调变化,表明在吸附早期,CH₄分子间的相互作用力对等量吸附热的影响占主导,当吸附量增加到一定程度后,页岩表面的非均一性占主导。     

基于ΔLogR—GR法的有机碳含量测井评价——以川东南地区茅口组一段为例

总有机碳含量（TOC）是烃源岩评价的关键参数。利用测井资料精确计算TOC对烃源岩综合评价起到重要作用。目前,传统的自然伽马法和ΔLogR法评价四川盆地东南部茅口组一段TOC均存在不足。为此,在茅口组一段测井响应特征分析的基础上,叠合ΔLogR法与自然伽马法TOC计算结果,构建反映碳酸盐岩矿物含量（Car）的参数T。进一步,对T值分类,优化自然伽马法及ΔLogR法TOC计算结果,建立ΔLogR—GR新方法,有效解决了传统测井TOC计算方法的不足。应用实例证实,ΔLogR—GR法较传统自然伽马法和ΔLogR法计算结果精度更高,与地球化学元素测井（ECS）的TOC测量结果一致性更好,误差绝对值整体低于0.3,具有较强的适用性和可靠性。     

考虑滑脱效应的低渗低压气藏的气井产能方程

考虑了气体在低渗低压气藏中的滑脱效应,定义了考虑滑脱效应的滑脱表皮系数（S_滑脱）,建立了形式简洁的气井产能方程。S_滑脱介于-1～0之间,即滑脱效应可以增加气井产能。在已知其他参数的条件下,只需计算出S_滑脱就可以确定出存在滑脱效应的气井产能。由于实际气藏往往会表现出其他非线性渗流特征（如启动压力梯度效应和高速非达西效应）,因此实际应用时还需要考虑这些因素。现场实例分析表明：对于存在滑脱效应的低渗气藏气井而言,用该新的产能公式计算出的产能大于用常规产能公式计算出的产能,且与实际产能比较吻合,表明了公式的正确性和适用性。     

区域磁异常在深层火山岩预测中的应用

通过对松辽盆地磁异常的处理、解释提取了反映盆地深层火山岩的磁异常信息.认为:深层火山岩产生的磁异常主要表现为叠加在强背景之上的次级异常；盆地内平缓、幅值较大的高磁异常是侵入岩体的反映；火山岩埋深的差异对应用磁异常圈定、识别火山岩具有较大影响；积分-迭代延拓平化曲方法可以增强火山岩磁异常信息并均衡磁异常；松辽盆地深层具有良好的火山岩气藏勘探前景.该方法对类似地区深层火山岩的预测具有借鉴作用.     

塔克拉玛干前震旦纪古裂谷及其含油气远景

用开拓后的异常划分算子，根据实际资料从ΔＴ＿Ａ异常中分离出深部磁场，以裂谷地质观点指导进行定量计算、综合分析与研究，认为塔里木地区深部磁场是塔克拉玛干前震旦纪古裂谷的反映。该裂谷是古生代地台和部分中生代生油坳陷形成、发育的基础，也是控制塔里木盆地构造发展的基础，这一古裂谷的发现为塔里木盆地寻找大油气田指出了方向。     

基于重力异常增强的改进小子域滤波方法

小子域滤波是一种常用的重力异常边界拾取手段。传统小子域滤波子域划分重心不稳，易导致异常曲线出现扭曲。为此对小子域滤波的子域剖分模式进行改进，使其更合理地反映不同走向的构造；同时提出了基于迭代差分的稳定增强滤波解决小子域滤波易受高频干扰影响和识别异常界限能力不足的缺陷。模型试验表明，稳定增强异常改进型小子域滤波不仅计算稳定性强，而且检测出的边界与实际场源边界位置一致性较高。在鸭绿江盆地重力数据处理中，增强异常改进小子域滤波相对于常规算法可以获得更丰富的边界细节信息，而且检测出的异常界限与岩性接触带具有较好的一致性，同时计算结果中的负异常区域与研究区低密度岩石的分布也具有一定的对应关系，不仅验证了本文算法的有效性和实用性，还为研究区煤田勘查及地质—地球物理综合解释提供了可靠依据。     

基于U-Pb同位素年龄和团簇同位素(Δ47)温度约束的四川盆地震旦系灯影组构造—埋藏史重建

目的层系构造-埋藏史曲线对成烃、成储和成藏史的研究有着非常重要的作用。前人基于区域地质背景、地层剥蚀厚度、构造运动幕次等地质认识恢复的构造-埋藏史,因构造运动幕次认识的不同,地层剥蚀厚度难以恢复,存在不确定性,尤其是经历多旋回构造运动改造的中国海相碳酸盐岩构造-埋藏史的重建。通过四川盆地震旦系灯影组镜下多期次碳酸盐胶结物的识别和成岩序列的建立、碳酸盐矿物U-Pb同位素测年和团簇同位素（Δ₄₇）测温两项技术的应用,取得两项成果认识:（1）建立了四川盆地震旦系灯影组基于同位素年龄和Δ₄₇温度约束的构造-埋藏史曲线,解决了前人基于区域地质背景、地层剥蚀厚度和构造运动幕次等地质认识约束的构造-埋藏史曲线不确定性的问题;（2）基于同位素年龄和Δ₄₇温度约束的构造-埋藏史曲线,重新认识了灯影组气藏的成烃、成储和成藏史,指出该气藏经历了志留纪石油聚集、二叠纪石油聚集、燕山-喜马拉雅期天然气持续聚集和调整3个阶段。该案例揭示基于同位素年龄和Δ₄₇温度约束的构造-埋藏史恢复方法不但适用于经历多旋回构造改造的深层碳酸盐岩构造-埋藏史重建,而且在成烃、成储和成藏研究中具重要的应用价值。      

利用变系数ΔlgR技术评价断陷地层烃源岩

沙河子组是徐家围子断陷致密气储层勘探的新层系,其内部发育的烃源岩具有很强的非均质,利用有限且离散的岩心(屑)分析数据不能客观评价烃源岩总有机碳含量(TOC)的实际分布特征。利用变系数Δlg R技术评价该区烃源岩,依据研究区系统取样的TOC数据重新厘定模型内的关键系数,建立了适合研究区的TOC预测公式,对全区35口井TOC进行测井计算,并将计算结果与传统Δlg R技术进行对比。结果表明,变系数Δlg R技术对研究区TOC的计算结果比较可靠,预测值与实测值的误差为19.6%,比传统Δlg R方法误差降低18.4%,证明了变系数Δlg R技术对断陷复杂地层TOC评价可行。     

位场数据处理的一项新技术—小子域滤波法

本文介绍了位场数据处理中的小子域滤波法原理及计算过程，该法的优点在于能克服传统的低通滤波方法使异常之间分界模糊的缺点，突出了异常之间的界限特征，本文给出了传统的滤波方法与小子域滤波方法的实际资料处理的对比结果，说明该方法的处理效果是显著的。