面向起伏地表和缝洞储层的物理模拟技术研究

论文摘要

本文围绕油气勘探开发中复杂地表复杂储层的实际问题,从地震物理模型实验基础工作着手,深入细致地开展起伏地表、缝洞物理模型模拟实验技术方法等基础理论的研究,建立比较逼近实际的物理模型,探索和认识起伏地表及缝洞储层中地震波的传播规律,取得了一些新的成果和认识。通过对换能器特性分析研制,采用在探头上增加触点开关、压力传感器和相应测量电路的方法,实现了数据采集、压力测试与地表高程测量的同步进行。初步解决了起伏地表物理模型实验技术的瓶颈问题。根据互穿网络和共聚网络聚合物改性方法的原理,研究了环氧树脂、橡胶类等高分子材料的互穿网络和共聚网络过程,实现了不同材料的共混,改善了固化后共聚物的交联度。建立了比较完备的、速度从低到高的地震物理模型材料系列。利用原位复合技术实现材料显微缝洞结构设计。从而为进一步的碳酸盐岩缝洞型储层地震反射特征的研究提供有效的模型制作方法与途径。首次获得针对起伏地表和复杂地下地质体设计的地震物理模型模拟观测二维数据体,直观地了解起伏地表对地下地质体波场特征所产生的影响,更清楚地认识起伏地表条件下地震波的传播规律以及波场特征,并为速度分析、起伏地表直接偏移成像技术研究供试验数据。通过各种实验采集数据的分析,结合理论讨论了异常体的散射特征,认识不同缝、洞模型的地震波传播特征,缝洞的地震响应特征,裂缝的方位各项异性特征,裂缝密度随偏移距变化的地震响应特征等,为实际缝洞反射特征的识别和缝洞型储层预测提供了依据,对提高碳酸盐岩发育区地震资料解释的可靠性及提高碳酸盐岩缝洞型油气藏勘探成功率方面具有重要的参考价值,也为设计更加科学、经济、可行的采集观测系统提供了实验数据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 选题的依据及研究意义
• 1.2 超声地震物理模拟技术发展的历史与现状
• 1.2.1 超声地震物理模型实验方法简介
• 1.2.2 超声地震物理模拟技术发展历史的回顾
• 1.2.3 超声地震物理模拟未来发展趋势与挑战
• 1.2.4 起伏地表和缝洞地震物理模拟研究现状
• 1.3 主要研究内容及技术路线
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 研究技术路线
• 1.4 主要研究成果与创新点
• 第2章 超声地震物理模型实验的物理基础
• 2.1 超声地震理论基础
• 2.1.1 超声波特性
• 2.1.2 超声波的形成和接收
• 2.1.3 超声波传播速度和波的类型
• 2.1.4 超声波的吸收与穿透
• 2.2 超声地震物理模型实验
• 2.2.1 超声物理模拟的相似方法
• 2.2.2 超声物理模型实验参数选择
• 第3章 起伏地表地震物理模型实验技术
• 3.1 超声地震物理模型实验系统
• 3.1.1 地震物理模型实验系统组成
• 3.1.2 起伏地表地震物理模型实验系统研发
• 3.1.3 起伏地表地震模型采集系统研制
• 3.2 地震模型实验超声换能器
• 3.2.1 地震模型超声换能器
• 3.2.2 地震模型微型超声换能器研制
• 3.3 起伏地表物理模型的构建
• 3.3.1 起伏地表物理模型的地质基础
• 3.3.2 起伏地表地震物理模型
• 3.4 起伏地表地震物理模型数据采集
• 3.4.1 地震物理模型实验观测系统设计
• 3.4.2 超声地震物理模型数据采集及结果分析
• 3.5 小结
• 第4章 缝洞地震物理模型实验技术
• 4.1 缝洞物理模型的构建基础
• 4.1.1 缝洞物理模型的地质—物性基础
• 4.1.2 缝洞物理模型材料研究
• 4.2 缝洞物理模型制作及数据采集方式
• 4.2.1 洞物理模型制作与数据采集
• 4.2.2 裂缝物理模型制作及实验条件
• 4.3 小结
• 第5章 缝洞体地震反射特征分析
• 5.1 缝洞体地震散射特征理论分析
• 5.1.1 散射波场Born近似计算式
• 5.1.2 简单异常体散射特征
• 5.2 地震空间采样率与缝洞体的分辨率
• 5.2.1 空间采样率与对横向分辨率的影响
• 5.2.2 物理模型试验—不同观测系统对溶洞成像的影响
• 5.3 单洞模型的地震反射波响应特征
• 5.3.1 不同尺度单洞地震反射基本特征
• 5.3.2 不同形态单洞地震反射波响应特征
• 5.4 单洞不同填充物的地震反射波响应特征
• 5.4.1 数值模拟不同填充速度反射特征
• 5.4.2 物理模拟不同填充速度地震反射特征
• 5.5 裂缝模型的地震波响应特征
• 5.5.1 垂直裂缝介质的P波方位各向异性特征
• 5.5.2 裂缝的倾角对P波方位异性征
• 5.5.3 煤样的纵横波速度和衰减各向异性的实验研究
• 5.6 小结
• 结论与展望
• 结论
• 展望
• 致谢
• 参考文献