碎屑岩地震岩石物理学特征研究 ——以济阳坳陷下第三系地层为例

论文摘要

该论文主要目的是认识和了解济阳坳陷下第三系碎屑岩地层和含溶解气石油的岩石物理特征,研究不同相的地震储层识别特征,从而为地震数据的定量解释提供依据。文章以超声波实验为主要手段,进行了以下几个方面的研究。首先,以胜利油田与塔河油田的12份原油样本为对象,通过与天然气的配置,研究了8份含溶解气石油（活油）和12份不含溶解气石油（死油）的地震弹性特征（速度与密度）的变化规律,提出了含溶解气石油（活油）的速度和密度修正模型,与前人研究相比,计算精度更高。第二,研究和分析了有效压力和岩性对Biot系数、岩石模量的影响,修正了Biot系数模型——Biot系数与归一化孔隙度是幂指数关系,指数为2/3。第三,根据实验数据,将Gardner公式推广,提出ρ=CVpAVsB的函数形式,建立了Vp—Vs—密度三者的关系,为横波速度预测提供一种新的可行的方法。第四,研究了岩石成岩作用对速度的影响,指出了钙胶结物的重要性。建立了岩石沉积学特征（成岩作用、岩石结构、粘土含量）与储层物性特征（孔隙度）、岩石弹性波速度三者之间的关系,发现:（1）钙胶结物含量是影响速度—孔隙度变化的主要原因;（2）组成岩石颗粒的分选性（岩石结构）不同是使实验数据在速度—孔隙度关系中发生分散的主要因素;（3）粘土含量对岩石速度有一定的影响,并给出了速度-孔隙度-粘土含量间的定量关系式。为岩石物理学、地球物理和沉积学的综合研究建立桥梁。第五,讨论了孔隙流体及其分布对地震属性的影响。利用实验结果讨论了用不同的地震属性及其组合对孔隙流体响应的敏感性,并提出了含油性的判别标准,为定量地震解释提供依据。最后,提出岩石物理正演模拟优选地震属性的储层预测技术思路:利用岩石物理模拟不同岩性和不同充填流体的地震响应,找出反映岩性或流体变化敏感的地震属性并用于储层预测;在东营凹陷陈官庄地区进行了初步应用,取得了较好的地质效果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第1章 前言
• 1.1 选题依据
• 1.2 碎屑岩岩石物理学及其应用研究的现状
• 1.2.1 饱和多孔介质中弹性波传播理论
• 1.2.2 等效模量理论
• 1.2.3 基本岩石物理规律
• 1.2.4 岩石物理在油气勘探开发中的应用
• 1.3 主要研究内容及技术路线
• 1.4 取得研究成果和创新点
• 第2章 石油流体弹性特征研究
• 2.1 石油样品描述和实验过程
• 2.1.1 石油样品情况
• 2.1.2 测量设备
• 2.1.3 测量方法
• 2.2 实验结果和分析
• 2.2.1 死油
• 2.2.2 活油
• 2.3 石油地震属性计算模型
• 2.3.1 石油流体的速度模型
• 2.3.2 石油密度模型
• 2.3.3 石油流体体积模量
• 2.3.4 石油地震属性模型的计算结果以及与测量数据比较
• 2.4 小结
• 第3章 岩芯样品和实验测量
• 3.1 品选取和准备
• 3.2 孔隙度的测量
• 3.3 实验测试仪器与实验程序
• 3.3.1 高温高压岩石物性测量设备
• 3.3.2 典型的实验程序
• 3.3.3 测量误差分析
• 第4章 岩石纵、横波速度和密度的变化规律研究
• 4.1 温度对速度的影响
• 4.2 压力对速度的影响
• 4.2.1 实验结果分析
• 4.2.2 速度对压力的依赖关系
• 4.3 纵、横波速度的关系
• 4.4 密度与纵、横波速度关系
• 4.5 小结
• 第5章 Biot系数和岩石弹性模量的实验研究
• 5.1 Biot-Gassmann理论
• 5.2 实验结果分析
• 5.2.1 有效压力对Biot系数的影响
• 5.2.2 岩性对Biot系数的影响
• 5.3 Biot系数计算模型
• 5.4 模量与孔隙度关系模型
• 5.4.1 干燥岩石体积模量
• 5.4.2 饱和岩石体积模量
• 5.5 Biot系数在横波速度预测的应用
• 5.6 小结
• 第6章 成岩作用和岩石结构对岩石弹性特征的影响
• 6.1 成岩作用对岩石弹性特征的影响
• 6.1.1 机械压实与化学压实作用
• 6.1.2 胶结理论模型及其应用
• 6.1.3 实验结果分析
• 6.2 岩石结构（分选性）对岩石弹性特征的影响
• 6.2.1 颗粒粒径分布对岩石速度的影响
• 6.2.2 分选系数及其对岩石速度的影响
• 6.3 粘土含量对岩石特征的影响
• 6.3.1 泥质含量对岩石孔隙度的影响
• 6.3.2 泥质含量对岩石速度的影响
• 6.3.3 泥质砂岩速度—孔隙度—泥质含量关系
• 6.5 小结
• 第7章 孔隙流体对岩石弹性的影响
• 7.1 流体对岩石弹性的影响
• 7.1.1 流体变化（置换）对速度的影响
• 7.1.2 流体类型对岩石特征的影响
• 7.2 流体识别
• 7.2.1 孔隙含气与孔隙饱油、水的识别
• 7.2.2 饱和油与饱和水的识别
• 7.3 小结
• 第8章 岩石物理在储层预测中的应用
• 8.1 基于岩石物理分析的储层预测技术思路
• 8.2 济阳坳陷东营凹陷陈官庄储集砂体预测
• 8.2.1 基本地质特征
• 8.2.2 测井资料分析
• 8.2.3 横波速度预测
• 8.2.4 正演模拟
• 8.2.5 地震属性的优选
• 8.2.6 储层横向预测
• 8.3 小结
• 第9章 结论与建议
• 9.1 认识与结论
• 9.2 建议
• 致谢
• 附录: 博士期间发表论文、参加项目及获奖情况
• 参考文献