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文檔簡介
書名:《巖性地層油氣勘探理論與實踐》出版社:石油工業(yè)出版社,2005課程英文名稱:SeismicLithologicInterpretation
前置課程:地震勘探原理,地震地層學,構(gòu)造地質(zhì)學,石油地質(zhì)學,沉積學,計算機科學等.教材主要參考書目1、碳酸鹽巖地震學IbrahimPalaz主編中國石油學會物探專業(yè)委員會19982、地震儲層資料預測朱廣生編石油工業(yè)出版社19953、中國隱蔽油氣藏勘探大慶石油地質(zhì)與開發(fā)編輯部黑龍江科學技術(shù)出版社19844、儲層地震地層學劉震主編地質(zhì)出版社1997年5、地震儲層橫向預測技術(shù)及實例CNPC地球物理勘探局主編石油工業(yè)出版社1992課程目的和基本要求
通過本課程教學,使學生掌握地震波傳播速度及測定方法,巖性圈閉的識別,地震資料解釋方法,儲層預測原理及方法。通過本課程學習,初步學會如何運用所學的基礎理論知識解決專業(yè)中的問題,提高分析問題,解決實際問題的能力,訓練學生的邏輯思維能力和科學思維方法,滲透學科前沿問題,懂得所學的基本理論的意義及價值。課程內(nèi)容及學時安排第0章緒論2’第一章地震波速度資料解釋與應用4’第二章地震儲層預測技術(shù)4’第三章地震屬性在儲層研究中的應用4’第四章地震資料在含油性檢測中的應用4’第五章AVO技術(shù)分析與應用4’緒論★隱蔽油氣藏的概念★隱蔽油氣藏研究概況★地震勘探原理★隱蔽油氣藏的分類★隱蔽油氣藏的研究意義★地球物理勘探原理及方法★隱蔽油氣藏的概念隱蔽油氣藏:
在現(xiàn)有理論和技術(shù)條件下,從物探和測井等資料上不能直接發(fā)現(xiàn)或識別出來的油氣藏概稱為隱蔽油氣藏。英文表述為:SubtleReservoir,對應圈閉稱為:SubtleTrap。薩維特(C.H.Savit)(1982),所謂隱蔽圈閉(subtletrap),是用目前普遍采用的勘探方法難于圈定其位置的圈閉。關(guān)于隱蔽油氣藏(subtletrap)的概念,最早是由卡爾(1880)提出的。1919年世界上發(fā)現(xiàn)了第一個非背斜油藏。威爾遜(1934)提出了非構(gòu)造圈閉(nonstructuraltrap)是“由于巖層孔隙度變化而封閉的儲集層”的觀點。萊復生(A.I.Levorsen)(1936)提出了地層圈閉(stratigraphictrap)的概念,并發(fā)表了題為“地層型油田”的論文。萊復生(A.I.Levorsen)(1964)認為隱蔽圈閉(subtletrap)(是構(gòu)造、地層、流體(水動力)多要素結(jié)合的復合圈閉哈爾鮑蒂(H.T.Halbouty)(1972,1982)
將地層圈閉、不整合圈閉、古地形圈閉等統(tǒng)稱為隱蔽圈閉(subtletrap)。國外發(fā)現(xiàn)的典型隱蔽油氣藏實例東德克薩斯油田不整合面遮擋油氣藏美國尤因塔盆地Altamont-Bluebell油田裂縫油氣藏產(chǎn)油頁巖裂縫油藏模式北美國密執(zhí)安盆地深河油田物性封閉油藏0618南II平面圖西東0米50下門維爾組萊爾頓組索圖斯組密西西比系剖面圖河道砂加拿大阿爾伯達西南部格林德—福爾切油氣田砂巖透鏡體油藏國外發(fā)現(xiàn)的典型隱蔽油氣藏實例隱蔽油氣藏沉積相側(cè)向變化形成的(1)地層尖滅形成的(2)超覆與地下露頭形成的(3)河道與山谷充填形成的(4)成巖作用形成的(5)裂縫形成的(6)毛管力形成的(7)定義:
不能完全依據(jù)等高線圈定的油氣藏稱為隱蔽油氣藏.它們包括純的地層油氣藏和復合型油氣藏.
分類美國C&C公司對隱蔽油氣藏的分類6543217緒論★隱蔽油氣藏的概念★隱蔽油氣藏研究概況★地震勘探原理★隱蔽油氣藏的分類★隱蔽油氣藏的研究意義★地球物理勘探原理及方法隱蔽(地層)圈閉,35%復合圈閉,30%壓實/沉降圈閉,9%隆起/底辟圈閉,4%走向/滑脫圈閉,9%擠壓圈閉,9%拉伸圈閉,4%世界不同油藏比例57%43%49%51%全坳陷探明儲量27.58隱蔽油氣藏探明11.80億噸+全坳陷探明儲量億噸隱蔽油氣藏探明儲量11.80億噸巖性油氣藏探明儲量6.02億噸+濟陽坳陷隱蔽油氣藏探明儲量比重構(gòu)造油藏35%★隱蔽油氣藏的研究意義(1)比例高★隱蔽油氣藏的研究意義(2)規(guī)模大隱蔽油氣藏的規(guī)模和產(chǎn)能可以與常規(guī)油氣藏比較05101520250-5050-100100-200200-300300-400400-500500-600600-700700-800800-900900-10001000-20002000-30003000-40004000-50005000-60006000-70007000-80008000-90009000-10,00010,000-100,000>100,000原始儲量(millionbblofoilequivalent)油氣藏個數(shù)油氣藏總數(shù)量=127★隱蔽油氣藏的研究意義(3)潛力大0200,000400,000600,000800,0001,000,0001,200,0001,400,0001,600,000澳洲亞洲非洲歐洲拉丁美洲北美洲原始儲量(MMBOE)N=91N=11N=9N=3N=10N=3油氣藏總個數(shù)目前已發(fā)現(xiàn)的70%的大的隱蔽油氣藏分布在北美地區(qū)緒論★隱蔽油氣藏的概念★隱蔽油氣藏研究概況★地震勘探原理★隱蔽油氣藏的分類★隱蔽油氣藏的研究意義★地球物理勘探原理及方法★隱蔽油氣藏的分類①從判別的難度上進行分類特征性隱蔽的油氣藏:無法從目前所獲得的資料中判別出油氣藏的外觀特征,包括蓋層、儲層和油氣水邊界等。它們中有低幅度構(gòu)造油氣藏、不整合面油氣藏以及溶洞和裂縫類油氣藏等。特征上無法辨認。技術(shù)性隱蔽的油氣藏:無法用現(xiàn)有技術(shù)判識出油氣(層)藏的存在,它們中主要包括在測井曲線中呈“三低”特征(低孔隙度、低飽和度、低電阻率)的油氣藏。技術(shù)上無法(用現(xiàn)行的錄井和測井等技術(shù))識別。機理性隱蔽的油氣藏:用傳統(tǒng)理論無法預測其存在或發(fā)現(xiàn)后無法解釋其成因的非常規(guī)性油氣藏,它們中有深盆氣藏、露頭油藏、煤層吸附氣藏和水合甲烷氣藏等。機理上無法(用常規(guī)的油氣地質(zhì)理論)解釋。②從隱蔽的方式上進行分類隱蔽油氣藏分類及其成因模式砂巖透鏡體油氣藏分類代號名稱地質(zhì)特征基本模式名稱實例亞類形成條件與成因機理研究進展存在問題Ⅰ儲集巖體通常條件下,在地震剖面上無法識別出圈閉中儲層的形態(tài)與圈閉中油氣的存在巖性砂體泥巖裂縫碳酸鹽溶洞河道砂巖體、深水濁積砂巖體泥巖中成巖裂縫泥巖中構(gòu)造裂縫剝蝕不整合面地下水溶漓帶坡折帶控砂理論構(gòu)造繞曲控繼理論疊合不整合面控洞疊合樞紐帶控油預測方法眾多成因機理清楚,分布規(guī)律復雜Ⅱ隱蔽式油氣藏通常條件下,在地震剖面上無法識別出圈閉中蓋層的封堵形式及圈閉中油氣的存在受溫壓和介質(zhì)條件諸方面控制,產(chǎn)狀多變復隱蔽式油氣藏Ⅲ水動力封阻重力拖曳毛管力束縛分子溶解分子吸附分子結(jié)合ⅠAⅠBⅠCⅡAⅡBⅡCⅢAⅢBⅢC水動力封阻潛水面上重力拖曳毛管力束縛溫壓較高,水礦化度較低地區(qū)壓力高、煤溫度低變質(zhì)程度高、外部封閉條件較好壓力低溫帶。兩極永久凍土下及低緯度陸坡帶儲量巨大,目前開采工藝復雜,預計在15年后可望投產(chǎn)利用在含煤盆地普遍存在,有10-30%可供利用普遍存在發(fā)育,但目前能夠利用的僅有10-15%普遍存在,利用價值很低。只形成在構(gòu)造變動較強烈地區(qū)只形成在水動力條件相對活躍地區(qū)富集機理不明主控因素復雜預測方法困難富集原理清楚主控因素復雜預測方法處于探索碳酸鹽巖不整合與溶洞型油氣藏水動力封閉油氣藏露頭油藏深盆氣藏壓力(MP)埋深()Z水溶氣藏超壓異常煤層吸附氣藏水合甲烷氣藏裂縫油氣藏隱蔽式油氣藏封蓋條件形態(tài)特征吸附(吸)拉引(誘)推(趕)(攜)帶(疏)導結(jié)合H2OCH4③從油氣富集動力學機制上分類高壓低勢毛管力浮力流體分子分子油氣藏動力學成因模式與分類(1)形成條件與主控因素分布特征實例成藏機理油氣藏動力學成因類型運聚動力與作用方式油氣成藏模式代號模式運聚方式動力名稱代號吸拉Ⅱ低壓流場吸拉油氣運聚成藏壓力埋深負壓區(qū)靜水壓力Ⅱ1Ⅱ2Ⅱ3擠壓作用造成構(gòu)造虛脫形成低勢負壓區(qū)分布在盆地有效源巖區(qū)內(nèi)與褶皺虛脫作用伴生的構(gòu)造帶中塔里木庫車依南2和克拉2等氣田斷層開啟造成低勢負壓區(qū)分布在盆地有效源巖區(qū)內(nèi)與斷裂作用伴生的構(gòu)造帶中渤海灣商河西油田等剝蝕減壓砂體回彈造成低勢負壓區(qū)分布在盆地有效源巖區(qū)內(nèi)受剝蝕減壓作用影響明顯的構(gòu)造帶中薩爾圖構(gòu)造油藏低壓驅(qū)趕高壓Ⅰ高壓流場驅(qū)趕油氣運聚成藏壓力埋深頂板超壓流體封存箱水靜壓力Ⅰ1Ⅰ2原生油氣藏受斷裂破壞,油氣再次運移成藏分布在原生油氣藏頂上方準噶爾盆地西斜坡斷裂帶次生油氣藏異常高壓流體封存箱破裂,流體向外釋放導致油氣成藏分布在流體高壓封存箱頂板破裂處或上方塔中4油氣藏Ⅰ1Ⅰ2流體飽和氣油水氣藏溫壓降低油氣運移Ⅲ油水攜帶溶解氣運移釋放聚集成藏攜帶Ⅲ2Ⅲ1a.與斷裂伴生的圈閉b.與斷層相溝通的深部位有效的源巖c.源巖主要以油溶相和水溶相排氣①沿斷裂帶分布②剖面上成疊瓦狀③下油上氣④源區(qū)內(nèi)或周邊上方淺層松遼盆地北部古龍凹陷黑帝廟層富集的氣藏a.與源區(qū)中心連接的輸導層和斜坡帶b.含Ⅰ和Ⅱ類母質(zhì)并以溶解態(tài)排氣為主的源巖①源巖中心周邊斜坡帶②剖面上成串珠狀③近源深部為油遠源淺層為氣松遼盆地北部西斜坡阿拉新等氣田Ⅲ1Ⅲ2①優(yōu)勢通道②運移通道③非運移通道輸導浮力Ⅳ浮力順優(yōu)勢通道輸導油氣運聚成藏①②③Ⅳ1Ⅳ2Ⅳ3不整合面作為優(yōu)勢通道連接源區(qū)和圈閉分布在與有效源巖連通的不整合面上下塔北隆起奧陶系風化殼油氣藏斷裂作為優(yōu)勢通道連接源區(qū)和圈閉分布在與有效源巖溝通的斷裂帶中任丘震旦系白云巖油氣藏高孔滲地層作為優(yōu)勢通道連接源區(qū)和圈閉分布在與有效源巖溝通的輸導層內(nèi)泌陽凹陷雙河油氣田Ⅳ1Ⅳ2Ⅳ3油氣藏動力學成因模式與分類(2)引入Ⅴ毛管力引入油氣聚集成藏DdD>>dⅤ高孔滲性孤立砂體受有效烴源巖包圍分布在三角洲或沖積扇前緣砂巖體和濁積砂巖體發(fā)育區(qū)梁家樓濁積砂體油藏油氣藏類型運聚動力與作用方式代號名稱動力運聚方式成藏機理代號油氣成藏模式模式形成條件與主控因素分布特征實例Ⅵ深盆(油)氣外排水聚集成藏(油)氣體積膨脹力排推Ⅵ1Ⅵ2Ⅵ3D水封氣門限D(zhuǎn)>D0D0D<D0氣源a.致密的儲集層
(φ<10%,k<1md)b.能以游離相大量排氣的源巖
c.嚴密的底封蓋層d.平緩和穩(wěn)定的構(gòu)造環(huán)境①煤系地層發(fā)育的盆地②凹陷中心或斜坡帶③埋深較大或儲層物性差的地層領域加拿大阿爾伯達深盆氣田孔徑Ⅶ煤層瓦斯氣吸附聚集成藏分子吸附力吸附CH4煤Ⅶ蓋層煤層a.煤的類型和形成環(huán)境b.煤的組成和煤階c.煤的孔隙結(jié)構(gòu)d.煤的溫壓條件①含煤盆地②封蓋條件較好的煤層內(nèi)③煤層吸附氣能力強淮北礦區(qū)煤層甲烷氣藏Ⅷ水合甲烷氣聚集成藏分子結(jié)合力結(jié)合H2OCH4Ⅷ海平面a.低溫b.高壓c.足夠量氣量①地球兩極永凍區(qū)②300/1000m水深的深海、半深海和大陸斜坡西西伯利亞盆地麥索亞赫水合甲烷氣藏,墨西哥和中美洲附近的太平洋中的水合甲烷氣藏極地永久凍土水合固態(tài)甲烷Ⅷ2Ⅷ1毛管力緒論★隱蔽油氣藏的概念★隱蔽油氣藏研究概況★地震勘探原理★隱蔽油氣藏的分類★隱蔽油氣藏的研究意義★地球物理勘探原理及方法1977年,石油工業(yè)出版社翻譯出版E.K.Robert主編《地層圈閉油氣田勘探方法》1980年,張渝昌發(fā)表了“從盆地演化看江蘇油氣遠景”的論文(《石油實驗地質(zhì)》
第三期),首次談論了我國實際盆地隱蔽油氣藏的勘探問題;1980年,楊俊杰在甘肅省石油學會第二年會上發(fā)表了“陜甘寧盆地南部侏羅系古地貌油田形成條件及其油藏序列的探討”,首次研究了我國隱蔽油氣藏的形成機理問題;1983年,我國在江蘇無錫召開第一屆全國隱蔽油氣藏學術(shù)研討會,并由《大慶石油地質(zhì)與開發(fā)》編輯部編輯出版了論文集《中國隱蔽油氣藏勘探論文集》1986年,胡見義等首次主編出版了我國第一部《非構(gòu)造油氣藏》方面的講義1990年,石油大學盆地分析研究室編寫了我國第一本巖性油氣藏方面的專著《巖性油藏形成條件、分布規(guī)律和勘探技術(shù)》1996年,我國在青島召開了全國第二屆隱蔽油氣藏學術(shù)研討會,由潘元林等主編出版了論文集《中國隱蔽油氣藏》;2003年,我國在北京昌平召開了第三屆隱蔽油氣藏國際學術(shù)研討會,由李丕龍龐雄奇主編出版了<<隱蔽油氣藏形成與勘探>>論文集.國內(nèi)發(fā)表的關(guān)于隱蔽油氣藏的代表著作存在的問題:
局限于地層巖性油氣藏/局限于形成條件與勘探方法研究1930年,美國C.M喬伊納在東德克薩斯發(fā)現(xiàn)地層油藏;1966年,美國萊復生在AAPG發(fā)表ObscureandSubtleTraps(隱蔽圈閉)論文;1972年,美國E.K.Robert主編了《地層油氣藏》一書,分勘探方法、勘探實例兩冊,首次提出了隱蔽油氣藏勘探問題;1974年,美國DanielA.Busch出版了第一部隱蔽圈閉勘探技術(shù)方面的專著
《砂巖地層圈閉—勘探技術(shù)》(周祖軒譯,石油工業(yè)出版社,1980年);1976年,C.E.B.Conybeare出版了《砂巖體油氣田地貌學》,其中相當篇幅討論了隱蔽油氣田;1980年,美國AAPG和勘探地球物理學家協(xié)會制定召開“關(guān)于尋找隱蔽圈閉應用原理討論會”計劃;1981年,美國AAPG在舊金山舉行年會,開展了隱蔽油氣藏專題研討會,宣讀
18篇論文。由M.T.Halbont主編出版了《尋找隱蔽油氣藏》專著;國外發(fā)表的關(guān)于隱蔽油氣藏的代表著作存在的問題:
局限于地層巖性油氣藏/局限于勘探方法研究國內(nèi)外油氣勘探實踐基本成果與認識(1)隱蔽油氣藏的規(guī)模和產(chǎn)能可以與常規(guī)油氣藏比較05101520250-5050-100100-200200-300300-400400-500500-600600-700700-800800-900900-10001000-20002000-30003000-40004000-50005000-60006000-70007000-80008000-90009000-10,00010,000-100,000>100,000原始儲量(millionbblofoilequivalent)油氣藏個數(shù)油氣藏總數(shù)量=127已發(fā)現(xiàn)的隱藏油氣藏70%位于美洲地區(qū)0200,000400,000600,000800,0001,000,0001,200,0001,400,0001,600,000澳洲亞洲非洲歐洲拉丁美洲美洲原始儲量(MMBOE)N=91N=11N=9N=3N=10N=3油氣藏總個數(shù)=127國內(nèi)外油氣勘探實踐基本成果與認識(2)隱蔽油氣藏油氣柱高度分布范圍較寬0246810121416180-100100-200200-300300-400400-500500-600600-700700-800800-900900-10001000-11001100-12001200-13001300-14001400-15001500-16001600-17001700-18001800-19001900-2000>2000油氣藏內(nèi)油氣柱高度(ft)頻率數(shù)油氣藏總個數(shù)=116國內(nèi)外油氣勘探實踐基本成果與認識(3)90%以上的隱蔽油氣藏被發(fā)現(xiàn)在前陸/被動大陸邊緣/內(nèi)克拉通/裂谷四類盆地前陸內(nèi)克拉通裂谷被動陸緣三角洲/鹽WrenchIntrashelfBasinBackarc鹽逆沖帶0102030405060708090100油氣藏個數(shù)油氣藏總數(shù)=174N=3N=3N=3N=4N=7N=7N=12N=19N=21N=95國內(nèi)外油氣勘探實踐基本成果與認識(4)主要的圈閉成藏機理0102030405060毛管力圈閉裂縫圈閉成巖作用圈閉沉積相側(cè)向變化圈閉河道或山谷充填圈閉不整合削截和超覆圈閉側(cè)向沉積尖滅圈閉油氣藏個數(shù)N=9N=10N=13N=21N=33N=39N=49油氣藏總個數(shù)國內(nèi)外油氣勘探實踐基本成果與認識(5)隱蔽(地層)圈閉,35%復合圈閉,30%壓實/沉降圈閉,9%隆起/底辟圈閉,4%走向/滑脫圈閉,9%擠壓圈閉,9%拉伸圈閉,4%世界不同油藏比例構(gòu)造油藏35%比例高國內(nèi)外油氣勘探實踐基本成果與認識(6)深水勘探發(fā)現(xiàn)的三分之二以上的油氣藏是隱蔽型油氣藏絕大多數(shù)的地層型隱蔽油氣藏的傾角<2度0102030405060700-11-22-33-44-55-66-77-88-99-1010-1515-2020-2525-30>30油氣藏中儲層的平均傾角(degrees)頻率油氣藏個數(shù)=174國內(nèi)外油氣勘探實踐基本成果與認識(7)有效產(chǎn)層厚度薄但分布面積大01002003004005006007008009001001,00010,000100,0001,000,00010,000,000原始產(chǎn)層面積(acres)平均產(chǎn)層厚度(ft)油氣藏總個數(shù)=119國內(nèi)外油氣勘探實踐基本成果與認識(8)隱蔽油氣藏的儲層年代大都是三疊系和白堊系010203040506070TERTIARYCRETACEOUSJURASSIC-CRETACEOUSJURASSICTRIASSICPERMIAN-TRIASSICPERMIANCARBONIFEROUSDEVONIAN-CARBONIFEROUSDEVONIANSILURIAN-DEVONIANSILURIANORDOVICIAN地層年代油氣藏個數(shù)油氣藏總個數(shù)=174國內(nèi)外油氣勘探實踐基本成果與認識(9)隱蔽油氣藏的孔隙度與滲透率分布特征平均的基質(zhì)孔隙度(%)砂礫巖石灰?guī)r和白云巖煤/頁巖/粉砂巖等010203040506070800-55-1010-1515-2020-2525-3030-3535-40頻率油氣藏總個數(shù)=168國內(nèi)外油氣勘探實踐基本成果與認識(10)01020304050600.001-0.010.01-0.10.1-11-1010-100100-10001000-1000010000-100000平均基質(zhì)滲透率(mD)頻率砂礫巖碳酸巖煤與頁巖等油氣藏總個數(shù)=142緒論★隱蔽油氣藏的概念★隱蔽油氣藏研究概況★地震勘探原理★隱蔽油氣藏的分類★隱蔽油氣藏的研究意義★地球物理勘探原理及方法★地球物理勘探原理它是以巖礦石(或地層)與其圍巖的物理性質(zhì)差異為物質(zhì)基礎,用專門的儀器設備觀測和研究天然存在或人工形成的物理場的變化規(guī)律,進而達到查明地質(zhì)構(gòu)造尋找礦產(chǎn)資源和解決工程地質(zhì)、水文地質(zhì)以及環(huán)境監(jiān)測等問題為目的勘探,叫地球物理勘探,簡稱物探。相應的各種勘探方法,叫地球物理勘探方法,簡稱為物探方法。GravitySoundWavesElectricityMagnetics★地球物理勘探方法1、重力法……巖石密度差異2、磁法……巖石磁性差異3、電法……巖石電性差異4、地震勘探方法……巖石彈性差異★地球物理勘探方法緒論★隱蔽油氣藏的概念★隱蔽油氣藏研究概況★地震勘探原理★隱蔽油氣藏的分類★隱蔽油氣藏的研究意義★地球物理勘探原理及方法可控震源)儀器車檢波器)接收到的反射波陸地石油地震勘探示意圖★地震勘探原理★地震勘探原理由人工激發(fā)的地震波(彈性波),穿過地下介質(zhì)運動,遇到彈性分界面返回地面,用專門儀器接收地震波,得到地震記錄。對接收到的地震記錄進行處理、解釋,從而了解地下介質(zhì)的情況,這個過程叫做地震勘探(SeismicExploration)第一章地震波速度資料解釋與應用影響地震波速度的因素與分布規(guī)律幾種地震速度的概念層速度估算砂泥巖百分比一影響地震波速度的因素與分布規(guī)律巖性的影響
巖石類型速度(米/秒)沉積巖1500~6000
花崗巖4500~6500
玄武巖4500~8500
變質(zhì)巖3500~6500一影響地震波速度的因素與分布規(guī)律
巖石類型速度(米/秒)
礫巖碎屑(干砂)200~800
砂質(zhì)粘土300~900
濕砂600~800
粘土1200~2500
疏松砂巖1500~2500
致密砂巖1800~4000
泥質(zhì)頁巖2700~4100
石灰?guī)r、致密灰?guī)r2500~6100
石膏、無水石膏3500~4500
泥灰?guī)r2000~3500
巖鹽4200~5500
冰3100~3600沉積巖的波速
一影響地震波速度的因素與分布規(guī)律密度的影響除了波動方程導出的嚴格公式外,已經(jīng)可以肯定,速度與密度的關(guān)系近似為線性關(guān)系,隨著密度的增加,速度也會增加。另外,國外對大量巖石樣品做了物性研究后,提出了下列經(jīng)驗公式:
但是,速度與密度的關(guān)系隨地區(qū)的不同而有差異,在每個地區(qū)應該存在一定的關(guān)系一影響地震波速度的因素與分布規(guī)律與埋深的關(guān)系大量實際資料表明,在巖性和地質(zhì)年代相同的條件下,地震波的速度隨巖石埋藏深度的增加而增大,其原因主要是埋深控制地層壓實程度的高低。一般地,存在如下公式:
一影響地震波速度的因素與分布規(guī)律與地質(zhì)年代的關(guān)系在相同埋深條件下,地質(zhì)年代增加時,因塑性介質(zhì)的蠕變,造成壓實程度增高,成巖作用時間較長,巖石較致密,進而速度升高。
一影響地震波速度的因素與分布規(guī)律與孔隙度的關(guān)系研究表明,巖石類型相同、成分相近,孔隙度增大,速度則減小。碎屑巖的孔隙度通常隨巖石致密程度和膠結(jié)程度的增大而減小,其速度隨膠結(jié)程度的增大而增大。一影響地震波速度的因素與分布規(guī)律與孔隙流體性質(zhì)的關(guān)系巖石孔隙中含油、氣或水時,巖石的波速會降低,引起波阻抗的變化,并導致反射振幅發(fā)生變化。油層速度一般略小于水層速度。Domenico效應:當孔隙較大時,儲層部分含氣會造成與全部含氣相當,或甚至更大的降速效應。Domenico效應提醒地質(zhì)家用速度降低判斷氣層具一定的風險性,他們可能是一個非工業(yè)性氣層。一影響地震波速度的因素與分布規(guī)律一影響地震波速度的因素與分布規(guī)律溫度和壓力的影響
溫度升高,速度減?。?/p>
壓力增大,速度減小。控制地層速度的四種微觀因素顆粒礦物成分(石英、長石、巖屑等)孔隙度孔隙流體成分孔隙充填膠結(jié)物成分
幾種地震速度的概念平均速度定義一組水平層狀介質(zhì)中某一層以上介質(zhì)的平均速度就是地震波垂直穿過該層以上各層的層厚度與總的傳播時間之比。
幾種地震速度的概念平均速度地層模型水平層狀介質(zhì)——(平均速度)數(shù)學模型幾種地震速度的概念平均速度第二種定義地震波傳播時真正遵循的是“沿最小時間路程傳播”第二種定義所做的“波直線傳播是沿著最短路程”在非均勻介質(zhì)中(如層狀介質(zhì)),最小時間路程將不是直線而是折線。也可以定義為:“在水平層狀介質(zhì)中,波沿直線傳播所走過的總路程與所需總時間之比?!?/p>
幾種地震速度的概念均方根速度定義均方根速度是每層的速度傳播時間(ti)加權(quán)后平均再開方的值。幾種地震速度的概念均方根速度數(shù)學模型第二種定義或定義:“把水平層狀介質(zhì)情況下的反射波時距曲線近似當作雙曲線,求出的波速就是這一水平層狀介質(zhì)的均方根速度。水平層狀介質(zhì)均勻介質(zhì)水平界面簡化為幾種地震速度的概念疊加速度定義通過計算速度譜求得的速度,να。地層模型(1)對于傾斜界面、均勻介質(zhì)時:(2)對于水平層狀介質(zhì)時:適合于各種地層模型情況數(shù)學模型幾種地震速度的概念層速度定義在地震勘探中把某一速度層的波速叫做這一層的層速度。速度層指地層剖面上從淺到深按速度差異所劃分的一系列層段。
單個巖層的速度
以上幾種速度都反映地震波在所有各層中總的傳播情況,但并不反映單個巖層的速度。地層模型層速度估算砂泥巖百分比(一)巖石體積物理模型層速度與巖性的定量關(guān)系:—層速度;—砂巖速度;—泥巖速度;—砂巖百分比純砂巖和純泥巖的速度,一般隨埋深變化而變化,所以也稱之為壓實曲線。
層速度估算砂泥巖百分比(一)巖石體積物理模型對于砂泥巖互層的地層,其波速與砂泥巖所占比例有密切的關(guān)系,通過建立砂泥巖百分比與地震波速的關(guān)系(或量板),即可利用地震速度資料預測砂巖百分含量。層速度估算砂泥巖百分比(二)實現(xiàn)步驟利用地震速度預測巖性,實現(xiàn)定量解釋主要包括:速度-巖性量板制作;地震層速度資料的獲??;速度-巖性的轉(zhuǎn)換與繪制砂巖百分含量平面分布圖。層速度估算砂泥巖百分比速度-巖性量板制作(或稱為砂泥巖壓實曲線的制作)由于砂泥巖的波速不僅與砂泥巖含量有關(guān),也與其埋藏深度有密切關(guān)系。同樣的砂泥巖比在不同埋深,會有不同的速度值,如用層速度來作砂泥巖的巖性估算,必須校正埋深(壓實)的影響。速度-巖性指數(shù)圖板就是作這種校正用。速度-巖性量板的制作包括:測井巖性解釋,速度-巖性量板的制作。速度-巖性指數(shù)圖板的作用速度-巖性量板制作(1)測井巖性解釋為了制作速度-巖性圖板,要對測井-錄井資料進行認真的解釋,最好能分出純砂巖、純泥巖段及其速度值。實際上,地下巖性剖面除發(fā)育純砂巖、純泥巖段外,還發(fā)育礫砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖和粉砂質(zhì)泥巖等過渡巖性,且地層的結(jié)構(gòu)也是不均一的,厚度有大有小。為了做到系統(tǒng)采樣,真實地反映井下巖性變化情況,一般分為砂巖和泥巖兩個大類,并選用層厚大于2~5m的巖性較純、電性特征明顯的層作為取樣點。速度-巖性量板制作(1)測井巖性解釋巖性識別主要依據(jù)聲波時差曲線和鉆井巖性剖面。速度-巖性量板制作(2)速度-巖性量板的具體制作:在利用解釋出的(v-H)原始數(shù)據(jù)制作速度-巖性量板時,具體做法有三種,即:數(shù)學統(tǒng)計法、散點法和對應取值法。目前應用做多的是對應取值法。速度-巖性量板制作(2) 速度-巖性量板的具體制作:數(shù)學統(tǒng)計法(又稱為用冪函數(shù)擬合法)通過分析,認為本工區(qū)的層速度隨深度的變化規(guī)律可用如下冪函數(shù)表示:式中,Z是某層中心點的埋藏深度,a、n為常數(shù)項,由統(tǒng)計資料求得a值與砂泥巖含量之間的關(guān)系。將100%純泥巖所分布的平均曲線位置定為巖性指數(shù)等于1,而100%純砂巖所分布的平均曲線定為巖性指數(shù)等于5。并對t0>1.0s時,用以上公式來表示層速度隨深度的變化規(guī)律。速度-巖性量板制作(2) 速度-巖性量板的具體制作:數(shù)學統(tǒng)計法(又稱為用冪函數(shù)擬合法)此方法是知道層速度和層的中心埋藏深度就可以利用此圖板內(nèi)插出其巖性指數(shù)來,并可對砂泥巖百分比作出定性估計。校正埋深影響的巖石指數(shù)圖版速度-巖性量板制作(2) 速度-巖性量板的具體制作:散點法在井資料較少的情況下,可利用速度譜資料求得的層速度來制作速度-巖性圖板。其基本方法是,劃分地震層序,并計算層速度,按各層序中心點深度把所計算的層速度值展布到v-H坐標上,作數(shù)據(jù)點分布區(qū)域的包絡線,下限為100%泥巖,上限為100%砂巖,再用少量井的資料進行檢驗。這種情況得出的圖板精度較差。某海區(qū)第三系層速度速度-巖性量板制作(2) 速度-巖性量板的具體制作:對應取值法(聲波測井曲線法)讀?。ㄉ皫r和泥巖)聲波測井值。求砂泥巖的速度。速度-巖性量板制作對應取值法(聲波測井曲線法)繪制速度-深度交匯圖速度-巖性量板制作對應取值法(聲波測井曲線法)砂泥巖壓實曲線的擬合(多項式擬合)純砂巖壓實曲線純泥巖壓實曲線速度-巖性量板制作對應取值法(聲波測井曲線法)多井砂泥巖壓實模型綜合砂泥巖壓實曲線彩401、彩402、彩403、彩404單井砂泥巖壓實曲線利用聲波時差資料編制壓實曲線砂泥巖壓實曲線
彩47、彩501、彩502、彩16單井砂泥巖壓實曲線
利用聲波時差資料編制壓實曲線砂泥巖壓實曲線
阜12、阜101、阜11、阜5單井砂泥巖壓實曲線
利用聲波時差資料編制壓實曲線彩32、彩35、彩36、阜2單井砂泥巖壓實曲線
砂泥巖壓實曲線利用聲波時差資料編制壓實曲線壓實模型阜7型壓實模型(包括阜7、阜13井)阜8型壓實模型(包括阜2、阜4、阜5、阜8、阜11井)阜12型壓實模型(包括彩阜12、阜101井)從壓實曲線總結(jié)出三種壓實模型中央凹陷區(qū)砂泥巖壓實模型
鶯東斜坡帶砂泥巖壓實模型
鶯歌海盆地埕北斷階帶綜合壓實模型
沉積盆地砂泥巖速度類型圖(據(jù)劉震等,1993)
正常型波動型等速型異常型速度-巖性量板制作(3) 地震層速度-巖性量板獲得:由聲波測井資料獲得的速度巖性量板,不能直接用于地震層速度巖性解釋。聲波測井與地震勘探由于震源不同,聲波測井受井眼低速帶、基線漂移等方面影響,兩者所獲得的地層層速度存在較大誤差,往往是地震速度高于聲波速度。通常的做法是將地震層速度量板與聲波層速度量板進行比較,采用平移法消除誤差,即可使地震層速度量板適應于層速度-巖性轉(zhuǎn)換。層速度估算砂泥巖百分比地震層速度資料的獲?。?)速度譜的解釋。(2)計算層速度(3)計算層深度(4)數(shù)據(jù)平滑層速度估算砂泥巖百分比地震層速度資料的獲?。?)速度譜的解釋剖面上方每1km有一個速度數(shù)據(jù)表t0(s)Vrms(m/s)Vint(m/s)0.5230023000.8290030501.2310034502.5320036004.0400042005.856005000層速度估算砂泥巖百分比地震層速度資料的獲取(1)速度譜的解釋速度譜解釋要點①排除斷面波或繞射波的高速極值點(能量團)②排除多次波的低速能量團,按趨勢取值;③能量團時間應與剖面反射時間對應;④在同一剖面上,疊加速度橫向變化應當是漸變的,凡是突然變化點,均有問題,應加以修改。疊加速度譜資料及其解釋層速度估算砂泥巖百分比地震層速度資料的獲?。?)計算層速度:用Dix公式計算層速度,注意傾斜層的傾角校正,一般選取層內(nèi)雙程時間要大于100ms以上的層計算,層太薄,計算出的速度精度不能保證。層速度估算砂泥巖百分比地震層速度資料的獲取(3)計算層深度:因v與深度有關(guān),t0時間應是層中點的時間,也是兩個能量團之間中點對應的t0時間;換算深度要用平均速度曲線。(4)數(shù)據(jù)平滑:層速度原始數(shù)據(jù)算出后標在平面圖上,數(shù)據(jù)差異可能比較大,須對其加以平滑,才可能看出平面變化總趨勢和規(guī)律;平滑的方法采用線平滑和面平滑均可。層速度估算砂泥巖百分比地震層速度資料的獲取校正前校正后層速度二維平滑層速度估算砂泥巖百分比速度-巖性的轉(zhuǎn)換有了巖性指數(shù)圖板,又作出了同一層位的速度-深度平面圖,就可以把后者轉(zhuǎn)換成砂泥巖百分比,并繪制砂巖百分含量平面分布圖,再根據(jù)劃分出的10%,20%,……,50%砂巖與泥巖的含量確定砂巖橫向分布和相帶。層速度估算砂泥巖百分比速度-巖性的轉(zhuǎn)換計算巖性指數(shù)用巖石體積物理模型求解巖性指數(shù):巖性指數(shù)校正理論計算的巖性指數(shù)應該用鉆井巖性指數(shù)校正:Ps`=Ps-Ps鶯歌海盆地鶯二段上部地層(S27-S28)砂巖指數(shù)等值線圖
砂巖指數(shù)平面分布表示巖相變化:東高西低
準東地區(qū)第二章儲層參數(shù)預測2-1
儲層孔隙度預測碎屑巖孔隙度預測方法石灰?guī)r孔隙度預測2-2
用地震資料預測地層壓力基本知識用地震資料預測地層壓力方法2-3地震反演技術(shù)2-4地震屬性分析技術(shù)從勘探和開發(fā)的角度來看,目前對儲層孔隙度和孔隙流體壓力的預測顯得最為重要。確定一個儲層的諸項參數(shù)中,是最重要的,也是最難估算的參數(shù)之一。過去碎屑巖、石灰?guī)r都是用同一方法估算,目前這兩大類儲層的預測方法已分開。
2-1儲層孔隙度預測孔隙度,是指單位體積巖石中的孔隙體積,即
=V/V100式中:V是所有孔隙空間的總體積
V為巖石的體積
注:一般而言,孔隙度是地層中可以被流體(即油氣和原生水)占據(jù)的孔隙體積。有效孔隙度:存在壓差時,單相流動的流體飽和于孔隙,并作穩(wěn)定流動時,此流動的流體所經(jīng)過的孔隙體積與巖石總體積的比值2-1儲層孔隙度預測孔隙度測定的方法很多,它可以通過鉆井取芯、數(shù)學模型、地震測井、地震資料預測等方法獲得。通常用地震資料預測孔隙度有三種主要方法:1.井控約束反演法,它可以同時給出巖性剖面和孔隙度剖面,但精度不高;2.是將地震剖面反演成波阻抗剖面,并根據(jù)已知井目的層實測的孔隙度來建立波阻抗孔隙度經(jīng)驗公式,再由波阻抗這個參數(shù)來估算孔隙度;3.是Wyllie公式或修正公式方法(這是一種最常用的方法)2-1儲層孔隙度預測
實踐證明,對大多數(shù)沉積巖,特別是非泥質(zhì)膠結(jié)的沉積巖,如砂巖或者鮞狀灰?guī)r,采用Wyllie公式計算孔隙度是可行的,但是其精度往往不會很高。通常,為了提高精度,需要先根據(jù)實測的孔隙度值(在人機聯(lián)做工作站上由Wyllie公式求得)和本區(qū)的物性資料求取經(jīng)驗公式;然后再用此經(jīng)驗公式對求取的孔隙度值進行標定,并在人機聯(lián)做工作站上求取孔隙度值,這樣得出的結(jié)果較為可靠。2-1儲層孔隙度預測一、碎屑巖孔隙度預測方法方法分兩類:一是時間平均方程二是經(jīng)驗公式1時間平均方程(雙相介質(zhì))
11—-----=----+--------VPVfVpm
2三相介質(zhì)的時間平均方程(也叫修正Wyllie公式)
11—11----=-----+-------+R*(-----—------)VPVfVpmVhVpm
R—泥質(zhì)含量體積百分比
Vh—為泥質(zhì)中P波速度2-1儲層孔隙度預測3Pickett公式:Pickett在本世紀內(nèi)1963年提出的縱波速度與孔隙度的經(jīng)驗公式是:1/Vp=a+bφ式中a和b是常數(shù),須事先求得這兩個常數(shù).2-1儲層孔隙度預測4雙波速公式計算孔隙度
VP=a1-a2-a3cai0VS=b1-b2-b3cbi05橫波公式
1/Vs_1/Vsm
=_________________1.12_1/Vsm式中:VS—巖石中橫波速度
Vsm—巖石骨架中橫波速度
1.12—表示孔隙流體中假想的橫波旅行時孔隙度預測方法流程圖看圖3-1步驟:〈1〉計算層速度
〈2〉計算孔隙度2-1儲層孔隙度預測建立擬合經(jīng)驗公式
在前面的討論中,我們已經(jīng)介紹了Wyliie公式原理及其局限(它只使用于固結(jié)良好的純砂巖)。通常情況下,地層受孔隙度、滲透率、泥質(zhì)含量、裂縫、密度等空間變化所影響,所以地層構(gòu)造是很復雜的,固結(jié)良好的純砂巖地層是很少見的。因此,用Wyliie公式求取的孔隙度其誤差值較大。2-1儲層孔隙度預測遼河東區(qū)孔隙度擬合曲線圖為了更真實地得出研究工區(qū)內(nèi)孔隙度變化分布圖,必須先建立一個孔隙度經(jīng)驗公式,然后由經(jīng)驗公式求取孔隙度,這樣得出的結(jié)果比較真實可靠。該經(jīng)驗公式可以利用最小二乘法回歸原理,在計算機上編制程序來求得;也可以根據(jù)實測的孔隙度(在人機聯(lián)做工作站上求取)和物性資料來求取擬合經(jīng)驗公式。由實測的孔隙度和物性資料,在微機上對孔隙度進行擬合,共擬合出三種曲線:線性擬合曲線;多項式擬合曲線;指數(shù)擬合曲線(見圖A和圖B)。根據(jù)相關(guān)系數(shù)及其擬合曲線圖,我們可以得出以下結(jié)論:指數(shù)擬合方法較大一些,多項式擬合和線性擬合曲線比較合理,而且這兩條曲線幾乎重合。這里只討論線性擬合關(guān)系。線性擬合曲線的數(shù)學函數(shù)表達式可表示為:
=A測+B2-1儲層孔隙度預測遼河西區(qū)孔隙度擬合曲線圖圖2:LHDQ沙3孔隙度等值線圖五、誤差分析
在任何一種測量中,不可避免地總會有誤差,因而測量結(jié)果并不能完全準確地反映被測對象本來的面貌。科學計算中,我們處理的數(shù)據(jù)和計算的結(jié)果,通常都是近似數(shù)值,它們與實際的精度之間總存在著一些誤差。1誤差來源
產(chǎn)生誤差的原因有多種多樣,從理論上來說,誤差來源主要包括有數(shù)學描述與實際問題間的誤差、觀測誤差、截斷誤差和計算過程中的舍入誤差。在實際應用中前兩種誤差一般是難以處理的,例如,原始資料采集、巖石性質(zhì)和其它一些影響孔隙度參數(shù)所帶來的誤差都是很難處理。因此,在孔隙度估算中,一般只討論后兩種誤差。此外,計算方法的選取不同,對誤差的產(chǎn)生也不可避免地造成一定的影響。2-1儲層孔隙度預測2誤差計算方法計算誤差的方法有兩種:
第一種是在有標準孔隙度值()時,假定各次預測的孔隙度值為(i),則可算出平均誤差和均方差。第二種方法是在沒有標準孔隙度值()時,假定每次預測的孔隙度值為(i),平均孔隙度值為(i)平,則可求得平均誤差和平均方差。2-1儲層孔隙度預測3誤差分析
根據(jù)上述方法,用遼河盆地實測的孔隙度資料,對公式=A測+B進行擬合,我們可以知道,它們的經(jīng)驗公式為:東區(qū):y=-0.102x+24.762·········(5.31)西區(qū):y=-0.108x+24.8··········(5.32)
對三套地層的孔隙度,采用前述的第二種方法來進行估算,其結(jié)果見表2。2-1儲層孔隙度預測
表2誤差分析結(jié)果
dqs12地層dqs3地層xqs4地層平均誤差3.673.554.42均方差3.743.634.46從表2中可以看出,孔隙度預測的平均誤差和均方差都在3~5之間,誤差較小,這說明擬合出的經(jīng)驗公式能較好地用來估算該區(qū)的孔隙度。
2-1儲層孔隙度預測二、石灰?guī)r孔隙度預測石灰?guī)r的特點與砂巖不同,它的縱、橫波速度幾乎不受孔隙流體性質(zhì)的影響,而決定于礦物成分和孔隙度,其孔隙度預測比砂巖要難,且目前尚無好的經(jīng)驗公式。但石灰?guī)r是僅次于砂巖的分布廣泛的巖層,其孔隙度值預測意義很大。
1圈定石灰?guī)r孔隙發(fā)育帶的方法〈1〉用AVO方法識別石灰?guī)r孔隙發(fā)育帶
致密灰?guī)r和孔隙灰?guī)rVp/Vs值相同,但是Vp和不同,當與上覆介質(zhì)具有明顯不同的Vp/Vs值及Vp和時,致密灰?guī)r和孔隙灰?guī)r反射系數(shù)隨入射角變化特點不同,故可以根據(jù)目的層AVO特征來區(qū)分。2-1儲層孔隙度預測建立模型,計算不同灰?guī)r的AVO特征致密灰?guī)r隨炮檢距增大,反射振幅先是急劇減小,然后變化緩慢,稍有增大,振幅極性為正??紫痘?guī)r反射振幅隨炮檢距的變化特點與孔隙流體性質(zhì)有關(guān),振幅極性為負。區(qū)分含氣和含水孔隙灰?guī)r2-1儲層孔隙度預測使用條件(地震、地質(zhì)條件):A石灰?guī)rVp/Vs=1.9,且不隨流體性質(zhì)而變B孔隙灰?guī)r含水或含氣時,對Vp、Vs的影響很小,但含氣時密度明顯下降C致密灰?guī)rVp、Vs>孔隙灰?guī)rD上覆泥巖Vp/Vs=2.1,密度為2.5,均高于石灰?guī)r〈2〉根據(jù)暗點和低速異常圈定孔隙發(fā)育帶
低速是孔隙灰?guī)r的重要特征。如果上覆層V低,致密灰?guī)r反射波較強而孔隙灰?guī)r反射波較弱,這種情況下孔隙灰?guī)r具有弱反射振幅或暗點特征。2-1儲層孔隙度預測2石灰?guī)r孔隙度的預測方法〈1〉由波阻抗剖面估算孔隙度i方法的物理基礎變化,、V也發(fā)生變化
波阻抗變化ii工作方法:A根據(jù)聲測井資料計算,用實測值進行標定B計算測井聲阻抗曲線C計算地震聲阻抗剖面,地震道聲阻抗反演,對比測井AI和地震AI是否一致D分析目的層AI特征E建立與地震AI的關(guān)系F測量目的層地震AI值G將目的層地震AI值轉(zhuǎn)換成值H作值平面分布圖I成果解釋將值平面分布圖和構(gòu)造圖疊合,高帶為有利油氣區(qū)。2-1儲層孔隙度預測〈2〉由反射振幅估算孔隙度—厚度
孔隙基=h*
先由井資料推算出孔隙基值和振幅的關(guān)系,然后根據(jù)地震振幅計算孔隙基值,最后用井的資料來標定計算值。2-1儲層孔隙度預測2-2用地震資料預測地層壓力流體壓力:是指作用于地層孔隙空間里的流體(地層水、油、氣)上的壓力。正常地層壓力:等于地表到地下地層水的靜水壓力異常地層壓力:是指在一個具體地質(zhì)環(huán)境中超過或低于靜水壓力的地層壓力,通常稱為異常壓力。低壓:低于正常靜水壓力的地層壓力研究油氣層壓力的作用在油氣田勘探中:
保證安全快速鉆井正確設計泥漿比重和工程套管程序幫助選擇鉆井設備類型和安全正確的完井方法在油氣田開發(fā)中:
幫助認識和發(fā)現(xiàn)新的油氣田了解地下油氣層能量、控制油氣層壓力的變化合理利用油氣能量最大限度開采油氣
2-2用地震資料預測地層壓力多年來人們一直在對預測異常地層壓力進行嘗試,隨著巖石物理研究的不斷深入及地震技術(shù)的不斷提高,才真正使得地層壓力的地震預測成為現(xiàn)實。
對于異常高壓地層,一般表現(xiàn)為:
高孔隙率低密度低速度低電阻率因此可以通過這些方法來預測地層壓力利用地震資料預測地層壓力(鉆井前預測地層壓力),主要是利用了超壓地層的低速特點。因為在正常情況下,速度隨深度的增加而增加,當出現(xiàn)超壓時,將伴隨出現(xiàn)層速度的降低。因此,取準層速度是預測地層壓力的關(guān)鍵。2-2用地震資料預測地層壓力異常壓力的形成過程:沉積物不斷沉積壓實,剛沉積不久的粘土及砂的孔隙度很高,非常松散。當沉積不斷進行時,在粘土上的重量隨之加大,加大了的重量把水擠出粘土,使粘土壓實、脫水,變得致密,從而使得孔隙度不斷減小,體積密度不斷增大。在壓實過程中如果因為孔隙水排擠不暢,泥巖中保留了一部分多余的孔隙水,它將承受上覆巖層的重量而產(chǎn)生異常高壓。異常低壓地層往往比高壓地層發(fā)生的要少,它可由人為從地下可滲透的巖層中采油、采氣或采水而形成,如果沒有強烈水驅(qū)補充的話,取出流體就會造成孔隙流體壓力降低,從而使得地層被壓實。如果是在城市附近,這一現(xiàn)象往往會造成城市下沉。2-2用地震資料預測地層壓力地震速度預測地層壓力的物理基礎:地層沉積過程中由于某種原因妨礙壓實作用的進行,使得巖石中具有較高的孔隙度,同時孔隙中的流體就要承受上覆地層的一部分重量,故地層壓力與孔隙度有一定的關(guān)系,高壓地層呈現(xiàn)出高于正常地層的孔隙度,而地震波速度與孔隙度有關(guān)系,孔隙度增大導致速度降低,從而引起地層壓力上升。2-2用地震資料預測地層壓力2-2利用層速度預測地層壓力到目前為止,利用地震資料預測地層壓力的方法較多,如等效深度法、比值法、圖板法和公式計算法。這里重點介紹應用較多的圖板法和公式計算法,前者是以實際資料為基礎的一種統(tǒng)計方法;后者是以概念模型為基礎的預測方法。地層壓力預測方法1、趨勢線法
該方法是以頁巖壓實概念為基礎的一種傳統(tǒng)預測方法。它依據(jù)頁巖層段數(shù)據(jù)點建立正常壓實趨勢線之后,利用實測速度值對正常趨勢線的偏離程度便可以直接測出高壓異常的存在以及高壓地層的頂面埋深。判別方法:A、當?shù)貙訛檎簩崟r,實測的層速度Vi將等于理論層速度Vn,即Vi≈VnB、當?shù)貙訛檫^壓實(即低壓)時,有Vi>VnC、當?shù)貙訛榍穳簩崳锤邏海r,有Vi<Vn2-2用地震資料預測地層壓力地層壓力預測方法1、趨勢線法
該方法是以頁巖壓實概念為基礎的一種傳統(tǒng)預測方法。它依據(jù)頁巖層段數(shù)據(jù)點建立正常壓實趨勢線之后,利用實測速度值對正常趨勢線的偏離程度便可以直接測出高壓異常的存在以及高壓地層的頂面埋深。判別方法:A、當?shù)貙訛檎簩崟r,實測的層速度Vi將等于理論層速度Vn,即Vi≈VnB、當?shù)貙訛檫^壓實(即低壓)時,有Vi>VnC、當?shù)貙訛榍穳簩崳锤邏海r,有Vi<Vn地層壓力預測方法1、趨勢線法
該方法是以頁巖壓實概念為基礎的一種傳統(tǒng)預測方法。它依據(jù)頁巖層段數(shù)據(jù)點建立正常壓實趨勢線之后,利用實測速度值對正常趨勢線的偏離程度便可以直接測出高壓異常的存在以及高壓地層的頂面埋深。判別方法:A、當?shù)貙訛檎簩崟r,實測的層速度Vi將等于理論層速度Vn,即Vi≈VnB、當?shù)貙訛檫^壓實(即低壓)時,有Vi>VnC、當?shù)貙訛榍穳簩崳锤邏海r,有Vi<Vn地層壓力預測方法1、趨勢線法
該方法是以頁巖壓實概念為基礎的一種傳統(tǒng)預測方法。它依據(jù)頁巖層段數(shù)據(jù)點建立正常壓實趨勢線之后,利用實測速度值對正常趨勢線的偏離程度便可以直接測出高壓異常的存在以及高壓地層的頂面埋深。判別方法:A、當?shù)貙訛檎簩崟r,實測的層速度Vi將等于理論層速度Vn,即Vi≈VnB、當?shù)貙訛檫^壓實(即低壓)時,有Vi>VnC、當?shù)貙訛榍穳簩崳锤邏海r,有Vi<Vn地層壓力預測方法1、趨勢線法
該方法是以頁巖壓實概念為基礎的一種傳統(tǒng)預測方法。它依據(jù)頁巖層段數(shù)據(jù)點建立正常壓實趨勢線之后,利用實測速度值對正常趨勢線的偏離程度便可以直接測出高壓異常的存在以及高壓地層的頂面埋深。判別方法:A、當?shù)貙訛檎簩崟r,實測的層速度Vi將等于理論層速度Vn,即Vi≈VnB、當?shù)貙訛檫^壓實(即低壓)時,有Vi>VnC、當?shù)貙訛榍穳簩崳锤邏海r,有Vi<Vn地層壓力預測方法1、趨勢線法
該方法是以頁巖壓實概念為基礎的一種傳統(tǒng)預測方法。它依據(jù)頁巖層段數(shù)據(jù)點建立正常壓實趨勢線之后,利用實測速度值對正常趨勢線的偏離程度便可以直接測出高壓異常的存在以及高壓地層的頂面埋深。判別方法:A、當?shù)貙訛檎簩崟r,實測的層速度Vi將等于理論層速度Vn,即Vi≈VnB、當?shù)貙訛檫^壓實(即低壓)時,有Vi>VnC、當?shù)貙訛榍穳簩崳锤邏海r,有Vi<Vn地層壓力預測方法1、趨勢線法
該方法是以頁巖壓實概念為基礎的一種傳統(tǒng)預測方法。它依據(jù)頁巖層段數(shù)據(jù)點建立正常壓實趨勢線之后,利用實測速度值對正常趨勢線的偏離程度便可以直接測出高壓異常的存在以及高壓地層的頂面埋深。判別方法:A、當?shù)貙訛檎簩崟r,實測的層速度Vi將等于理論層速度Vn,即Vi≈VnB、當?shù)貙訛檫^壓實(即低壓)時,有Vi>VnC、當?shù)貙訛榍穳簩崳锤邏海r,有Vi<Vn做法:根據(jù)地震資料求取層速度Vi和深度H的關(guān)系曲線,再將該曲線與研究區(qū)內(nèi)的正常壓實趨勢線進行比較,進而劃分出高壓異常層段及其頂面埋深。精度:
該方法的有效性不僅取決與地震速度計算的精度,而且取決與正常壓實趨勢線的準確性。用本方法只能給出超壓層的位置,難以確定壓力值的大小,它只是一種定性的預測方法。2-2用地震資料預測地層壓力異常地層壓力是普遍存在的,且高壓比低壓更常見。高壓的極限通常是上覆壓力,他可以用下式求出:
Pz=ρ*g*hz
式中:Pz是上覆地層壓力
ρ
是飽含水巖石的平均體密度
hz
是深度巖石的密度通常是深度的函數(shù),隨著深度的增加而增加。若已知密度函數(shù)ρ(Z),則可用積分式代替上式。若ρ(Z)未知,則ρ用經(jīng)驗數(shù)據(jù)ρ=2.3g/cm3則上覆壓力梯度=ρ*g=2.3*9.8=22.5(kPa/m)2-2用地震資料預測地層壓力2、R比值法:
圖版法也只適用于某些地區(qū),當有人用上法在意大利波河盆地預測地層壓力時卻遇到了困難,為此他們提出了R比值法。方法原理有大量統(tǒng)計資料分析得出:頁巖和碳酸鹽巖聲波速度是骨架壓力的函數(shù)。高孔隙砂巖位于頁巖之下,過壓實頁巖位于其上,碳酸鹽巖的變化范圍很寬,并以白云巖為其變化范圍的上界。
實驗發(fā)現(xiàn):泥巖波速Vs與骨架壓力Pc有如下經(jīng)驗公式:
Vs=VmaxPc/(APc+B)+Vmin
骨架速度Vmax取7000m/s,土壤最低速度Vmin取1500m/s,A、B為常數(shù),通常分別取值為0.9223和599。
骨架壓力可由上覆壓力和孔隙壓力求出:
Pc=Pov–Pp
上覆壓力可由層速度求出。若地質(zhì)剖面上大多數(shù)為頁巖或其它碎屑巖地層,可設孔隙壓力值為10.4kPa/m,則由前面幾個公式可以求出可靠的聲波參考速度Vs值。圖3-13為計算出Vs的與層速度Vi曲線比較圖,由圖可以看出:
Vi>Vs
為過壓實地層
Vi=Vs
正常壓實地層
Vi<Vs
高壓地層令:R=Vi/Vs
計算出不同深度上的實測層速度與參考層速度比值R,作出它們的R–H關(guān)系曲線,這里的H就相當于上圖中的骨架壓力,因H增加,導致P增加。R–H關(guān)系曲線的解釋原則:R>1:地層為過壓實頁巖、碳酸鹽巖或淺層膠結(jié)地層R≈1:為正常壓實頁巖或高骨架壓力下的碳酸鹽巖R<1:為高壓地層或高孔隙地層(即砂巖)200-2400m段,R>1:為過固結(jié)沉積巖,在約為2400m深處為正??紫秹毫?。2400-3100m段,R≈1:地層為正常壓實和正常孔隙壓力。3100-5000m段,R<1:地層逐漸變?yōu)楦邏旱貙?,?000m深以下,R≈0.8,表明地層壓力梯度很大。
此解釋成果已被測井所證實。3公式計算法(Fillippone):
若要對某一局部構(gòu)造作精細的地層壓力分析時,有兩方面的要求:
1)、要求對地震資料有較高分辨率和信噪比;2)、要求計算壓力的模型精確。為此,菲力浦提出了用地層層速度計算壓力的經(jīng)驗公式:
Pf(z)=[(Vmax–Vi(z))/(Vmax–Vmin)]Pov(z)
Pf(z)為Z深度地層壓力,Vi層速度,Vmax骨架速度,Vmin流體速度,上覆壓力。
Pov(z)=0.465ρZ4劉震法(1990):
Pf=[ln(Vi/Vmax)/ln(Vmin/Vmax)]Pov
在遼東灣遼西凹陷壓力預測資料分析時發(fā)現(xiàn),異常壓力幅度不太大的中、淺層,P與V呈對數(shù)關(guān)系,于是得到上式。運用上式在遼西凹陷壓力預測中效果較好。
壓力問題研究的意義很大,但也是一個難題。用地震資料預測地層壓力是可行的,但是預測方法具有多解性。參考書:1、戈盾,地層壓力的地震預測,石油地震地質(zhì),1992,12、鄧富求,用地震資料預測沉積巖的異常壓力帶,石油物探譯叢,1994,43、蔣鳳仙,用地震資料預測地層異常壓力,江漢石油學院學報,1988,10(1)前蘇聯(lián)專家指出:1、要發(fā)現(xiàn)10–15MPa的壓力異常,測定的V誤差要小于100m/s,即對1-2Km深度上層速度誤差為3%。2、壓力異常30–40MPa,測定的V誤差200–300m/sV大約為7–10%。3、定量估算壓力異常,測定V誤差要小于幾十m/s。2-3地震反演技術(shù)地震反演技術(shù)是伴隨著地震技術(shù)在油田勘探開發(fā)中的不斷深入應用而發(fā)展起來的,是20世紀80年代興起的一門新學科。在勘探早期階段,地震工作的地質(zhì)任務是尋找構(gòu)造、查明圈閉,其著眼點是反射界面的起伏變化,利用的地震信息主要是反射層的旅行時間,主要工作內(nèi)容是構(gòu)造解釋。隨著勘探程度的加深,儲層地球物理的核心是要研究油藏的非均質(zhì)性,其地質(zhì)任務是對油藏及其參數(shù)作出預測,著眼點是儲層特征的橫向變化,利用的地震信息更多,工作內(nèi)容以儲層地震反演、信息提取為基礎,進行地震綜合解釋。油氣田勘探開發(fā)的大部分工作都是針對儲層進行的,而地震勘探長期以來只是利用巖層的聲學特征確定巖性分界面,這就使地震與油田地質(zhì)的結(jié)合發(fā)生困難。為了使地震資料能與鉆井資料直接對比,就要把常規(guī)的界面型反射剖面轉(zhuǎn)換成巖層型測井剖面,把地震資料變成可與鉆井直接對比的形式,實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換的技術(shù)就是地震反演。2-3地震反演技術(shù)波阻抗I=速度V·密度ρ=密度ρ/時差△t選擇地震子波,可用井旁道提取子波,但多用瑞克子波或梯形帶通子波代替,將反射系數(shù)曲線與子波褶積得到合成記錄。速度、密度測井曲線波阻抗曲線反射系數(shù)曲線與子波褶積合成地震記錄巖性剖面地震記錄正演反演2-3地震反演技術(shù)地震資料中包含著豐富的巖性、物性信息,經(jīng)過地震反演,可以把界面型的地震資料轉(zhuǎn)換為巖層型的測井資料,使其能與鉆井、測井成果直接對比,以巖層為單位進行地質(zhì)解釋,這樣就能充分發(fā)揮地震在橫向上資料密集的優(yōu)勢,研究儲層的空間變化地震反演從所用的地震資料來看,可分為疊前反演和疊后反演。疊后反演按測井資料在其中所起作用的大小可分為:無井約束的地震直接反演、測井控制下的地震反演、測井-地震聯(lián)合反演和地震控制下的測井內(nèi)插外推,分別用于油氣勘探開發(fā)的不同階段。2-3地震反演技術(shù)2-4地震屬性分析技術(shù)定義地震屬性由疊前或疊后地震數(shù)據(jù),經(jīng)過數(shù)學變換而導出的有關(guān)地震波的幾何形態(tài)、運動學特征、動力學特征和統(tǒng)計學特征的特殊測量值。有些地震屬性擅長于揭示不易探測到的巖性變化,有些屬性可以直接用于烴類檢測。定義地震屬性分析是以地震屬性為載體從地震資料中提取隱藏信息,并把這些信息轉(zhuǎn)換成與巖性、物性或油藏參數(shù)相關(guān)的、可以為地質(zhì)解釋或油藏工程直接服務的信息,從而達到充分發(fā)揮地震資料潛力,提高地震資料在儲層預測、表征和監(jiān)測能力的一項技術(shù)。它由兩個部分的內(nèi)容組成,即地震屬性優(yōu)化與預測。預測既可以是含油氣性、巖性或巖相預測,也可以是油藏參數(shù)預測(估算),前者強調(diào)地震屬性的聚類與分類功能,主要通過模式識別來實現(xiàn),后者強調(diào)地震屬性的估算功能,主要方法是函數(shù)與神經(jīng)網(wǎng)絡逼近。2-4地震屬性分析技術(shù)定義地震屬性提取從地震數(shù)據(jù)中形成地震屬性的過程稱為屬性提取。形成的屬性有的文獻稱為原始屬性,有的稱為初始屬性,我們簡稱為地震屬性。2-4地震屬性分析技術(shù)地震屬性分類Chen(1997)以運動學與動力學為基礎把地震屬性分成振幅、頻率、相位、能量、波形、衰減、相關(guān)、比值等幾大類。他還提出了按地震功能分類的方案,即把地震屬性分為亮點和暗點、不整合圈閉和斷塊隆起、油氣方位異常、薄儲層、地層不連續(xù)性、石灰?guī)r儲層和碎屑巖、構(gòu)造不連續(xù)性、巖性尖滅有關(guān)的屬性。2-4地震
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