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[摘 要]临南洼陷广泛发育致密砂岩油藏,埋藏深,孔渗性差,岩石物理参数变化复杂,有效储层识别困难。本文通过实验室测得不同流体相态(饱油、饱水等)下岩石纵横波、密度及弹性参数等测试数据,对不同的岩石物理参数及组合进行流体敏感性分析,得出对该地区岩性最为敏感的弹性参数组合为AI-μ和 AI-σ,对流体最为敏感的参数组合为Vp2-2.15Vs2 、λ-0.15μ、λ/μ,建立起了该地区岩石物理参数与储层特征之间的关系。
[关键词]致密砂岩 岩石物理参数 敏感弹性参数
中图分类号:P588.21+2.3 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)06-0007-01
1.引言
致密砂岩油藏作为一种非常规油藏类型在济阳坳陷广泛分布,资源规模大,勘探空间广阔,是下一步重要的勘探类型。临南洼陷是济阳坳陷致密砂岩油藏勘探的典型代表,洼陷区物源众多,含砂率较高,层系上以沙三、沙四段为主。致密砂岩储层具有埋藏深(一般在3500m以下),孔隙度低(小于12%),岩石组合类型多样等特点,这就导致了利用常规储层参数(岩性、电性、含油性、孔隙性)识别有效储层的难度加大,增加了储层精细评价的复杂性。因此,针对临南地区致密砂岩岩石物理参数的研究能够指导储层预测、油气检测及地震振幅综合解释。
2.地震岩石物理参数分析
地震岩石物理参数分析主要从识别岩性和流体两个方面进行,通过对弹性参数进行一系列的定性、交汇分析,逐步寻找区分岩性,识别流体的最佳弹性参数或组合。该项分析是进行油气预测的理论基础,进行参数有效性优选的重要手段。
2.1 区分岩性
致密砂岩发育区岩性区分主要利用反映岩石特性的常用参数差异进行。通过纵横波速度与GR的交会图可以得出(图1),致密砂岩的Vp值大于泥岩,随着砂岩孔隙度增大,Vp值减小,当孔隙度大于5%时,砂岩段与泥岩段的Vp值范围部分重叠;而对于横波速度来说,致密砂岩的Vs值大于泥岩,随着孔隙度增大,Vs值减小。这一差异是由于Vs主要反映岩性和物性,而Vp同时还受到孔隙流体饱和度的影响。因此,在相同孔隙度情况下,利用Vs能够更好的区分岩性。
为了扩大Vs的差异性,可组合分析多种弹性参数,综合考虑储层不同弹性属性的影响,以此有效地消除依靠单一弹性参数分析所产生的局限性,并充分挖掘弹性参数的各种内在特征,从而准确、有效地区分岩性。其中,剪切模量,可以放大Vs差异性。通过波阻抗与剪切模量的交汇,泥岩和砂岩的聚类更加的紧凑,泥岩与砂岩储层的分界也更加清晰。
另外,泊松比也与Vs有关,可以进一步放大Vs的差异性,从波阻抗与泊松比的交会图发现泥岩泊松比明显高于砂岩泊松比。因此,对于临南地区来说,区分岩性最为敏感的弹性参数组合为AI-μ和AI-σ。
2.2 判识流体
为了说明含不同流体岩石的岩石物理参数特征,对岩石样品分别饱和不同流体—水、油和气,然后在储层稳压条件下进行岩石物理参数的测定,并进行了相关分析。从含不同流体样品的波速统计上来看,纵波速度下,饱水砂岩的速度大于饱油砂岩大于干燥砂岩,这是由于干燥岩石替换成油或水后提高了岩石刚度,导致了Vp增加;横波速度下,饱油砂岩的速度与饱水砂岩速度近似相等均大于干燥砂岩速度,这是由于干燥岩石替换成油或水后导致密度增加,进而造成饱油砂岩和饱水砂岩的横波速度差值减小。利用实验室测试的相关数据,将不同弹性参数进行组合,以达到判识流体的目的。首先可以将干燥砂岩与含流体砂岩进行区分,从密度与纵横波速度交汇图上可以看出,干燥砂岩的纵横波速度均小于饱油和饱水砂岩的速度,并且与其有明显的分界线。因此,可以将Vs=1800m/s,Vp=3000m/s作为区分干燥砂岩和含流体砂岩的门槛值(图2)。
为了进一步区分不同的流体,选取了几组弹性参数组合进行交汇分析,得出杨氏模量E与剪切模量μ,E/μ与泊松比 σ均呈线性关系,能够较好的区分出饱油砂岩与饱水砂岩。另外,为了对不同流体敏感性的差异定量分析,引入了流体敏感性参数的概念。流体敏感性参数:
是对于两种流体组成的系统,以含水的样品为标尺,其中,A为某岩石物理参数,下标w表示水,下标i表示一种流体状态。对于气、水系统,下标i指示流体为气;对于油、水系统,下标i指示流体为油。FS值一般在0~1之间,FS值越大,表明参数A对流体越敏感。以街5井为例,通过实验室测得的纵横波速度、泊松比、体积模量、剪切模量、拉梅系数、波阻抗等基本弹性参数,选择对流体敏感的岩石样品弹性参数及组合参数,按照流体敏感参数的概念进行流体敏感性统计分析,得出饱油和饱水状态下,λ-0.15μ、Vp2-2.15Vs2 、λ/μ、K/μ、σ、Vp/Vs六种参数组合的流体敏感性参数值。因此,对于临南地区对流体最为敏感的参数组合为Vp2-2.15Vs2、λ-0.15μ、λ/μ。
3.结论
(1)通过实验岩石物理参数分析,不同流体对波速有所影响,纵波下饱水>饱油>干燥,横波下饱油≈饱水>干燥;其中对岩性最为敏感的组合是AI-μ和 AI-σ,对流体最为敏感的参数组合为Vp2-2.15Vs2 、λ-0.15μ、λ/μ。(2)岩石物理参数分析只是一种对岩石的分析方法,只有建立起岩石物理参数与储层特征的关系,才能在研究中发挥作用。
参考文献
[1] 李维新,王红,姚振兴.岩石物理弹性参数规律研究[J].地球物理学进展,2007,22(5):1380-1385.
[2] 邹新宁,孙卫.盒8地层岩石物理参数及地震响应模型研究[J].中国石油大学学报,2006,30(2):21-25.
[关键词]致密砂岩 岩石物理参数 敏感弹性参数
中图分类号:P588.21+2.3 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)06-0007-01
1.引言
致密砂岩油藏作为一种非常规油藏类型在济阳坳陷广泛分布,资源规模大,勘探空间广阔,是下一步重要的勘探类型。临南洼陷是济阳坳陷致密砂岩油藏勘探的典型代表,洼陷区物源众多,含砂率较高,层系上以沙三、沙四段为主。致密砂岩储层具有埋藏深(一般在3500m以下),孔隙度低(小于12%),岩石组合类型多样等特点,这就导致了利用常规储层参数(岩性、电性、含油性、孔隙性)识别有效储层的难度加大,增加了储层精细评价的复杂性。因此,针对临南地区致密砂岩岩石物理参数的研究能够指导储层预测、油气检测及地震振幅综合解释。
2.地震岩石物理参数分析
地震岩石物理参数分析主要从识别岩性和流体两个方面进行,通过对弹性参数进行一系列的定性、交汇分析,逐步寻找区分岩性,识别流体的最佳弹性参数或组合。该项分析是进行油气预测的理论基础,进行参数有效性优选的重要手段。
2.1 区分岩性
致密砂岩发育区岩性区分主要利用反映岩石特性的常用参数差异进行。通过纵横波速度与GR的交会图可以得出(图1),致密砂岩的Vp值大于泥岩,随着砂岩孔隙度增大,Vp值减小,当孔隙度大于5%时,砂岩段与泥岩段的Vp值范围部分重叠;而对于横波速度来说,致密砂岩的Vs值大于泥岩,随着孔隙度增大,Vs值减小。这一差异是由于Vs主要反映岩性和物性,而Vp同时还受到孔隙流体饱和度的影响。因此,在相同孔隙度情况下,利用Vs能够更好的区分岩性。
为了扩大Vs的差异性,可组合分析多种弹性参数,综合考虑储层不同弹性属性的影响,以此有效地消除依靠单一弹性参数分析所产生的局限性,并充分挖掘弹性参数的各种内在特征,从而准确、有效地区分岩性。其中,剪切模量,可以放大Vs差异性。通过波阻抗与剪切模量的交汇,泥岩和砂岩的聚类更加的紧凑,泥岩与砂岩储层的分界也更加清晰。
另外,泊松比也与Vs有关,可以进一步放大Vs的差异性,从波阻抗与泊松比的交会图发现泥岩泊松比明显高于砂岩泊松比。因此,对于临南地区来说,区分岩性最为敏感的弹性参数组合为AI-μ和AI-σ。
2.2 判识流体
为了说明含不同流体岩石的岩石物理参数特征,对岩石样品分别饱和不同流体—水、油和气,然后在储层稳压条件下进行岩石物理参数的测定,并进行了相关分析。从含不同流体样品的波速统计上来看,纵波速度下,饱水砂岩的速度大于饱油砂岩大于干燥砂岩,这是由于干燥岩石替换成油或水后提高了岩石刚度,导致了Vp增加;横波速度下,饱油砂岩的速度与饱水砂岩速度近似相等均大于干燥砂岩速度,这是由于干燥岩石替换成油或水后导致密度增加,进而造成饱油砂岩和饱水砂岩的横波速度差值减小。利用实验室测试的相关数据,将不同弹性参数进行组合,以达到判识流体的目的。首先可以将干燥砂岩与含流体砂岩进行区分,从密度与纵横波速度交汇图上可以看出,干燥砂岩的纵横波速度均小于饱油和饱水砂岩的速度,并且与其有明显的分界线。因此,可以将Vs=1800m/s,Vp=3000m/s作为区分干燥砂岩和含流体砂岩的门槛值(图2)。
为了进一步区分不同的流体,选取了几组弹性参数组合进行交汇分析,得出杨氏模量E与剪切模量μ,E/μ与泊松比 σ均呈线性关系,能够较好的区分出饱油砂岩与饱水砂岩。另外,为了对不同流体敏感性的差异定量分析,引入了流体敏感性参数的概念。流体敏感性参数:
是对于两种流体组成的系统,以含水的样品为标尺,其中,A为某岩石物理参数,下标w表示水,下标i表示一种流体状态。对于气、水系统,下标i指示流体为气;对于油、水系统,下标i指示流体为油。FS值一般在0~1之间,FS值越大,表明参数A对流体越敏感。以街5井为例,通过实验室测得的纵横波速度、泊松比、体积模量、剪切模量、拉梅系数、波阻抗等基本弹性参数,选择对流体敏感的岩石样品弹性参数及组合参数,按照流体敏感参数的概念进行流体敏感性统计分析,得出饱油和饱水状态下,λ-0.15μ、Vp2-2.15Vs2 、λ/μ、K/μ、σ、Vp/Vs六种参数组合的流体敏感性参数值。因此,对于临南地区对流体最为敏感的参数组合为Vp2-2.15Vs2、λ-0.15μ、λ/μ。
3.结论
(1)通过实验岩石物理参数分析,不同流体对波速有所影响,纵波下饱水>饱油>干燥,横波下饱油≈饱水>干燥;其中对岩性最为敏感的组合是AI-μ和 AI-σ,对流体最为敏感的参数组合为Vp2-2.15Vs2 、λ-0.15μ、λ/μ。(2)岩石物理参数分析只是一种对岩石的分析方法,只有建立起岩石物理参数与储层特征的关系,才能在研究中发挥作用。
参考文献
[1] 李维新,王红,姚振兴.岩石物理弹性参数规律研究[J].地球物理学进展,2007,22(5):1380-1385.
[2] 邹新宁,孙卫.盒8地层岩石物理参数及地震响应模型研究[J].中国石油大学学报,2006,30(2):21-25.