碳酸盐岩地震岩石物理需求分析.doc

碳酸盐岩地震岩石物理研究需求分析一、国内外地震岩石物理研究现状（一）国外地震岩石物理研究现状1、国外岩石物理研究机构：主要有Stanford University，Colorado School of Mines，University of Houston，WesternGeo，Ikon Science，Statoil ASA等。2、国外碳酸盐岩地震岩石物理学研究现状国外的岩石物理研究没有严格的按照火山岩、碎屑岩、碳酸盐这样的岩性分类加以明确区分，其研究的的重点在于理论模型的建立和应用，着眼于研究成果的系统化和精细化。地震岩石物理研究作为连接岩石物理参数、流体性质参数与地震弹性参数的桥梁，为地震勘探技术方法的改进和发展及地震数据的定量解释提供了坚实基础，大大降低了地震解释的多解性。主要表现在：（1）岩石与流体：岩石物理研究也取得了突破性的进展，在进行岩石物理基础研究的同时，将岩石的结构特征与地震弹性参数相联系，建立了地层的岩性、孔隙度、围压和孔隙压力、孔隙流体类型和饱和度、各向异性和裂缝、温度、频率等与地震纵波速度、横波速度和密度之间的关系。代表性研究单位：美国休斯顿大学及科罗拉多学院。（2）烃类检测：结合岩石物理、测井分析、地质分析以及地震属性，可以预测岩性、流体、以及水合物，地震岩石物理为烃类检测技术的发展提供了坚实的基础，并有效推动了、地震衰减等技术的发展，从而在岩性及流体预测中提高了成功率。岩石物理模版技术：Erik Degaars & Avseh于2003年首次提出；衰减及频散：利用地震衰减和频率衰减可以进行气藏及低饱和气藏的检测1979年Toksoz讨论了实验室衰减的测量技术； 20世纪末开始，休斯顿大学和科罗拉多矿业学院的地震岩石物理实验室开始了低频测试技术的研究，在地震的低频、弱振幅条件下进行地震衰减的测量。（3）油藏监测：四维地震日益成为油气田勘探开发普遍应用的技术，但其应用仍受到储层条件、成藏机理、地震数据的可重复性以及老的三维地震资料的缺失等条件的限制，而地震岩石物理中的流体替代技术在一定程度上可以弥补此方面的缺陷。1999年 J.Castagan & M. Batzle等描述了时移地震监测的岩石物理基础；2001年Carcione & Tinivella基于适当深度环境下北海油藏的实验室模拟、测井数据和地震速度数据分析了超压引起的地震响应特征，结果显示，地震方法可以用于探测孔隙压力的变化;2006年 Micheal Rumon & Tom Davis指出，可以利用 横波数据体在不同时期的差异监测致密气藏等非常规气藏的生产动态。2、国外利用岩石物理方法解决目前勘探关注的热点问题：Heath Pelletier利用地震岩石物理纵横波交汇的方法解释出碳酸盐岩孔隙中充填物和剩余空隙分布情况，为现今碳酸盐岩储层充填识别研究做了很好的示例。Diana C. Sava在2004年SGE年会介绍了使用合理的岩石物理模型，利用地震的方位角和偏移距信息相结合描述裂缝型储层中气藏分布。Diana C. Sava在2006年设计了多个岩石物理模型，在不同压力、温度、饱和度的条件下，研究油水的分布特征。（二）国内地震岩石物理研究现状1、国内研究机构：中科院地物所、国家地震局、部分高校（北京大学、石油大学等）、中石油、中石化、中海油等。2、国内碳酸盐岩地震岩石物理学研究现状国内的地震岩石物理学研究是从80年代末90年代初才开展起来的，主要在于基础性实验分析以及为数不多的面向油藏开发的尝试性研究。总体来看，我国石油工业界已具有了一定的地震岩石物理研究基础，但是与国际研究水平比较还有很大差距，特别是在岩石物理学基础和新理论、新方法研究等方面还很薄弱，方法的针对性不强，影响技术效果的发挥。 国内碳酸盐岩储层主要分布在塔里木盆地和四川盆地，对碳酸盐岩地震岩石物理工作开展较少，原因在于储层自身的复杂性和技术发展的相对滞后。通过文献调研，四川盆地碳酸盐岩地震岩石物理的文献几乎空白，研究成果仅仅停留在测井交汇识别层面；东方物探、Jason、塔河油田涉及一些叠前反演工作，我院在塔里木盆地岩石物理研究近年取得一定的进展，上世纪90年代初，塔里木油田的地球物理工作者就尝试利用测井曲线的交汇图识别碳酸盐岩有效储层；21世纪以来，随着对碳酸盐岩储层认识的深入，可以利用各种测井曲线识别不同成因、不同类型的碳酸盐岩储层；2005年，Landmark公司首次精细统计塔中地区碳酸盐岩波阻特征与储层之间的关系；2007年，西北分院地球物理研究所开始对塔中地区奥陶系碳酸盐岩储层开展叠前技术攻关；2009年西北分院西部勘探所针对碳酸盐岩孔隙和流体对AVO响应的贡献做了大量的试验工作。碳酸盐岩地震岩石物理向半定量化解释，还有很长的路要走。2006年，Landmark公司通过对26口井的统计，按照碳酸盐岩储层不同的矿物成分、成因机制，首次建立储层与地球物理参数之间的联系。2007年，刘伟方、张喜梅等在塔里木盆对碳酸盐岩地震岩石物理做了系统的研究，设计多口单井岩石物理模型，正演出地层含有油气水的地震道集，利用测井曲线交汇确定敏感岩石物理参数，以便于在地震属性体上解释储层的分布。2010年，李闯在针对塔里木盆地碳酸盐岩不同孔隙度储层做了油气水的正演研究，论证了碳酸盐岩储层的AVO特征是由孔隙和流体的综合响应。并尝试利用叠前地震属性交汇解释单井储层。2010年，Jason公司通过岩石物理研究建立了不同钙质含量的岩石物理解释量版，发现不同钙质地层无法建立统一定量解释量版。（三）国内外地震岩石物理软件研发概况1、国外岩石地球物理软件：全球推广使用，功能强大，稳定可靠。代表软件Hampson-Russell（CGG-Veritas）；iMoss （OHM Rock Solid Images ）；Rockdoc（Ikon Science）；Geolog + Probe（Paradigm）；Powerlog +RPM + Largo（Fugro-Jason）2、国内岩石地球物理软件：实现部分功能，软件还不稳定，仅仅内部使用。主要软件有：RockStar Tech（地质放大镜）；EPS（恒泰艾普）；RockLab Cris（西北分院）二、碳酸盐岩地震岩石物理研究需求（一）碳酸盐岩地震岩石物理研究的基本内容碳酸盐岩由于其岩性复杂、多样，对碳酸盐岩进行岩石物理研究需要对不同相带、不同岩性进行区别对待，主要可以进行以下几个方面的研究：1、岩性分析及基本物性参数实验测量2、测试数据的岩石物理分析：速度与压力、温度、密度、孔渗参数、饱和度、衰减、等基本物性参数的关系。3、碳酸盐岩岩石物理理论公式及模型的建立：目前，现有的岩石物理基础理论公式及理论模型都是基于碎屑岩建立，因此，需要针对碳酸盐岩各种岩性建立适合碳酸盐岩的理论经验公式及基础模型4、成岩作用和岩石结构对岩石弹性特征的影响：碳酸盐岩的成岩作用对各种弹性模量的影响研究、各向异性5、数字岩石物理研究：建立碳酸盐岩岩石物理数字模型，开展岩石物理正演研究。6、碳酸盐岩储层特征参数分析：裂缝类型-裂缝、孔洞、孔隙度解释模型7、孔隙流体对碳酸盐岩弹性特征的影响：流体替换8、碳酸盐岩储层岩石物理识别量版：不同岩相、不同岩性、不同流体9、岩石物理在碳酸盐岩储层与流体预测中的应用：地震正演、横波计算、弹性参数、流体因子反演。（二）碳酸盐岩岩石物理研究现实问题根据我们西部所塔里木研究中心碳酸盐岩研究现状，以及碳酸盐岩地震储层学学科建设需要，在做好碳酸盐岩地震岩石物理学研究长期规划的同时，需要集中研究资源解决目前研究中存在的最为现实的问题：1、基础研究方面（1）基础数据的获得：获得原始的岩石物理参数，使得研究成果更有说服力。（2）碳酸盐岩岩石物理理论公式及模型的建立：目前，现有的岩石物理基础理论公式及理论模型都是基于碎屑岩建立，因此，需要针对碳酸盐岩各种岩性和储层类型建立适合碳酸盐岩的理论经验公式及基础模型。（3）数字岩石物理研究：建立碳酸盐岩岩石物理数字模型，开展岩石物理正演研究。2、应用型研究方面：（1）碳酸盐岩储层特征参数分析：裂缝类型-裂缝、孔洞、孔隙度解释模型，孔隙流体对碳酸盐岩弹性特征的影响。（2）碳酸盐岩储层岩石物理识别量版：不同岩相、不同岩性、不同流体、裂缝发育程度、充填程度。（3）岩石物理在碳酸盐岩储层与流体预测中的应用：流体因子。（三）塔里木盆地碳酸盐岩储层与流体研究遇到的问题1、根据等效介质理论，如何找到一个能精确描述研究区的岩性、孔隙类型、孔隙形状和孔隙内充填物的等效模型；2、碳酸盐岩储层具有很大的岩石模量，对油气响应不敏感，低孔隙度储层对油气响应几乎是“屏蔽”的；3、对研究区储层建立准确的岩石物理等效模型，最有效的方法是直接测得岩石物理实验室数据，我们没有实验室条件和科学的测量方法，也没有相关的操作经验；4、研究区平面上储层类型和岩性变化快，无法使用统一的岩石物理解释量版，如何控制某个解释量版的范围。（四）碳酸盐岩地震岩石物理发展应该从以下几点入手： 1碳酸盐岩空隙类型和结构远比碎屑岩复杂，针对裂缝性、孔洞型和裂缝孔洞型储层如何建立等效模型（合作）； 2在岩石物理与地震结合定量解释中，由于碳酸盐岩具有很大的岩石模量，使得孔隙的地震和测井响应远大于油气的响应，对流体的识别敏感性差（合作）； 3碳酸盐岩岩石物性的原始实验室测量(自研+合作)； 4碳酸盐岩非均质性强，横向变化快，在多井定量解释量版不统一的条件下如何解释油气水(自研)； 5关注时延地震的发展，尝试收集资料开展研究(自研)。6购置美国GNT 公司iMoss岩石物理建模与分析软件（OHM Rock Solid Images ）软件。三、下步工作与合作方式（一）研究目标确定以地震储层学学科建设为契机，依托塔里木横向勘探项目，推动塔里木油气藏勘探进程：1、塔中地区奥陶系鹰山组非串珠响应弱振幅灰岩储层 弱振幅储层相对均质，受岩溶改造较小；2、塔中400万吨产能区中古43井蓬莱坝组灰质云岩储层 中古431井钻遇该套岩体，白云岩多为原生基质孔隙，相对均质（二）建议方案多孔介质必须因地制宜，是建立塔里木碳酸盐岩等效模型的实验基础，也是国际合作的切入点，分以下几步：1、在整个塔中三维区选取代表性较强的多口控制井，取芯送样，在实验室测出准确的岩石物理基本参数。如果送样岩心不能送往国外实验室，可以寻求合作建立自己的实验室，或者送往国内被国际认可的实验室。2、在得到有说服力的实验室岩石物理参数后，邀请国外专家针对研究区设计合理的等效模型，不同类型的储层对应各自的等效模型。3、根据不同的等效模型开展岩石物理正演研究，尝试从地震分离油气水的响应，并确定临界孔隙度。4、结合本区的储层认识，储层预测的经验，自己探寻出解决本区多孔介质横向变化快的问题。选择小范围相对均质的地层，最终建立相对合理的RPT解释模板。