声波测井技术在非常规致密油藏储层评价中的应用

本文应用声波测井技术,针对松辽盆地齐家-古龙地区,非常规致密油储层有效性评价方法进行研究,即评价可能的裂缝发育段、可能的含油层段和可压裂改造的层段等。针对研究区非常规致密油藏特征及勘探实践,采用声波时差等效深度法建立超压层识别方法,通过计算岩石脆性指数建立岩石易压裂性评价技术。该技术较好的解决了非常规致密油藏储层有效性评价的关键问题,在老井压裂改造和新钻水平井、大斜度井测井评价中发挥雷要作用,见到很好的应用效果。     

页岩可压裂性声学模型及应用*

页岩气作为一种非常规能源,储量巨大,因此针对页岩储层地质勘探和有效压裂改造的研究具有重大的意义。常规的脆性模型评价可压裂性通常只考虑单一影响因素,具有一定的工区适用性。该文在弹性参数脆性评价模型和断裂韧性指标的基础上,提出一种表征页岩可压裂性的声学评价模型。选取渝东南目的层页岩岩样,通过超声波实验获取相关实验数据,测量岩石参数,得到了目的层储层特征及声学特征变化规律。结合断裂韧性指标,建立了可压裂性评价模型。通过新评价模型对研究区进行可压裂性反演预测,结果表明储层可压裂性反演结果与页岩气实际产量具有较好的符合,分析可知,新方法预测或评价效果要优于前人模型,具有更好的适用性与可靠性。     

基于纵波三维层析成像技术的压裂检测方法研究*

国内煤层气勘探由于煤层埋深浅,煤储层致密、压力低,均需压裂增产作业。而压裂效果与煤层气单井增产效果密切相关,因而研究煤层压裂效果,建立评价指标,指导压裂设计至关重要。三维声波测井资料能够获取井周轴向、径向以及环向速度变化信息,在压裂前后,利用三维层析成像处理技术,可以精确评价煤层气井压裂效果。实际井现场应用,并与传统声波技术和微地震监测结果对比,可以清楚看出该技术能够直观判断煤层气储层压裂后在纵横向及环向的变化情况,应用效果非常显著。     

基于纵波三维层析成像技术的压裂检测方法

国内煤层气勘探由于煤层埋深浅,煤储层致密、压力低,均需压裂增产作业。而压裂效果与煤层气单井增产效果密切相关,因而研究煤层压裂效果,建立评价指标,指导压裂设计至关重要。三维声波测井资料能够获取井周轴向、径向以及环向速度变化信息,在压裂前后,利用三维层析成像处理技术,可以评价煤层气井压裂效果。将该技术与传统声波技术和微地震监测结果相结合,能够直观判断煤层气储层压裂改造前后在纵横向及环向的变化情况。     

横波速度径向层析成像方法及应用研究

近来三维声波成像技术的一个重要进展是利用偶极子弯曲波反演地层径向横波速度剖面。确定地层径向横波速度变化对评价井壁稳定性、估算地应力和优化油藏生产等有着重要的意义。偶极横波测井激发的弯曲波低频探测较深,高频探测较浅,本文根据偶极弯曲波的频散特征,采用约束反演的方法求取地层径向横波速度变化。在实际测井中,经常会遇到偶极子弯曲波的频散曲线在高频时缺失或者不准确的情况,这会使约束反演方法产生误差。针对这一现象,本文提出利用理论频散数据进行高频约束,并通过数值模拟验证了改进后约束反演方法的正确性。本文给出了一个致密气层的横波速度径向剖面综合应用实例,发现地层径向横波速度变化程度与岩石脆性有很好的对应关系,最终的压裂效果由压前、压后正交偶极横波各向异性的变化得到了印证,压裂后油气产量提高。     

非常规储层电脉冲共振增产技术研究与应用

为了提高非常规油气的产量,解决非常规油气储层改善的难题,对储层的电脉冲共振技术进行研究,利用电脉冲激励源作为敲击锤实现对储层固有频率的检测,通过对电压电流环的控制实现放电频率的快速准确调节。研发了可用于现场施工作业的非常规储层共振增产装置样机,形成了初步的施工作业流程,完成了山西五口煤层气井的现场实验。实验结果表明电脉冲冲击波的有效作用范围可达400～500 m,对储层裂缝改善效果明显,应用前景十分广阔。     

分形裂缝性页岩气藏多段压裂水平井瞬态压力特征

基于分形理论和连续性假设,考虑页岩气吸附解吸、基质-裂缝窜流等机制,建立分形裂缝性页岩气藏多段压裂水平井试井解释模型,并通过拉氏变换、点源函数及压降叠加原理等方法得到模型的解.绘制无因次压力随时间变化的双对数曲线,研究分形裂缝性页岩气藏多段压裂水平井的压力特征,分析分形指数、分形维数等参数对压力动态的影响.结果表明：分形裂缝性页岩气藏多段压裂水平井的压力动态可划分为7个流动阶段;分形指数越大或分形维数越小,晚期径向流直线段的斜率越大;其它参数对水平井的压力动态也有一定的影响.     

水平井体积压裂缝网表征及流动耦合模型

针对岩石脆性系数高且发育天然裂缝的储层,提出表征水平井体积压裂形成裂缝网络的三种基本模式,并将渗流过程划分为油藏流动和缝网内部流动.在此基础上,利用势叠加原理导出油藏流动控制方程,利用有限差分方法建立缝网内部有限导流等式;其次,采用星三角变换法处理人工缝与天然缝的交汇流动;最后,耦合两部分流动矩阵方程得到水平井体积压裂缝网渗流数学模型.该模型表明:当水平井改造段长度一定时,压裂段数与段内分簇数是决定产能的最主要因素,其次是人工裂缝半长和人工缝导流能力,而天然裂缝密度和导流能力对产量影响较小.实例应用表明,实际产油量与模型计算值一致,误差较小.     

光散射谱学在地球内部物质弹性波速测量中的应用与展望

高温高压下地球内部物质弹性波速的实验测量数据,可直接与地震波观测结果相结合,对地球内部的组成、状态和物质运移方式等进行反演,是了解地球深部信息的重要手段。在金刚石压砧(diamond anvil cell, DAC) 中利用布里渊散射对矿物波速进行原位测量,是人们研究地球各圈层弹性性质的重要方法。随着DAC实验技术发展,一方面,可以获得模拟地球各圈层的极高温压条件;另一方面,DAC的光学特性使得各种光学分析和测试方法得到了广泛的应用。要获得高温高压下的弹性波速,首先需要对样品腔中的实验压力和加热温度进行精确的标定和测量;其次需对散射信号进行处理,通过布里渊散射频移,求出样品中的波速;最后结合X射线技术获得的晶格常数,可由固体弹性理论解出矿物的各弹性参数。重点介绍了布里渊散射和拉曼散射等光谱学方法在弹性波速实验研究中的应用,阐述了它们在波速测量、压力和温度标定等方面的基本原理和研究进展。分析了两种光谱学定压方法(荧光光谱压标和拉曼光谱压标) 的定压方式和适用范围,以及两种主要的光谱学温标(黑体辐射温标和拉曼光谱温标) 在温度测量中的应用。最后,回顾了基于光谱学测量建立起来的布里渊散射系统对下地幔主要矿物(钙钛矿、方镁铁矿、斯石英等) 弹性波速测量取得的新成果,深入讨论了它们的地球物理意义,并对其未来的发展进行了展望。     

利用核磁共振录井技术定量评价储层的分选性

储层分选性是反应储层物性、 均质程度及沉积环境好坏的重要标志. 分选系数一般是通过实验室的粒度分析（粒度分选）或压汞试验（孔喉分选）来得到,利用核磁共振评价储层孔喉分选性多是通过建立T_2g与常规分选系数之间的关系公式来得到. 在深入研究常规分选系数计算原理的基础上,结合T₂谱累积曲线对储层分选性的反应,提出了2种不依附于实验室分析、可由单个样品来定量评价储层分选性的新方法,并且取得了与其他方法较为一致的评价结果. 该项研究打破了录井不能定量评价储层分选性的局面,对于快速指导油气勘探开发具有十分重要的意义.     

多相孔隙储层声学研究进展

本文回顾了关于油、气、水及水合物多相孔隙储层的声学研究进展,提出了"储层声学"的概念,阐明了其研究意义、研究内涵和方法,并介绍了油、气、水及天然气水合物储层声波模拟的部分新的研究成果。指出应该从声学理论和实验等出发,结合声学储层探测和精细描述的实际情况,如利用声学原理圈闭和估算天然气水合物等,继续深入开展相关基础理论和实验研究工作,丰富储层声学研究内容,更加完善储层声学理论体系,为更好利用声学方法探测和评价储层提供坚实的物理基础和可能的技术支撑。     

三维声波测井探测特性分析与处理技术应用*

三维声波测井技术是近年来测井领域的重要进展,由于其集成了井孔轴向、径向和周向的三维信息探测能力,因而在各种复杂油气藏勘探开发中具有广阔的应用前景。从井孔声波探测的基本原理入手,对三维声波测井在井孔径向和周向的探测特性进行了研究。并且在传统资料处理方法的基础上,研发了适合三维声波测井的各向异性快速反演技术、径向速度层析反演技术以及井周慢度成像技术。现场实测的资料处理表明,三维声波测井仪器较传统多极子阵列声波测井仪器有较大优势,在探测井周地层三维信息方面有较好的应用前景。此外,该仪器也具有三维远探测的应用潜力。     

改进的孔隙模型评价流体性质与裂缝孔隙度

随着勘探开发的不断深入,渤海油田面临越来越多的疑难储层,这类储层流体性质识别与裂缝孔隙度评价成为测井评价的难点。本文依据Biot理论,描述了存在裂隙条件下的含裂隙Biot理论,形成改进的孔隙介质模型。根据该模型利用阵列声波测井数据进行反演得到裂缝孔隙度,同时通过流体置换,得到不同流体对应的岩石体积模量,对其进行交会判别流体性质,实现了阵列声波测井裂缝孔隙度定量评价与流体性质识别综合应用。利用该模型对渤海油田十几口井进行计算,结果表明该方法对于常规砂泥岩和复杂岩性储层均能取得较好效果,本文提出的储层流体性质识别与裂缝孔隙度评价方法,有助于扩展阵列声声波测井的应用范围。     

关于岩石三阶弹性常数的超声测量方法

油气储层岩石的三阶弹性常数反映了该岩石的速度应力敏感性,是利用声波测井或地震资料进行原位地应力反演的基本参数。本文阐述了利用声弹性理论在实验室测量岩石三阶弹性常数的原理与方法,并给出了部分实验结果。这些参数将为研究声波在预应力声场中传播规律的提供基础数据,同时也为定量分析利用交叉偶极声波测井评价地应力的精度提供了依据。不同岩石的三阶弹性常数较大差异表明,通过速度各向异性进行应力反演时必须考虑岩石本身非线性的差异。     

Study on frequency optimization and mechanism of ultrasonic waves assisting water flooding in low-permeability reservoirs

Water flooding is one of widely used technique to improve oil recovery from conventional reservoirs, but its performance in low-permeability reservoirs is barely satisfactory. Besides adding chemical agents, ultrasonic wave is an effective and environmental-friendly strategy to assist in water flooding for enhanced oil recovery (EOR) in unconventional reservoirs. The acoustic frequency plays a dominating role in the EOR performance of ultrasonic wave and is usually optimized through a series of time-consuming laboratory experiments. Hence, this study proposes an unsupervised learning method to group low-permeability cores in terms of permeability, porosity and wettability. This grouping algorithm succeeds to classify the 100 natural cores adopted in this study into five categories and the water flooding experiment certificates the accuracy and reliability of the clustering results. It is proved that ultrasonic waves can further improve the oil recovery yielded by water-flooding, especially in the oil-wet and weakly water-wet low-permeability cores. Furthermore, we investigated the EOR mechanism of ultrasonic waves in the low-permeability reservoir via scanning electron microscope observation, infrared characterization, interfacial tension and oil viscosity measurement. Although ultrasonic waves cannot ameliorate the components of light oil as dramatically as those of heavy oil, such compound changes still contribute to the oil viscosity and oil-water interfacial tension reductions. More importantly, ultrasonic waves may modify the micromorphology of low-permeability cores and improve the pore connectivity.