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泥岩裂缝油藏地球物理特征与检测方法

刘成斋  
【摘要】:随着油田勘探程度的不断提高,泥岩裂缝油气藏将逐渐成为今后油气勘探的重要领域和后备阵地,到目前为止,尚没有一套系统而完整的裂隙性油气藏的勘探与预测理论和方法。本文从裂隙性油气藏勘探方法研究的现状出发,以全三维资料为基础和出发点,综合运用石油地质学、构造地质学、沉积学、地球物理学理论和方法对泥岩裂缝类型及成因、储层特征及分布规律及控制因素、地震反射特征、测井曲线响应进行深入研究,探索泥岩裂缝油气藏的地质、地震、测井综合预测和识别方法,并应用于罗家地区泥岩裂缝油气藏的勘探实践,预测有利勘探区带;取得了以下新的认识和成果: (1)首先对研究区的区域构造特征、研究区构造演化史、地层发育特征及湖盆演化和泥岩裂缝油藏分布特征等进行了深入的研究。发现泥岩裂缝油气藏纵向上主要发育于下第三系沙三段下部和沙一段下部层位,埋深一般为2400~3500米的中深层。该区主要发育构造裂缝、成岩裂缝、异常压力裂缝、变质收缩裂缝,并以高角度构造缝为主。泥岩裂缝油气藏作为隐蔽油气藏,在油气生成、裂缝圈闭形成、封闭时间、油气保存具有特殊的含油气系统特征。为此,针对河口地区泥岩裂缝油气藏的特点,主要建立了地层、构造、沉积、成岩、异常压力及流体地化等六个概念模型。 (2)通过罗67井岩芯的系统研究表明,泥岩的横波和纵波速度随温度增大而降低,一定温度条件下随为压力而增大;泥岩裂缝的测井曲线一般表现为高电阻率、负自然电位异常、低声波时差,利用该规律可以半量定地识别划分泥岩裂缝储层特征,为解决不同度数据的相互匹配这一重点和难点问题提供了思路和方法。 (3)分析了裂隙介质与各向异性之间的内在联系,不同形状的裂隙诱导各向异性的性质不同,建立模型也不同。在裂隙介质中,三类地震波即准P波、准S1和准S2波耦合在一起,相互影响,它们在介质中传播主要受介质的弹性参数和波的传播方向的影响,根据Hudson理论近似求出裂隙介质的弹性参数,并应用Christoffel方法求解各类裂隙介质中三类波的相速度及偏振方向,并分析EDA介质中,三类波前面特征,比较碳酸岩裂隙与泥岩裂隙波前特征。 (4)研究了EDA介质中地震波波场特征,应用有限差分作了三个方面波场特征数值模拟:EDA介质中P波地面地震记录模拟,裂隙包体的散射作用导致裂隙带地震波场特征复杂化,裂隙带顶、底界面上的反射波的振幅衰减、极性反转,因此可以利用振幅等动力学特征的变化检测裂隙发育带。 研究表明:①裂隙密度增大,各向异性效应增强,三类波的速度减小,衰减系数增大,特别是P波的衰减系数十分敏感,因此,可以利用振幅、速度等特征确定裂隙发育带。②裂隙的方位不同,各向异性效应不同,特别是两个水平分量的波,随着方位的不同,速度差不同,使得横波的分裂程度不同。③裂隙的方位不同,三类波的速度、衰减系数不同,特别是在干裂隙介质中,P波的衰减系数十分敏感,因此,可以利用振幅、速度等特征确定裂隙的发育方向。 (5)全方位三维P波地震属性方法适合于高角度定向排列的微裂缝储集体的定量检测。且裂缝 的埋深越浅、裂缝发育带越厚越有利于检测。使用全方位P波地震属性定量识别具有一定厚度、规 模和密度的高角度裂缝发育带是完全可能的,且多方位P波资料的采集和处理比多分量地震资料的 采集和处理便宜得多。从已得到的裂缝方位和密度图上可以看出,本文提出的波阻抗随方位变化 (工PVA)新方法较AVA和竹A方法得到的解,具有稳定性好和分辨率高的优点,其裂缝方位预钡业的 精度可以达到误差小于10“,并能估算出裂缝的相对密度。 (6)泥岩裂缝性油气藏也是一种特殊的隐蔽油气藏,其裂缝是油气运移和储集的主要空间,相 对砂岩油气藏,可以说,没有裂缝就没有泥岩油气藏,裂缝是泥岩油气藏赖以存在的先决条件。且 同碳酸盐岩油气藏相比,裂缝性质单一,均一性相对较好。因此,对于泥岩裂缝的地震波场数学模 拟相对容易,结果更符合客观事实和可靠。然而,由于裂缝发育的密度相对小,宏观规模也小,因 而,其地震波场特征的差异也小,所以,实际识别检测相当困难。


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