儲(chǔ)層條件下氣-水和油-水互驅(qū)地震巖石物理實(shí)驗(yàn)研究.pdf

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1、第52卷第6期石油物探V0L52，No．62013年11月GEOPHYSICALPR0SPECTINGI、ClRPm0LEUMNov．，2013文章編號(hào)：1000—1441(2013)06—0559—07儲(chǔ)層條件下氣一水和油一水互驅(qū)地震巖石物理實(shí)驗(yàn)研究裴發(fā)根，方慧，杜炳銳，鄒長(zhǎng)春。，史旖。(1．中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)勘查研究所，河北廊坊065000；2．中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)地下信息探測(cè)技術(shù)與儀器教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100083；3．北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院，北京100871)摘要：針對(duì)影響巖石波速的主要因素—

2、—不同孔隙流體，展開(kāi)了儲(chǔ)層條件下氣一水和油一水互驅(qū)地震巖石物理實(shí)驗(yàn)研究。在模擬儲(chǔ)層溫度、壓力條件下，對(duì)取自南海的砂巖巖樣進(jìn)行了不同含水飽和度的氣一水和油一水互驅(qū)波速測(cè)量實(shí)驗(yàn)，獲得了不同狀態(tài)下的縱、橫波波速，得到了不同氣一水、油一水條件下的彈性參數(shù)變化規(guī)律。實(shí)驗(yàn)表明：①在氣一水驅(qū)替過(guò)程中，縱波速度卸隨著含水飽和度sw的增大呈緩慢增長(zhǎng)趨勢(shì)，當(dāng)含水飽和度達(dá)到80后，增長(zhǎng)較快；②在水驅(qū)油過(guò)程中，卸隨著含油飽和度的增加而減小，且實(shí)驗(yàn)波速值與經(jīng)典的Biot-Gassmann理論值兩者吻合較好；③氣一水驅(qū)替過(guò)程中，vp／vs對(duì)不同含水

3、飽和度的孔隙流體反映較為靈敏，通過(guò)泊松比與體積模量K交會(huì)分析可以較好地分離飽氣與飽水巖樣；④水驅(qū)油過(guò)程中，泊松比、拉梅常數(shù)和流體敏感因子F等參數(shù)對(duì)不同含水飽和度(含油飽和度)的孔隙流體反映較為敏感，利用F交會(huì)圖可以區(qū)分飽水和飽油巖樣。這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果為利用疊前地震屬性進(jìn)行油氣檢測(cè)提供了有利依據(jù)。關(guān)鍵詞：巖石物理實(shí)驗(yàn)；縱、橫波波速；孔隙流體；交會(huì)圖DOI：10．3969／j．issn．1000—1441．2013．06．001中圖分類(lèi)號(hào)：P631．4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A影響巖石波速的因素眾多，包括巖石自身的性大；④張銀海等[7]認(rèn)為

4、，縱波速度對(duì)氣體含量敏感，質(zhì)、孔隙流體的性質(zhì)和溫壓等外圍環(huán)境因素。其中極少量的氣體可引起縱波速度急劇降低，橫波速度巖石自身的性質(zhì)包括巖性、孔隙度、孔隙形態(tài)、粘土隨含水飽和度(氣一水系統(tǒng))的增加而緩慢減?。虎莺?、密度等，孔隙流體包括流體的類(lèi)型成分、相徐群洲等[8]在氣驅(qū)水和氣驅(qū)油實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，初始驅(qū)態(tài)等，所處環(huán)境則主要有溫度、壓力等條件。在特排時(shí)，兩者的縱波速度下降較快，之后變緩，且氣驅(qū)定地區(qū)一定儲(chǔ)層條件下，孔隙流體及分布、孔隙度水的變化幅度大于氣驅(qū)油的變化幅度；⑥胡學(xué)紅和泥質(zhì)含量是影響巖石波速的主要因素。國(guó)內(nèi)外等[9]在

5、氣驅(qū)水過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，低含氣飽和度可使低孔關(guān)于這些因素對(duì)巖石波速的影響研究成果也較多。低滲巖樣的縱波速度迅速下降，橫波速度則隨含氣如針對(duì)泥質(zhì)含量對(duì)波速影響的研究：①史等[1]認(rèn)飽和度的增大略有升高；⑦江萬(wàn)哲等[10]發(fā)現(xiàn)，在低為，巖石的縱、橫波波速與孔隙度、泥質(zhì)含量呈負(fù)線(xiàn)含水飽和度條件下，縱波速度隨含水飽和度的增大呈現(xiàn)不同規(guī)律變化，在高含水飽和度時(shí)，縱波速度性相關(guān)，縱、橫波波速都隨著孔隙度和泥質(zhì)含量的隨著含水飽和度的增加呈增大變化；李生杰[11]發(fā)增加而減??；②鄧?yán)^新等[2。。]認(rèn)為，隨著泥質(zhì)含量的現(xiàn)，混合流體中含有微量氣體

6、后，縱波速度將劇烈增加，縱波速度呈先增加后減小的趨勢(shì)變化。巖樣下降，且隨著含水飽和度的增加而增大，而橫波速的氣一水驅(qū)替實(shí)驗(yàn)研究成果有：①Domenico[]認(rèn)度隨含水飽和度的增加略有下降。油水互驅(qū)的波為，當(dāng)含水飽和度較低時(shí)，隨著含水飽和度增加，縱速實(shí)驗(yàn)研究相對(duì)較少：①謝進(jìn)莊等[1。]在油水互驅(qū)波速度有所降低，當(dāng)含水飽和度達(dá)到較高值時(shí)，縱實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，天然巖樣與人造純砂巖樣的縱波速度波速度有明顯增大，橫波速度隨含水飽和度增加略隨含水飽和度的升高表現(xiàn)為相反的變化規(guī)律；②黃有降低；②Knight等[5]認(rèn)為，在進(jìn)水過(guò)程中含水飽和

7、度為80左右時(shí)，縱波速度急劇上升，而在其它收稿日期：2013—04—23；改回日期：2013—07—25。飽和度范圍內(nèi)縱波速度沒(méi)有明顯的變化；③劉祝萍作者簡(jiǎn)介：裴發(fā)根(1984一)，男，碩士，主要從事測(cè)井地質(zhì)、巖石物理等[6認(rèn)為，干燥巖心在蒸餾水浸泡之初，縱波速度和大地電磁方面的研究工作?；痦?xiàng)目：教育部科學(xué)技術(shù)研究重點(diǎn)項(xiàng)目(109035)、國(guó)家自然科學(xué)急劇降低，隨后緩慢降低，當(dāng)含水飽和度達(dá)到80重點(diǎn)基金項(xiàng)目(40830423)和“斯倫貝謝大學(xué)生課外科技研究計(jì)劃”時(shí)，隨著含水飽度的進(jìn)一步增大，縱波速度急劇增重點(diǎn)項(xiàng)目(Su

8、lx09O8)共同資助。560石油物探第52卷凱等l1。]開(kāi)展了準(zhǔn)噶爾盆地西部巖樣縱、橫波波速及氣一水和油一水互驅(qū)地震巖石物理波速測(cè)量實(shí)驗(yàn)。彈性模量與巖石孔隙所含流體(水、油)之間的關(guān)系研究；③趙發(fā)展等_1]在高溫高壓條件下模擬油驅(qū)水1波速測(cè)量實(shí)驗(yàn)和水驅(qū)油實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)聲波波速隨含油飽和度的增大而增大；④徐群洲等[8]在