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地球物理测井和地震联合检测天然气藏的方法及应用研究

作　者: 陈强
导　师: 马在田
学　校: 同济大学
专　业: 海洋地质
关键词: 深层天然气总孔隙度界面参数反射系数地震勘探测井曲线泊松比测井参数灰关联度天然气藏
分类号: P618.13
类　型: 博士论文
年　份: 2001年
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内容摘要

在世界油气能源构成中，目前是石油能源与天然气能源所占的比例接近，随着环境保护，对清洁能源需求的增加，天然气能源所占的比重要超过石油能源。我国的能源政策是要油气并举，天然气勘探是西部大开发的重要项目之一。在天然气勘探中，测井识别气层是一门关键技术。在过去，测井识别油层已有比较成熟的理论、方法、技术和经验，识别油层的成功率高。然而测井识别天然气层，除了与测井识别油层有一定共性外，还有自己的特殊性。用电法测井难于将油层和气层分开，用非电法测井，有可能从油气层中把气层识别出来(谭廷栋，1999)。在天然气的勘探中，除了测井这一关键技术外，反射地震勘探这一地球物理中的重要方法也会提供有用的找气信息。长期以来，地震勘探的主要目的是提供物性界面的构造形态。根据圈闭高点储存油气的观点，提供各类探井井位。人们习惯称之为“常规地震勘探”。地震勘探方法几十年的发展历程说明：地震勘探中的常规地震勘探，是石油勘探中不可缺少的，是地震勘探中的首位。然而，现阶段石油勘探的发展现状展示，单纯的常规地震勘探不能满足油气勘探的要求。因此需要非常规的地震方法进行油气储层研究。石油、天然气的储集条件说明：油气不仅能保存在储集层背斜(含断鼻、半背斜等)、断块等一类正向圈闭中，也能在具备有储集条件的岩性体中聚集起来，并成为相当规模的油气田，对岩性油气藏的研究，使得地震岩性学特别是AVO技术得到了发展。岩性油气藏，特别是气藏的大量发现，使得应用测井和地震多信息的综合研究特殊储层具有重要现时意义。对浅层天然气层和深层天然气层评价的地球物理方法是不完全相同的。天然气测井、地震属性检测技术应用旨在充分挖掘和利用测井、地震信息，研究天然气藏的地球物理响应特征，是当前天然气资源探测中的重要课题。本论文是对这一课题进行研时的一种尝试。但不可能对洲井、地震在天然气勘探方面的理论与方法等进行全面研究，而主要着眼于二者结合方面的几个倍受关注的问题和实用的方法进行探讨。本文在前人研究的基础上，在理论和实践中取得了如下有一定创新性的进展。实践中取得了如下有一定创新性的进展。(1)提出了一种“长短时窗能量比提取声波全波列测井的纵、横波信息”的实用方法。提高了AVO应用的成功率和气层解释的成功率。AVO技术在天然气特别是浅层气藏评价方面有很多成功的实例，但也有不少失败的经验。目前，在AVO模型正演中，大量使用的是估算的不精确的纵、横波速度，泊松比等弹性参数。使得对AVO反演结果的异常解释出现困难。“长短时窗能量比提取声波全波列测井纵、横波信息”方法可以得到原状地层的纵、横波速度，泊松比等弹性参数值，可提高气层测井解释符合率。柴达木盆地三湖新凹陷不仅是我国，而且也是世界上第四系浅层生物成因的主要天然气成藏区(戴金星等，1996)，首次在该区进行了AVO技术应用，为该区天然气勘探提供了新的依据。(2)重点对测井参数反演的理论进行了研讨，引入了“测井界面参数”，提出了测井参数间的灰关联度计算方法，将测井参数反演用于塔里木盆地深层气藏的评价和新区预测。。天然气勘探中的储层预测技术一方面是利用地震、测井信息在地质理论指导下，对天然气储层的空间展布和几何形态进行宏观描述。另一方面是对储层的微观特征进行横向预测，主要是测井参数反演。本文重点对测井参数反演进行了讨论，提出了测井参数间的灰关联度计算方法。对特定的地质界面(假定界面存在)，引入一个新的参数：将界面上、下地层某种确定物理性质的相对变化称为该物理量的界面参数。这样反射系数就是波阻抗的界面参数。对离散的测井数据而言，某种测井曲线相邻采样点间的相对变化，就是该测井曲线这两个离散样点的测井界面参数。当某测井界面参数与波阻抗的界面参数有很好的相关性时，可进行测井参数反演。

全文目录

作者简介  4-5
攻读博士期间发表的论文  5-6
摘要  6-8
Abstract  8-12
前言  12-15
测井、地震多属性联合天然气藏检测的意义  15-16
国内外现状及发展趋势  16-18
本论文的研究内容  18-20
第一章测井评价天然气的方法  20-53
  1.1 解释模型  21-24
  1.2 中、浅天然气层解释  24-38
    1.2.1 用空间模量差比值法识别低电阻率气层  24-26
    1.2.2 用三孔隙度差值法和三孔隙度比值法识别低电阻率气层  26-31
      1.2.2.1 实例  27
      1..22.2结论与分析  27-31
    1.2.3 声波测井识别天然气层  31-38
      1.2.3.1 Biot理论及其在石油测井中的应用  31-33
      1.2.3.2 声波差值测井勘探天然气层  33-34
      1.2.3.3 双源距纵波测井勘探天然气层  34-37
      1.2.3.4 横波测井勘探天然气层  37-38
  1.3 深层天然气层解释  38-41
    1.3.1 致密砂岩天然气层解释  39-41
  1.4 泥岩裂缝天然气层解释  41-43
  1.5 薄砂岩低电阻率气层解释  43-44
  1.6 煤层甲烷气测井解释  44-45
  1.7 泥页岩盖层测井分析  45-50
    1.7.1 盖层概述  45-50
      1.7.1.1 泥页岩盖层封闭机理  45-46
      1.7.1.2 泥页岩盖层测井评价参数  46-50
      1.7.1.3 有效盖层的识别  50
  1.8 储盖组合测井解释  50-53
    1.8.1 气藏成藏分析  51
    1.8.2 储盖组合测井解释  51-53
第二章测井和地震检测天然气的一些方法研究  53-71
  2.1 地震勘探的分辨能力探讨  53-54
  2.2 测井参数反演的问题分析  54-57
  2.3 长短时窗能量比法提取纵、横波速度  57-65
    2.3.1 原理与方法  57-62
      2.3.1.1 长短时窗能量比  58-60
      2.3.1.2 对称对比  60-61
      2.3.1.3 同相轴追踪  61
      2.3.1.4 相似相关  61-62
    2.3.2 应用实例  62-65
  2.4 测井曲线灰关联度计算  65-71
    2.4.1 引言  65
    2.4.2 灰关联度的各种定义计算式  65-67
      2.4.2.1 一般意义的灰关联度公式  66
      2.4.2.2 用相似性描述的灰关联度  66-67
      2.4.2.3 灰熵关联度及其分析  67
    2.4.3 计算实例  67-71
      2.4.3.1 母序列的设定  67
      2.4.3.2 子序列  67-68
      2.4.3.3 归一化处理  68
      2.4.3.4 分辨系数p取值准则  68-69
      2.4.3.5 求关联系数及关联度  69
      2.4.3.6 计算结果分析  69-71
第三章地震AVO技术评价天然气层  71-88
  3.1 AVO技术的内容和特点  72-73
  3.2 AVO技术的理论基础——Zoeppritz方程及其简化的思路  73-74
  3.3 AVO技术的地质条件  74-77
  3.4 Zoeppritz方程的具体简化公式  77-82
    3.4.1 Koefoed的试算  77-78
    3.4.2 Shuey的简化式  78-82
    3.4.3 其它的简化形式:  82
  3.5.用近似公式进行正演模型计算的例子  82-86
  3.6 用AVO技术进行岩性解释的主要步骤  86-88
第四章联合检测天然气方法的应用  88-108
  4.1 柴达木盆地三湖气聚集区浅层气层AVO特征研究  88-100
    4.1.1 工区地质概况  88-92
    4.1.2 AVO正演模拟  92-97
      4.1.2.1 含气模型  92-97
      4.1.2.2 影响模型解释的一些因素讨论  97
    4.1.3 实际资料应用  97-100
  4.2 有井约束反演及在塔里木盆地深层气层的应用  100-108
    4.2.1 测井界面信息  100-102
    4.2.2 测井界面信息类比作反射系数的条件  102-103
    4.2.3 应用实例  103-108
      4.2.3.1 资料处理  103-106
      4.2.3.2 地质应用效果分析  106-108
结论与建议  108-110
致谢  110-111
主要参考文献  111-117

地球物理测井和地震联合检测天然气藏的方法及应用研究

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