碳酸盐岩宽频带岩石物理实验与建模

• 作 者: 龙腾
• 出 处: 中国石油大学(北京)
• 发表日期: 2004年期
• 关键词: 碳酸盐岩 低频应力应变测试 频散与衰减 喷射流

全世界主要大型油气田的储层岩石是碳酸盐岩。由于地下水侵蚀,方解石白云石化等作用的影响,碳酸盐岩往往呈现出复杂的微观结构特征。岩石复杂的微观结构会对地震波传播的速度和地震波的能量衰减产生直接影响。反过来,也为利用地震波的速度和衰减反推岩石的微观结构,孔隙流体性质等提供了可能。本文针对四川盆地灯影组白云岩和新疆塔里木盆地奥陶系灰岩开展了低频岩石物理实验和理论建模分析。目的在于厘清目标碳酸盐岩储层的微观结构和孔隙流体性质对地震波速度频散和衰减的影响机制。本文的主要内容包括:改进低频岩石物理实验测量系统,测量碳酸盐岩在地震频段内的速度频散和衰减,构建适用于碳酸盐岩的频散与衰减物理模型并对比实验数据进行分析。在使用电阻式应变片作为传感器的基础上,实验了光纤传感器在测量动态小应变方面的应用,测试并将设备集成为一套完整的基于DFB光纤光栅的动态应力应变测量系统,使其在绝对应变在纳应变的精度上与传统的应变片传感器进行比对。岩石实验方面,首先根据薄片,电镜,和CT扫描的结果对收集到的碳酸盐岩样品进行了分类。接着测量了不同孔隙类型碳酸盐岩全频带饱和流体后的频散与衰减,得到了孔隙类型造成频散和衰减规律的差异,以及围压对频散的影响。将实验结果与考虑纵横比分布与中尺度孔隙的喷射流模型进行对比,认为该模型能够较好地解释地震频带裂缝型及缝洞型碳酸盐岩测量结果中的频散。同时将高频实验结果与多种等效介质模型与流体饱和模型进行了对比,得到了Gassmann方程在一定条件下对碳酸盐岩具有较好适用性的结论。本论文主要完成了:(1)在实验室搭建了光-电联合的跨频段岩石物理测量系统,从而丰富了在实验室利用厘米级尺度的储层岩石样品进行地震频段岩石物理性质的测量手段;(2)论文研究了频率、储层压力、孔隙流体、孔隙结构对地震波在碳酸盐岩中传播时频散与衰减的影响;(3)流体饱和碳酸盐岩的跨频段岩石物理实验数据可用于频率理论模型的测试,从而扩展了对碳酸盐岩储层频散和衰减机制的理解。总之,本论文通过在实验室中构建的跨频段测量系统,对厘米级尺度的碳酸盐岩样品进行实验研究,丰富了碳酸盐岩的中低频段相关的实验数据,也为理论模型建立、地球物理反演与储层描述提供支撑。