【摘 要】
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随着勘探开发的深入与能源需求的增加,非常规资源受到越来越多的关注。稠油作为一种重要的非常规能源,在我国辽河油田、胜利油田和渤海湾等有着丰富的储量。然而稠油通常伴随
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随着勘探开发的深入与能源需求的增加,非常规资源受到越来越多的关注。稠油作为一种重要的非常规能源,在我国辽河油田、胜利油田和渤海湾等有着丰富的储量。然而稠油通常伴随着粘度大、流动性差的特点,且碎屑岩稠油储层的性质也与常规储层不同,因此需要开展碎屑岩稠油储层岩石物理实验,确定碎屑岩稠油储层物性参数和弹性参数的关系,并建立适用于碎屑岩稠油储层的岩石物理模型。本文共采集制备了22块岩心,包括18块固结程度较好的岩心和4块人工制备的岩心,首先测量了它们的孔隙度、密度等物性参数,然后针对不同的温度区间(20℃到100℃)测量了它们的纵波速度和横波速度等弹性参数。分析实验数据发现,含稠油岩石的纵横波速度均随温度的升高而降低,但是其纵横波速度比在低温时随温度的升高而升高,到达60℃左右后随温度的升高而降低,这是由于孔隙内充填稠油的性质决定的。低温时,稠油的粘度随温度的升高急剧降低,导致稠油的剪切模量和横波速度随温度的升高急剧下降,从而使得含稠油岩石的横波速度下降速率高于纵波的下降速率,表现为低温时含稠油岩石的纵横波速度比随温度的升高而而升高。当温度达到60℃左右时稠油的粘度基本降为0,导致含稠油岩石的横波速度随温度的升高趋于稳定,而纵波速度随着体积的扩张而降低,表现为高温时含稠油岩石的纵横波速度比随温度的升高而降低。本文首先研究了稠油的剪切模量随温度的变化关系,理论表明低温时稠油的剪切模量较大不可忽略,不符合Gassmann方程的假设条件,因此常规的碎屑岩岩石物理模型不再适用于含稠油碎屑岩储层,碎屑岩稠油储层岩石物理模型的建立必须要考虑到温度的影响。本文结合Xu-White模型和广义Gassmann模型提出了适用于碎屑岩稠油储层的XWGG模型,利用XWGG模型计算得到的理论数据与实验数据的变化趋势相同,但是仍然存在误差,这是由于岩石骨架受热会发生形变且部分稠油在低温时会附着在孔隙内壁造成的,因此本文提出了与温度相关的骨架形变因子和固体稠油比例因子,由此得到了改进的XWGG模型,利用改进的模型得到的理论数据与实验数据吻合良好,证明了模型的有效性。最后利用建立的碎屑岩稠油储层岩石物理模型进行了AVO正演模拟,分析了不同物性条件下碎屑岩稠油储层的地震响应特征。
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