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部分饱和岩石的粘声波频变各向异性理论研究

批准号:
42074167
项目类别:
面上项目
资助金额:
59.0 万元
负责人:
廖建平
依托单位:
学科分类:
矿产地球物理学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
廖建平

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
本项目旨在提高对含裂隙储层部分饱和岩石粘声波频变各向异性的认识。拟研究:1)建立一种计算双相不混溶流体饱和裂隙粘声波弹性模量的理论模型。在粘声波介质波传播速度基础上,建立考虑频散、吸收衰减的方法与理论,将岩石物理模型得到的品质因子变化关系替换到速度中,构建粘声波频变各向异性介质中同时包含喷射流力学机制和斑块效应的统一波传播模型;2)结合流体的相对运动特性及喷射流和斑块效应耦合影响,推导粘声波频变各向异性反射系数表达式。研究耦合的喷射流和斑块效应及含水饱和度对复杂介质的粘声波和横波各向异性的影响;3)提出一种考虑频变方位角效应的粘声波正演,为贝叶斯反演奠定基础;提出新的部分饱和粘声波频变各向异性贝叶斯反演方法,用于表征裂缝。最后,项目反演理论模型数据和南方某气田三维全方位实际资料,获得高精度、高分辨率的裂缝密度、裂缝走向、裂缝尺度和含水饱和度。为复杂油气藏精细勘探奠定理论基础和提供技术支撑。
英文摘要
Seismic wave propagation through fractured rocks is greatly influenced by the fracture system and fluid content. The purpose of this project is to improve the understanding of frequency-dependent seismic anisotropy of viscoacoustic wave in partially saturated fractured reservoirs. Based on the previous theories, this project intends to research the following three aspects: (1) a theoretical model for calculating the elastic modulus of viscoacoustic waves in two immiscible fluid-saturated fractured rocks are presented. Based on the propagation velocity of seismic wave in viscoacoustic wave medium, the method and theory of dispersion, absorption and attenuation are taken into account to substitute the relationship of the quality factor obtained using the rock physics model into the seismic wave velocity, and the unified wave propagation model of viscoacoustic wave’s frequency-dependent anisotropy with the coupled impact of ‘squirt flow’ and ‘patch saturation’ effects is constructed. (2) The matrix of reflection coefficient of viscoacoustic wave’s frequency-dependent anisotropy including quality factor and fracture parameters are derived in combination with the relative mobility characteristics of fluids and the coupled impact of ‘squirt flow’ and ‘patch saturation’ effects. The response of amplitude versus angle and azimuth (AVAZ) of coupled ‘squirt flow’ and ‘patch saturation’ and water saturation to shear wave splitting and viscoacoustic wave frequency-dependent anisotropy of transverse isotropy (TI) medium, orthogonal medium, monoclinic medium and so on are researched..(3) Based on the theory of coupled ‘squirt flow’ and ‘patch saturation’, a forward modeling of viscoacoustic wave considering frequency-dependent azimuthal effect is proposed, which lays a foundation for Bayesian inversion. In this project, a new Bayesian inversion method of viscoacoustic wave frequency-dependent anisotropy in partially saturated fractured reservoirs is proposed to characterize fractures reliably from seismic reflections data. .Finally, using theoretical model data to verify the effectiveness of the method, the high-precision and high-resolution fracture density, fracture strike, fracture size and water saturation can be estimated using three-dimensional full azimuthal acquisition real field seismic datasets from a gas field in south China. It lays the theoretical foundation and provides the technical support for the fine seismic exploration of complex oil and gas reservoirs.
传统等效介质模型无法为实际裂缝储层中地震波的频散和衰减现象提供准确和合理的解释,这在储层参数的反演研究中尤为关键,因为它们对于裂缝储层的定性预测和定量描述至关重要。.本项目首先在Chapman弹性理论基础上,考虑了粘弹性模型、饱和流体的相对流动性以及通常被独立考虑的喷射流和斑块效应对粘弹性介质频变各向异性地震波传播的耦合影响,通过计算出的双相不混溶流体饱和裂缝岩石中的频变各向异性弹性系数,构建出部分饱和岩石的粘弹性频变各向异性介质中,同时包含喷射流和斑块效应的统一地震波传播的粘弹性Chapman扩展的新模型。然后在该新模型上,考虑不同的气与水两相的相对渗透率模型对粘弹性介质频变各向异性的影响,指出了相对渗透率效应的影响是明显的;与完全饱和的情况相比,在部分饱和的岩石中有效流体流动性可能更低,这可能导致弹性模量和含水饱和度之间出现非单调变化。同时,在水和超临界CO2部分饱和的多孔岩石中,对所提出的新模型进行了数值试验,讨论在无裂缝和存在裂缝的两种情况下,含裂缝储层部分饱和岩石中耦合的喷射流和斑块效应对粘弹性介质频变各向异性的影响及其变化规律。通过纵波模量、纵波速度以及各向异性参数的模拟观测结果,证实了本项目提出的新方法和新模型正确。最后,基于新模型,分析了裂缝储层参数对地震波频变特征的影响、反射PP波和PS波的频变AVAZ特性以及PP波频变反射系数与裂缝储层参数的关系;采用基于频变反射系数的MCMC(Markov Chain Monte Carlo随机反演)方法直接反演储层参数,结果表明:在缺失先验的储层参数信息时,反演结果的不确定性较强;当存在有效且足够的先验信息时,反演含水饱和度等储层参数的可靠性进一步提升。.发表23篇文章,3个发明专利,1个俄罗斯专利。.基于部分饱和岩石的粘弹性Chapman扩展新模型的正反演方法研究,将粘弹性介质各向异性与裂缝中流体流动参数联系起来,有利于提高对含裂缝储层部分饱和岩石的粘弹性频变地震各向异性的认识,及地震学与油藏工程的结合程度。
周期性流体饱和层状孔隙介质中地震频散、衰减与频变各向异性方法研究
  • 批准号:
    2023JJ30234
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    廖建平
  • 依托单位:
三维各向异性裂缝探测的纵波地震响应方法研究
  • 批准号:
    41874156
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    63.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    廖建平
  • 依托单位:
三维频率-空间域迭代法声波叠前全波形速度反演的关键问题研究
  • 批准号:
    41274126
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    廖建平
  • 依托单位:
国内基金
海外基金