地震岩石物理
如何利用岩石物理方法研究疏松砂岩
三湖地区疏松砂岩气藏地震检测方法研究 疏松砂岩气藏地震检测岩石物理理论三湖地区...藏研究比较薄弱,对寻 找到含有工业价值的天然气储层构成障碍,因此如何利用岩
❷ 岩石物理实验技术路线
1）采集实际油田区块岩石样品，或用实际砂样制成实验样品，对样品按回实际储层流体情况进行饱答和 流体处理；
2）在模拟目标区温度、压力条件下，实验测定样品的地震波速度、密度及变化规律，并确定有关弹 性参数；
3）在模拟目标区开采过程流体状态条件下，实验测定样品地震波速度及变化规律，并确定有关弹性 参数；
4）实验测定有关岩样的骨架结构的弹性性质，研究注水等过程对骨架性质的影响，确定岩石骨架性 质的可改变性对岩石地震性质的影响；
5）完善岩石物理理论和模型，分析流体和结构等因素对岩石弹性性质的影响；
6）应用实验研究数据以及岩石理论模型，综合分析各种因素对岩石性质的影响；分析实际储层时移 地震岩石物理特征，指导实际储层物性模型建模和有关的时移地震资料分析。
❸ 地震属性概述
地震属性是指由叠前或叠后地震数据，经过数学变换导出的有关地震波的几何形态、运动学特征、动力学特征和统计学特征的特殊度量值。通过各种算法来计算、分类、融合、分析及评价地震属性的技术即为地震属性提取技术。地震属性是来自地震数据的信息，这些信息既可直接度量，又可通过基于逻辑或实践的推理而得到。
长期以来，地震属性提取技术一直是地震特殊处理和解释的主要研究内容。从20世纪60年代的直接烃类检测、亮点技术，到70年代的瞬时属性或复数道分析、80年代的多属性分析，直至90年代的多维属性(如倾角、方位和相干等)分析，地震属性的发展经历了几起几落，目前，已逐渐走向成熟。在这方面，兰德马克图形公司的学者在“地震属性的过去、现在和未来”一文中对地震属性的发展历史和前景作了精辟的论述。随着数学、信息科学等领域新知识的引入，从地震数据中提取的地震属性越来越丰富，有关时间、振幅、频率、吸收衰减等方面的地震属性已多达60多种，新的属性还在不断涌现。人们除了仍按传统方法从频谱、自相关函数、复数道分析中提取属性外，近年来还采用分形、小波变换等方法从数据时窗中提取属性。大量新属性的出现，引起了多属性联合分析技术的发展(用模糊聚类、神经网络、序贯高斯、协方差等方法)，而地震属性的分类学又使这项技术上了一个新的台阶。
利用3D3C地震资料，开展三维全波地震属性提取及应用是近几年才开始出现的。进入21世纪，国际上大型石油公司如BP、Shell等和大型地球物理服务公司如CGGveritas、ION-Gxt、Schlumberger WesternGECO等，开始发表与多波多分量有关的属性提取及应用成果。3D多波多分量地震勘探能提供更多的与储层、裂缝、流体等有关的地震属性，因此是进行岩性油气藏和隐蔽油气藏勘探的一种非常有潜力的方法。利用多波多分量的走时、振幅、频率、横波分裂、岩石物理参数、各向异性系数(裂隙等的表征)等，可对储层的几何形态、储层品质、裂缝及流体性质等进行全面的研究，可以最大限度地消除利用单一纵波进行储层预测的非唯一性。
由于地震属性种类繁多、来源不同、分类复杂，为论述方便，按属性提取源数据的不同将地震属性分为纵波属性、多波属性两大类，同时对全波属性进行定义。
纵波属性(P-wave attrubite):指由纵波叠前或叠后地震数据，经过数学变换导出的有关地震波的形态学、运动学、动力学和统计学等特征的度量值。
横波属性(S-wave attrubite):指由横波叠前或叠后地震数据，经过数学变换导出的有关地震波的形态学、运动学、动力学和统计学等特征的度量值。
多波属性(Multi-wave attrubite):指由纵波，横波叠前、叠后数据，或纵横波联合的数据，经过数学变换导出的有关形态学、运行学、动力学和统计学等特征的度量值。
全波属性(Full-wave attrubite):是多波属性及多波联合衍生属性的统称，包含了纵波属性、横波属性、纵横波联合衍生属性及各种属性间的交会和融合产生的新属性。
❹ 典型井时移地震岩石物理分析
3.2.2.1 压力下降较多的井——A23井分析
根据动态数据的数字模拟，A23井能产生较大的压力下降，其数值模拟的结果如图3.2所示。根据这 种参数变化特征，进行了单因素和多因素的岩石物理分析。
图3.2 A23井的数值模拟结果图
（1）压力变化影响分析
参考数值模拟，压力变化如图3.3（左）所示。根据疏松砂岩压力－波速实验关系以及压实实验关系，利用声波测井曲线，计算了A23井中压力变化引起的波速变化如图3.3（中）和密度变化如图3.3（右），图中红色部分表示增加，绿色部分表示下降。从图上可以看出，储层的波速和密度变化是比较明显的，都表现为正的增加。
图3.3 A23井压力变化（左）及其压力变化引起的波速变化（中）和密度变化（右）
（2）含水饱和度变化影响分析
A23井不是注水井，其含水饱和度变化不大，相应的波速和密度变化也不大，如图3.4。
图3.4 A23井含水饱和度变化（左）及含水饱和度变化引起的波速变化（中）和密度变化（右）
（3）含气饱和度变化影响分析
由于压力下降过大，已经低过了石油的饱和压力，形成了石油脱气的现象。假定石油脱气产生的含 气饱和度从无到有的变化如图3.5（左）所示，计算可得到该含气饱和度变化所引起的速度vP的变化如图 3.5（中）和密度变化如图3.5（右）。从图中可以看出，波速vP和密度在含气饱和度增加时减小。
图3.5 含气饱和度变化（左）及该变化引起的波速vP变化（中）和密度变化（右）
（4）各种因素的综合影响分析
把上述3种单因素的影响进行叠加，就得到了波速和密度综合变化特征，如图3.6和图3.7所示。
图3.6 多种因素影响下A23井密度综合变化图
图3.7 多种因素影响下A23井波速综合变化图
从图3.6和图3.7可以看出，在较大的压力下降并同时有明显气体饱和度变化的影响下，A23井Ⅰ油 组上的中部以及Ⅰ油组下的上部，有明显的波速vP下降；密度的变化在Ⅰ油组上大部分不明显，Ⅰ油组下 表现为正的密度增加。
3.2.2.2 含水饱和度变化较大的井——A21井分析
A21井是注水井，在S油田所有注水井中，A21井是累注量最高的井。水驱油开发中有较多的含水 饱和度变化。动态数据的数值模拟结果如图3.8所示。
图3.8 A21井的数值模拟结果图
根据这种参数变化特征，进行了单因素和多因素的岩石物理分析。
（1）含水饱和度变化的影响分析
参考数值模拟结果，含水饱和度变化如图3.9（左）所示。根据疏松砂岩含水（含油）饱和度－波速 实验关系，利用声波测井曲线，计算了A21井中含水饱和度变化引起的波速vp变化图3.9（中）和密度 变化图3.9（右），图中红色部分表示增加，绿色部分表示下降。
图3.9 A21井含水饱和度变化（左）及其含水饱和度变化引起的波速变化（中）和密度变化（右）
从图3.9可以看出，储层的波速和密度变化都表现为正的增加。由于模型中饱和度变化量不超过 30％，所以波速vp的变化量并不显著，但岩石密度的变化是比较明显的。
（2）压力变化影响分析
根据数值模拟的结果，A21井在含水饱和度变化的同时，流体压力也发生变化，如图3.10所示。
图3.10 A21井压力变化（左）及其压力变化引起的波速变化（中）和密度变化（右）
对于这种压力的变化（图3.10，左），计算得到相应的波速变化（图3.10，中）和密度变化（图3.10，右），两者都显示为正的变化。
（3）含气饱和度变化的影响分析
根据数值模拟的结果，A21井在含水饱和度变化的同时，含气饱和度也有变化.图3.11（左）是一个 参考的含气饱和度变化输入，实际中含气饱和度的变化可能要远远小于该值。作为模型计算了该含气饱 和度变化所引起的波速vp的变化（图3.11，中）和密度变化（图3.11，右）。两者表现为负的变化，其 中波速变化比较明显，密度变化相对小些。
图3.11 参考含气饱和度变化（左）及该变化所引起的波速vp的变化（中）和密度变化（右）
（4）各种因素的综合影响分析
下面分析了各种因素的综合影响。
首先假定石油不脱气，没有气体饱和度变化，仅考虑含水饱和度变化与压力变化的综合影响。计算 结果如图3.12和图3.13所示。
从图3.12和图3.13可以看出，在水驱油产生较多含水饱和度变化和压力增加时，井的周围表现出比 较明显的波速正变化和密度正变化。这种含水饱和度和压力变化的组合对于注水井是有较大代表性的。
其次，考虑到压力下降太多，到了饱和压力以下，则必须同时考虑含气饱和度变化的影响。对于上 述的数模结果，计算得到含水饱和度、压力、含气饱和度的变化对A21井波速和密度的综合影响如图3.14 和图3.15。
图3.12 含水饱和度变化和压力变化对A21井的密度综合影响图
图3.13 含水饱和度变化和压力变化对A21井的波速综合影响图
图3.14 含水饱和度、压力以及含气饱和度变化对A21井的密度综合影响图
图3.15 含水饱和度、压力以及含气饱和度变化对A21井的波速综合影响图
从图3.14和图3.15可以看出，对于密度，含水饱和度的影响最大，压力和含气饱和度变化的影响大 致相当，由于两者的作用正好相反，因而大致相互抵消，总的变化量大致为含水饱和度的变化引起的密 度增量。
对于波速，气体的效应比较明显，它大致略超过压力和含水饱和度两者影响的总和，因此总的速度 变化表现是：在Ⅰ油组上顶部有小的负波速变化，在Ⅰ油组下波速变化也不明显，在底部有小的正增加。
显然对于注水井，要具体考虑实际变化模式。对于一般的注水井，压力变化在饱和压力之上时，一 般应表现为波速和密度的正变化，但如果压力比饱和压力低太多，导致较大的脱气，这时气体饱和度的 变化效应将大致能抵消或超过含水饱和度和压力变化效应的总和。
3.2.2.3 含气饱和度变化较大的井——B12井分析
根据动态数据的数字模拟，B12井由于压力下降较多，石油脱气导致较大的气体饱和度变化，其数值 模拟的结果如图3.16所示。
图3.16 B12井的数值模拟结果图
根据这种参数变化特征，在下面进行了单因素和多因素的岩石物理分析。
（1）含气饱和度变化的影响分析
参考数值模拟结果，含气饱和度变化如图3.17（左）所示。根据疏松砂岩含气饱和度－波速实验关系，利用声波测井曲线，计算了B12井中含气饱和度变化引起的纵波速度变化如图3.17（中）和密度变化如 图3.17（右），图中红色部分表示增加，绿色部分表示下降。
从图3.17可以看出，在Ⅰ油组上的中下部以及Ⅰ油组下的上部波速变化都表现为负增加。密度变化表 现为略有减少或不明显。
（2）B12井压力减小引起波速与密度变化分析
参考数值模拟结果，压力变化如图3.18（左）所示。根据疏松砂岩压力－波速的实验关系，利用声波 测井曲线，计算了B12井中压力变化引起的波速变化（图3.18，中）和密度变化（图3.18，右）。
图3.17 B12井含气饱和度变化（左）及该变化引起的波速变化（中）与密度变化（右）
图3.18 B12井压力变化（左）及该变化引起的波速变化（中）与密度变化（右）
对于压力的减少，B12井Ⅰ油组上中下部以及Ⅰ油组下的上部波速vP表现为明显的正变化，密度也表 现出略微增加的趋势。
（3）B12井含水饱和度增加引起波速与密度变化分析
参考数值模拟结果，含水饱和度变化如图3.19（左）所示，计算所得B12井中含水饱和度变化引起 的波速变化如图3.19（中）和密度变化如图3.19（右）。
图3.19 B12井含水饱和度变化（左）及该变化引起的波速变化（中）与密度变化（右）
根据数模的结果，B12井Ⅰ油组大部分含水饱和度变化不大，如图3.19（左）所示，以这样的一种含 水饱和度分布作为输入，B12井Ⅰ油组波速和密度受含水饱和度变化的影响不大。
（4）各种因素的综合影响分析
含气饱和度、压力以及含水饱和度变化对B12井纵波速度和密度的综合影响见图3.20和图3.21。
从图3.20和图3.21可以看出，对于波速，含气饱和度增加以及压力下降影响最大，含气饱和度变化 的影响比压力影响要大，两者作用相反，含水饱和度的变化影响最小。由于压力变化的影响不足以补偿 由于脱气导致的含气饱和度增加所所造成的效应，因此波速总的变化表现为负增长。这种变化主要发生 在Ⅰ油组上和Ⅰ油组下的上部。
对于密度，压力和含水饱和度变化引起的密度小量正变化略大于气体饱和度变化引起的负变化，因 此总体上密度的变化为较小的正值，主要在Ⅰ油组上的下部。
图3.20 含气饱和度、压力以及含水饱和度变化对B12波速变化的综合影响图
图3.21 含气饱和度、压力以及含水饱和度变化对B12密度变化的综合影响图
❺ 油层物理与岩石物理的区别
油层物理
研究油层物理性质的学科。是油藏工程学的基础科学，主要是采用实验室分析方法，通过分析岩心及油、气、水样或物理模型，研究储油气岩石的物理性质，流体在地层条件下的物化特性及物化过程(如相态和体积特性)，岩石系统与流体间的分子表面性质和作用，流体的驱替机制，油气采收率等。
岩石物理
岩石物理学是岩石和物理学之间的交叉边缘学科，它通过专门实验技术手段研究地壳和地幔，岩石在地球不同深度环境下（即不同温度、压力、流体含量等）原始（in situ)岩石物理性质、成分变化和地质构造特征，同时为地表地球物理探测成果的正确解释提供科学约束。 岩石物理学研究岩石物理性质之间的相互关系，具体地说，研究孔隙度，渗透率等是如何同地震波速度、电阻率、温度等参数相关联的
❻ 储层的岩石物理特征分析
用模式识别技术及测井参数与岩心的交会图、直方图等手段，通过对储层的成岩作用和物回性控制答因素，以及各种测井响应特征和机理的研究分析，总结储层的岩性、物性及含气性的变化规律，建立该区储层及含气性的地球物理响应特征及地震与测井参数之间的关系式和识别模式，为模型设计与反演提供科学依据与基础数据。
根据测井资料分析，研究区对岩性敏感的测井参数为：GR，CNL，DEN，LLD和SP等。根据对储集体岩性、物性和电性的分析，分别对各旋回地层进行测井-地震相关分析，发现对沉积旋回和岩性敏感的参数GR与CNL与波阻抗的相关性不一致，中子孔隙度与波阻抗的相关性要优于伽马曲线，反映沉积旋回和岩性最敏感的参数是GR曲线。中子孔隙度曲线和伽马曲线各有长处，仅使用单一的曲线难以达到理想的效果。较为可行的方法是根据测井参数的关系构造一条岩性指示曲线，它应当对岩性有良好的敏感度，又与波阻抗有一定的相关性。孔隙度与波阻抗呈良好的负相关，孔隙度增大时，含气饱和度增加，波阻抗降低。
❼ 岩石物性测试指什么
即岩石物理性质测试，主要包括：
一、密度
二、磁性：磁化率、抗磁化率、顺磁化率、变化率、剩余磁化强度等
三、电性：电阻率、各向异性、介电常数等
四、波速：弹性模量、地震波速等
五、温度：导热率、比热容、热扩散率等
六、放射性：放射性、铀含量等
❽ 当年李四光预言的四大地震是在哪四个省份
李四光预言了中国的4个有可能随时发生的地震地方：
1、河北省的唐山——邢台（已震）
公元1976年7月28日3点42分53.8秒，在河北省唐山发生了里氏7.8级地震，地震震中在唐山开平区越河乡，即：北纬39.6度，东经118.2度，震中烈度达11度，震源深度12公里。
2、新疆 （已震）
2017年08月09日07时27分52秒，在新疆博尔塔拉州精河县（北纬44.27度，东经82.89度）发生6.6级地震，震源深度11千米。截至2017年08月10日01时14分12秒已经发生了11次3级到4级不等的余震。
3、云南通海（已震）
通海大地震发生于1970年1月5日当地时间1时0分34秒，震中位于中国云南省通海县、峨山之间，震级为里氏7.8级，此次地震造成15621人死亡，受伤人数超过32431人。是中华人民共和国建国以来第三大地震。
4、山东郯城——日照或是连云港（未震）
严格来讲，李四光预言的是四大地震带，而不是具体的省份，它们分别是：东南部的台湾和福建沿海、华北的太行山沿线和京津唐地区、西南青藏高原和它边缘的四川及云南两省西部、西部的新疆及甘肃和宁夏。
(8)地震岩石物理扩展阅读：
地震预测研究，在世界和我国大约都是从20世纪五六十年代才开始的。我国自1966年邢台地震以来，广泛开展了地震预报的研究。经过40多年的努力，取得了一定进展，曾经不同程度的预报过一些破坏性地震。
例如，1975年，我国成功预报了2月4日发生于辽宁海城的7.3级强烈地震，并在震前果断地采取了预防措施，使这次地震的伤亡和损失大大减小。
但是，地震预测是世界公认的科学难题，在国内外都处于探索阶段。有关方法所观测到的各种可能与地震有关的现象，都呈现出极大的复杂性；科研人员所作出的预报，特别是短临预报，主要是经验性的。
我国地震预报的水平和现状可以概括为：
(1)对地震前兆现象有所了解，但远远没有达到规律性的认识；
(2)在一定条件下能够对某些类型的地震，作出一定程度的预报；
(3)对中长期预报有一定的认识，但短临预报成功率还很低。
网络-李四光
网络-地震预测
❾ 基于岩石物理模型分析
（1）流体效应分析
应用修正Hertz－Mindlin接触理论模型，分析地层水、稠油、轻油、气体的效应。
计算模型如下：
储层矿物为疏松的泥质石英砂层，泥质含量12％，孔隙度31％，有效压力16MPa，温度64℃。该体 系看作砂、泥质二元弹性体系，取砂的体积模量为39GPa和剪切模量33GPa；泥质体积模量20GPa和剪 切模量10GPa。有效的矿物体积模量35.864GPa，剪切模量28.051GPa，密度2.6416g/cm3。
流体数据：
原始地层水矿化度6000×10－6，密度1.0266g/cm3，体积模量2.553GPa；
稠油：气油比10，密度为0.909g/cm3，体积模量1.818GPa；
轻油：密度为0.7615g/cm3，体积模量1.126GPa；
气体：密度为0.1g/cm3，体积模量0.03GPa；
岩石骨架：体积模量2.58GPa，剪切模量3.03GPa；
表2.5 不同流体饱和时岩石波速变化
表2.5的数据显示，稠油接近于水的性质，而轻油接近于气体的性质。模型预测的数据与实验测定的 结果大致相当。
（2）水驱油过程分析
基于修正Hertz－Mindlin接触理论模型，对水驱稠油过程中疏松砂岩波速变化进行数值模拟计算。图 2.3除在高含油饱和度处计算结果略比实验数据低，总的变化特征基本吻合。说明在此采用的岩石物理模 型和算法基本能满足实际过程分析的要求。
（3）泡点附近流体属性变化对岩石地震波速的影响模拟分析
当流体压力变低到泡点压力以下后，由于有气体从油中逸出，岩石的波速将变小。稠油溶解有一定 量的气体，典型的气油比GOR为10。泡点压力在14～10MPa附近。从该油藏温压条件看，地层流体压 力16MPa，（开采等引起的）压力的波动在2～4MPa，温度64℃，波动2℃左右；显然油藏中部分稠油 可能处在泡点附近。对于小的压力波动（变小），可能会导致稠油进入泡点压力下的状态，部分气体从 稠油中逸出，孔隙中形成气—液两相流体状态，其结果将会引起储层地震波速改变。
应用岩石物理模型模拟计算这种变化特征。把该体系看做砂、泥质二元弹性体系，泥质含量18％，孔隙度32％，有效压力16MPa，温度25℃。取砂的体积模量为39GPa和剪切模量33GPa，密度为2.65g/ cm3；泥质体积模量20GPa和剪切模量10GPa；得到矿物的体积模量34.442GPa和剪切模量26.099GPa，密度为2.65g/cm3；油的密度为0.88g/cm3，体积模量1.91GPa；气的密度为0.138g/cm3，体积模量0.03GPa； 有效压力16MPa下，疏松砂岩的骨架体积模量为2.2GPa，剪切模量为2.65GPa。
图2.3 水驱稠油过程中疏松砂岩波速变化图
图2.4 岩石物理模型预测泡点附近疏松岩石地震波速变化特征
把上述参数作为输入，得到如图2.4模拟结果。从图2.4中可以看出岩石物理模型预测结果与测量值 大致一致。
❿ 喀斯特断裂及其充填物的岩石物理特征
12.2.2.1 喀斯特断裂充填物的岩石物理特征
浅表喀斯特溶洞（漏斗、盲河谷、溶蚀盆地等）基本上均充填有各种地质成因类型的大陆沉积物。但由于风化作用、河流冲刷等作用，使这些沉积物的粒度组分发生分选性变化，因此，充填物的物理性质各不相同，如表12.2.2所示。
表12.2.2 喀斯特溶洞充填物的岩石物理特征
地下较深部喀斯特溶洞充填物一般是：空气、水、冰、风化壳物质、溶洞壁和各种不同类型的再生沉积物。其电阻率、纵波速度、密度值变化列于表12.2.2。
12.2.2.2 探查和评价喀斯特作用的地球物理方法
探测岩溶最常用的电法有电阻率法、电磁法、自然电场法和探地雷达法等。电阻率法作为传统的电法在岩溶探测中被广泛使用。它具有较好的垂向分辨率，适合于浅部和深部溶洞的探测。
探地雷达作为一种较新的探测技术，近年来在岩溶地质调查中取得了很好的效果。美国和欧洲的一些国家已将其作为岩溶探测中一种必备的常规手段。该方法在高阻覆盖区，可非常准确地确定出地下溶洞的埋深、大小，并且具有很高的分辨率，该方法的局限性是受地表低阻层的影响甚大，低阻层的存在会大大降低其探测深度。
用于岩溶调查的地面地震方法包括地震折射法和高分辨率反射法。美国研究人员在方法试验研究的基础上提出了折射波形（Refracted Wave Form）和折射扇形排列（Refracted Fan Shooting）两种方法。它们本质上属于标准折射法在排列方式上的两种变种。
折射扇形排列法与折射波形法的区别是前者使用多个检波器排列成半圆形，各检波器至震源的距离均相等。这两种方法野外作业简便、快速，解释简单、成本较低。在美国佛罗里达州三个岩溶发育区的调查结果表明，它们对探测浅部的干溶洞效果颇佳，但探测深度不大。
钻孔地震成像（包括钻孔—地面和钻孔—钻孔等测量方式）也可有效地探测岩溶。该方法通过测量地震波，以成像的方式，可较准确地圈定出较深部和钻孔之间的溶洞，并可确定出溶洞内及其周围物质的物性参数和水文地质特征等。
重力测量广泛用于岩溶和洞穴等探测，尤其是微重力测量。西方国家的一些研究人员将微重力测量作为岩溶发育区普查和详查中的主要方法之一。实际野外测量时测网的布设取决于所研究的洞穴特征，目的是使被探测对象能够明显地分辨出来。用重力法探测溶洞，无论溶洞是空的还是被物质所充填，其密度一般比围岩的密度要低，故在重力剖面上溶洞的位置与重力低相对应。重力测量的缺点是干扰因素较多，如地形的起伏等。
莫斯科地质勘探学院曾在莫斯科、卡卢加和其他地区利用氢射气测量进行了大比例尺岩溶区调查，取得了良好的效果。射气测量的浓度低值异常与岩溶发育特征对应。