天然气储层多极子声波测井响应特征数值模拟研究

摘要

对天然气储层的准确识别、评价是天然气储集层勘探开发的重要环节。本文通过建立双相介质孔隙地层多极子井孔声场数值模型,系统研究气层多极子阵列声波测井响应特征,提取对气层敏感的参数,以进行气层的识别和评价,据此形成一套迅速、准确识别天然气储层的多极子阵列声波识别方法。
　　 根据井孔声场理论建立双相介质孔隙地层多极子井孔声场数值模型,模拟各种地质条件下多极源激发的阵列声波。分析全波各组分波纵波、横波、模式波对气层的测井响应特征；利用时频分析技术来提取声波全波中的信息,将时间域和频率域有效地结合起来,通过时频分析对信号开窗,可以得到各个谱分量的时间局域化的信息。采用时间-频率谱图,可以清晰、直观显示不同含气饱和度下全波各组分波在一定的时间、频率下能量的变化,以提取气层的敏感响应。
　　 声波的速度信息是识别气层的有效手段。纵横波速度比识别气层存在一定的适用范围,通过模拟不同孔隙度、渗透率及含气饱和度条件下的阵列声波测井响应,提取纵横波速度比的响应特征,以确定其在不同环境下的适用性。通过与油层的对比,确定其在气层响应的特殊性,为快速直观的多极子阵列声波识别气层和定量计算打下基础。
　　 偶极子弯曲波的频谱信息也可作为识别气层的着手点。通过数值模拟的阵列声波偶极子弯曲波频谱的提取,分析不同孔渗条件,不同含气条件下,偶极子弯曲波各组参数对气层的响应特征,寻找其中对气层有特殊响应的敏感参数,确定各个参数在不同环境下的适用性,并以此作为定性识别气层的标准。
　　 本文的研究和探索为定性识别天然气储层提供了新的思路和方法。

目录

文摘

英文文摘

第一章 前言

1.1 研究目的及意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 声波测井识别天然气层研究现状

1.2.2 双相介质井孔声场正演研究现状

1.2.3 时频分析应用技术研究现状

1.3 研究内容及方法

1.4 采取的技术路线

第二章 双相孔隙地层多极子声波测井理论基础

2.1 井孔中多极源激发的声波场

2.2 井外孔隙地层多极声场解

2.3 井壁边界条件

2.4 频散方程和时域波形表达式

第三章 天然气储层多极子声波测井响应数值模拟

3.1 多极子阵列卢波波形数值模拟及分析软件

3.2 多极子阵列声波波形数值模拟

3.2.1 典型水层数值模拟结果

3.2.2 油层和气层数值模拟结果对比

3.2.3 含气储层不同含气饱和度数值模拟结果

3.3 多极子声波测井响应特征分析

3.3.1 储层含气时全波波形特征分析

3.3.2 储层含气时全波波形时频分布特征分析

3.4 小结

第四章 地层速度信息对天然气储层的评价

4.1 时差提取方法简介

4.2 不同渗透率条件下纵横波速度比与含气饱和度关系分析

4.2.1 低孔低渗条件下纵横波速度比与含气饱和度关系分析

4.2.2 高孔高渗条件下纵横波速度比与含气饱和度关系分析

4.3 不同孔隙度条件下纵横波速度比与含气饱和度关系分析

4.4 孔隙度、渗透率固定,油层和气层的结果对比

4.5 小结

第五章 偶极子弯曲波频域特征对天然气储层的评价

5.1 偶极子弯曲波频谱与含气关系分析

5.1.1 低孔低渗条件下偶极子弯曲波频谱与含气饱和度关系

5.1.2 高孔高渗条件下偶极子弯曲波频谱与含气饱和度关系

5.2 偶极子弯曲波频谱与含油关系分析

5.3 小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间取得的学术成果

致谢