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。 【关键词】：气层识别 多极子阵列声波 时频分析 纵横波速度比 频谱 衰减
【学位授予单位】：中国石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：P618.13;P631.81
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 前言9-18
• 1.1 研究目的及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-15
• 1.2.1 声波测井识别天然气层研究现状10-11
• 1.2.2 双相介质井孔声场正演研究现状11-13
• 1.2.3 时频分析应用技术研究现状13-15
• 1.3 研究内容及方法15-17
• 1.4 采取的技术路线17-18
• 第二章 双相孔隙地层多极子声波测井理论基础18-23
• 2.1 井孔中多极源激发的声波场18-19
• 2.2 井外孔隙地层多极声场解19-21
• 2.3 井壁边界条件21
• 2.4 频散方程和时域波形表达式21-23
• 第三章 天然气储层多极子声波测井响应数值模拟23-40
• 3.1 多极子阵列声波波形数值模拟及分析软件23-24
• 3.2 多极子阵列声波波形数值模拟24-29
• 3.2.1 典型水层数值模拟结果26
• 3.2.2 油层和气层数值模拟结果对比26-28
• 3.2.3 含气储层不同含气饱和度数值模拟结果28-29
• 3.3 多极子声波测井响应特征分析29-38
• 3.3.1 储层含气时全波波形特征分析29-33
• 3.3.2 储层含气时全波波形时频分布特征分析33-38
• 3.4 小结38-40
• 第四章 地层速度信息对天然气储层的评价40-48
• 4.1 时差提取方法简介40-41
• 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41-44
• 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41-42
• 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42-44
• 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44-46
• 4.4 孔隙度、渗透率固定，油层和气层的结果对比46-47
• 4.5 小结47-48
• 第五章 偶极子弯曲波频域特征对天然气储层的评价48-56
• 5.1 偶极子弯曲波频谱与含气关系分析48-54
• 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48-50
• 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50-54
• 5.2 偶极子弯曲波频谱与含油关系分析54-55
• 5.3 小结55-56
• 结论56-58
• 参考文献58-63
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果63-64
• 致谢64

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