6 油气藏地球物理监测的基础及其方法探讨.docVIP

油气藏地球物理监测的基础及其方法探讨　　摘要油气藏地球物理监测是近几年来发展起来的现代油气藏管理的重要方法，依据Gassn 洲理论，从理论和实验两方面描述了油气藏地球物理监测的可行性，指出四维地震法和井中重力测量法为当前油气藏地球物理监测的主要方法。重点介绍了四维地震油气藏的以高度重复性、高信噪比和高分辨率为标准的“三高”资料采集方法；以归一化处理为重点的资料处理方法和以地震属性分析为重点的资料解释方法。同时从模型正演和实际应用上说明了相应方法所取得的效果和应用前景。关键词　油气藏监测　　四维地震　　井中重力测量　　地震属性　　用地球物理方法动态监测油气藏是80年代以来发展起来的一项新技术。该项技术以四维地震勘探为代表，通过不同开采阶段地球物理测量数据的差异，结合其它形式的依时信息，监测油气藏各种界面及其压力、温度、流体运移方式及波及面积等参数的变化，达到调整油气开发方案，提高采收率的目的。　　随着石油勘探程度的不断提高，发现一个新的油田越来越困难，勘探投资也越来越大，从90年代以来，西方各石油公司都将老油区的挖潜摆在更加重要的位置，从而使油气藏地球物理监测技术得到了空前的发展。常规的油气藏管理中，地震信息只是一次性地参与管理，而新的油气藏管理模式中反复利用地震信息，特别是依时信息。利用这种油气藏管理模式已经在不少地区取得了显著的效果。相对而言，国内这方面的研究则刚刚起步。1　油气藏地球物理监测的理论基础　　油气藏地球物理监测主要是监测流体的流动。在驱替期间，由于岩石与孔隙流体之间的相互作用引起开采流体动力学和运动学特征的变化，所有这些变化的综合效应在给定的物理分辨率范围内存在差异时，就能利用地球物理方法监测到。因此，油气藏地球物理监测的实施要考虑储层特点、流体性质和资料质量。　1.1　Gassmann理论　　Gassmann理论描述了低频地震波在流体饱和的孔隙性固体中的传播，假定骨架是由单一固体物质所组成的，流体和骨架一起运动。骨架的体积模量为kd，流体的体积模量为kf,干岩石的体积模量为ks，孔隙度为φ，则岩石的体积模量k表示为： 　　对于多相介质，kf可由下式计算： 　　式中：kw，ko，kg分别为水、油、气的体积模量;sw，so 。分别为水和油的饱和度，纵横波速度分别为: 　　式中：ρ为岩石密度；μ为切变模量。一般说，岩石密度10为饱和度的线性函数： 式中：ρw，ρo，ρg和ρm分别表示水，油、气和骨架的密度。　　以上各式说明，不同储层(介质、孔隙度和流体饱和度不同)，纵横波速度不同，利用不同时期纵横波速度的差异可监测油气藏的变化。　1.2　理论基础的实验依据　　油气藏在开采过程中，压力系统、温度、流体饱和度等参数都将发生变化，这些变化不同程度地引起地震波速度的变化，众多的专家学者对此作了大量的实验，取得了以下几点认识：　　1.2.1　波速与温度的关系　　油气藏在热采过程中，温度的变化引起地震波速度的变化，未固结油饱和砂岩中波速度随温度的升高显著降低，含油饱和度为100％时，温度由25增加到120，纵波速度降低22％ ～40％ ，而盐水饱和时，波速几乎不受温度的影响。　　原油受热后速度降低的主要原因是，原油在低温条件下表现为弹性或近弹性体，温度的升高，原油热解产生天然气，使含气饱和度升高，使流体孔隙压力增大，同时可能产生热裂隙等。　　速度随温度变化的幅度与含油饱和度和原油物性(密度、粘度)均有关。　　原油的密度和粘度越大，速度降低越明显，砂岩固结程度越差，速度随温度升高而降低的幅度越大。　　1.2.2　波速与压力的关系　　各种介质的驱替采油都将改变孔隙压力和围压系统，这种压力的改变将引起地震波速度的变化。　　在注水开采中，随着水的注入，孔隙压力增加，油藏中的波速随之降低，其次，由于水的压缩系数比大多数天然油气的压缩系数低，水取代油之后，速度有增加的趋势。　　1.2.3　波速与水饱和度的关系　　用大庆油田砂岩岩样测定的波速随水饱和度之间的关系表明，当水饱和度较低(小于6o％)时，纵波速度接近于岩石的速度，当水饱和度超过6o％时，波速随水饱和度的增加而急剧增加，纵波增加的最大幅度可达32％，而横波速度与水饱和度无关。2　油气藏地球物理监测基本方法　　从前面讨论看出，油气藏在开采过程中，储层密度和波速均发生了变化，波速的变化可用地震法检测出来，密度的变化在理论上讲可用重力测量检测。因此，地震法和重力法可成为油气藏地球物理监测的基本方法。　2.1　地震法　　随着油气藏开采的不断深入，油气藏的流体饱和度、孔隙压力、流体运移方向都将发生变化，不同时期观测的地震资料属性也将发生变化，利用这种属性差异来反演地层参数的变化，达到油气藏监测的目