基于超声波实验研究压力及流体对致密岩石横波衰减特征的影响

• Published in: 应用地球物理（英文版） Vol. 21; no. 2; pp. 246 - 264
• Main Authors: 潘旭铭, 巴晶, 马汝鹏, 刘卫华, 程卫, José M.Carcione
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: National Institute of Oceanography and Applied Geophysics(OGS),Trieste,Italy 2024; 河海大学地球科学与工程学院,南京 211100%东北石油大学三亚海洋油气研究院,三亚 572000%中石化石油物探技术研究院有限公司,南京 211100%河海大学地球科学与工程学院,南京 211100
• Subjects: tight rock; rock physics experiment; 喷射流模型; confining pressure; 流体饱和度; S-wave attenuation; 致密岩石; 横波衰减; squirt flow model; 围压; 岩石物理实验; fluid saturation
• ISSN: 1672-7975
• DOI: 10.1007/s11770-024-1053-3

我国致密油气储层勘探前景广阔,开采价值高,但其储层岩石具有低孔、低渗、强非均质性等特征,建立储层波响应与岩石物性参数之间的联系仍面临挑战,针对致密储层波响应规律的研究有待深入开展.孔隙流体性质及围压会影响岩石的剪切模量及横波衰减,本文对部分饱和的8块致密岩石在不同围压条件下开展了超声波实验观测,采用谱比法估算岩石的横波衰减.结果显示,横波衰减随围压上升而下降,且饱水岩石的横波衰减大于饱油,饱气状态衰减最弱.气、水部分饱和岩石的测量结果中,岩石样本的横波衰减在中间含水饱和度达到峰值,此外,横波衰减随孔隙度、渗透率上升均有增大的趋势.基于实验测量的岩石物性参数,结合Voigt-Reuss-Hill(VRH)平均、微分等效介质模型和喷射流模型构建了致密岩石衰减模型,分析了不同围压条件下含流体岩石的衰减特征,结果显示,该模型可合理描述横波衰减特征.在完全饱和与部分饱和条件下,模型预测的横波衰减显示出明显的压力及流体敏感性.以样本TS1-19为例,在完全饱和、变围压条件下,模型预测的横波衰减峰值在11.6～69.5范围内,衰减峰值随着围压增大而降低,且峰值频率有向高频端移动的趋势.在部分饱和、围压30MPa条件下,模型预测的横波衰减峰值在15.5～39.8范围内,衰减峰值随着含水饱和度增大而增大,且峰值频率向低频端移动.对于所有样本,以30MPa围压为例,所预测的横波衰减在5.6～38.6范围内,其中在饱和条件下,模型预测横波衰减随着孔隙度增大而增大,随着围压增大而减小;在气水部分饱和条件下,随着含水饱和度的增大,基于模型及Voigt和Reuss边界法预测的横波衰减整体呈增大的趋势,而实验观测到的横波衰减在中间饱和度达到极大值.