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碳酸鹽巖層系地球物理勘探技術 版權信息
- ISBN：9787030719447
- 條形碼：9787030719447 ; 978-7-03-071944-7
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
碳酸鹽巖層系地球物理勘探技術 內容簡介
本書主要介紹以地震勘探為主的海相碳酸鹽巖地球物理勘探技術。全書共分五章，內容包括碳酸鹽巖油氣儲層概述、灰巖裸露區地震采集技術、碳酸鹽巖地層地震成像技術、碳酸鹽巖儲層模擬技術和碳酸鹽巖儲層地球物理預測技術。書中的內容主要來源于國家重大專項“海相碳酸鹽巖地球物理勘探技術”課題的研究成果。 本書優選的特點是在介紹相關知識的同時還增加了許多實際的工程應用實例，可供地震勘探科研人員及高等院校相關專業的師生閱讀參考。
碳酸鹽巖層系地球物理勘探技術 目錄
目錄
從書序
叢書前言
本書前言
**章概述1
**節碳酸鹽巖層系概況1
一、地表碳酸鹽巖分布1
二、中深層碳酸鹽巖分布2
三、碳酸鹽巖油氣田3
第二節碳酸鹽巖層系地球物理勘探概況5
一、全球碳酸鹽巖層系地球物理勘探概況5
二、中國碳酸鹽巖層系地球物理勘探概況6
第三節碳酸鹽巖地層地球物理特性7
一、碳酸鹽巖地層重、磁、電特性8
二、碳酸鹽巖地層地震波場特性8
參考文獻9
第二章灰巖裸露區地震采集技術11
**節灰巖裸露區的地震地質特征11
一、 南方灰巖裸露區地形地貌特征11
二、 南方灰巖裸露區地質構造特征14
第二節灰巖裸露區地震波激發、接收機理17
一、 灰巖類型及其適用的力學理論18
二、 灰巖介質地震波激發機理19
三、 灰巖裸露區地震波接收機理31
第三節灰巖裸露區地震采集技術措施37
一、 南方灰巖裸露區地震資料基本特征38
二、 精細近地表調查技術49
三、 灰巖裸露區地震激發工藝試驗52
四、灰巖裸露區地震波接收試驗58
五、灰巖裸露區二維寬線地震采集觀測系統61
六、 灰巖裸露區三維地震采集觀測系統65
第四節灰巖裸露區地震采集實例70
一、 灰巖裸露區二維寬線地震采集71
二、 灰巖裸露區寬方位三維地震采集83
三、 非常規油氣區寬方位高覆蓋三維地震采集93
參考文獻101
第三章碳酸鹽巖地層地震成像技術102
**節影響碳酸鹽巖地層地震成像因素分析103
一、波場能量與信噪比103
二、近地表因素與預處理105
三、速度建模精度的影響107
四、成像方法的適應性110
第二節碳酸鹽巖地層地震波速度建模方法117
一、近地表速度建模117
二、迭代速度建模123
三、全波形反演速度建模133
第三節地震成像方法及應用實例138
一、地震成像方法138
二、地震成像實例分析160
參考文獻168
第四章碳酸鹽巖儲層模擬技術170
**節碳酸鹽巖儲層典型地質模型170
一、碳酸鹽巖礁灘儲層地質模型170
二、碳酸鹽巖縫洞儲層地質模型172
第二節碳酸鹽巖儲層物理模擬174
一、模型選材與制作174
二、物理模型采集系統180
三、碳酸鹽巖儲層物理模擬及分析182
第三節碳酸鹽巖儲層數值模擬189
一、數值模擬方法189
二、碳酸鹽巖儲層數值模擬及特征分析208
參考文獻220
第五章碳酸鹽巖儲層地球物理預測技術221
**節裂縫儲層地球物理預測技術221
一、裂縫參數描述221
二、裂縫儲層地震響應特征224
三、裂縫儲層地震反演預測方法235
四、裂縫儲層地球物理預測實例分析247
第二節礁灘相儲層地球物理預測技術255
一、礁灘儲層巖石物理特征255
二、礁灘儲層地震響應特征269
三、礁灘儲層地球物理預測技術273
第三節碳酸鹽巖儲層流體地球物理識別技術284
一、碳酸鹽巖儲層含氣敏感性參數分析284
二、碳酸鹽巖儲層流體地球物理識別方法290
三、應用實例298
參考文獻304
從書序
叢書前言
本書前言
**章概述1
**節碳酸鹽巖層系概況1
一、地表碳酸鹽巖分布1
二、中深層碳酸鹽巖分布2
三、碳酸鹽巖油氣田3
第二節碳酸鹽巖層系地球物理勘探概況5
一、全球碳酸鹽巖層系地球物理勘探概況5
二、中國碳酸鹽巖層系地球物理勘探概況6
第三節碳酸鹽巖地層地球物理特性7
一、碳酸鹽巖地層重、磁、電特性8
二、碳酸鹽巖地層地震波場特性8
參考文獻9
第二章灰巖裸露區地震采集技術11
**節灰巖裸露區的地震地質特征11
一、 南方灰巖裸露區地形地貌特征11
二、 南方灰巖裸露區地質構造特征14
第二節灰巖裸露區地震波激發、接收機理17
一、 灰巖類型及其適用的力學理論18
二、 灰巖介質地震波激發機理19
三、 灰巖裸露區地震波接收機理31
第三節灰巖裸露區地震采集技術措施37
一、 南方灰巖裸露區地震資料基本特征38
二、 精細近地表調查技術49
三、 灰巖裸露區地震激發工藝試驗52
四、灰巖裸露區地震波接收試驗58
五、灰巖裸露區二維寬線地震采集觀測系統61
六、 灰巖裸露區三維地震采集觀測系統65
第四節灰巖裸露區地震采集實例70
一、 灰巖裸露區二維寬線地震采集71
二、 灰巖裸露區寬方位三維地震采集83
三、 非常規油氣區寬方位高覆蓋三維地震采集93
參考文獻101
第三章碳酸鹽巖地層地震成像技術102
**節影響碳酸鹽巖地層地震成像因素分析103
一、波場能量與信噪比103
二、近地表因素與預處理105
三、速度建模精度的影響107
四、成像方法的適應性110
第二節碳酸鹽巖地層地震波速度建模方法117
一、近地表速度建模117
二、迭代速度建模123
三、全波形反演速度建模133
第三節地震成像方法及應用實例138
一、地震成像方法138
二、地震成像實例分析160
參考文獻168
第四章碳酸鹽巖儲層模擬技術170
**節碳酸鹽巖儲層典型地質模型170
一、碳酸鹽巖礁灘儲層地質模型170
二、碳酸鹽巖縫洞儲層地質模型172
第二節碳酸鹽巖儲層物理模擬174
一、模型選材與制作174
二、物理模型采集系統180
三、碳酸鹽巖儲層物理模擬及分析182
第三節碳酸鹽巖儲層數值模擬189
一、數值模擬方法189
二、碳酸鹽巖儲層數值模擬及特征分析208
參考文獻220
第五章碳酸鹽巖儲層地球物理預測技術221
**節裂縫儲層地球物理預測技術221
一、裂縫參數描述221
二、裂縫儲層地震響應特征224
三、裂縫儲層地震反演預測方法235
四、裂縫儲層地球物理預測實例分析247
第二節礁灘相儲層地球物理預測技術255
一、礁灘儲層巖石物理特征255
二、礁灘儲層地震響應特征269
三、礁灘儲層地球物理預測技術273
第三節碳酸鹽巖儲層流體地球物理識別技術284
一、碳酸鹽巖儲層含氣敏感性參數分析284
二、碳酸鹽巖儲層流體地球物理識別方法290
三、應用實例298
參考文獻304
展開全部
碳酸鹽巖層系地球物理勘探技術 節選
**章概述 碳酸鹽巖是一種廣泛分布的生物-化學巖，具有三大特殊性：一是絕大多數碳酸鹽巖沉積于相對溫暖和清潔的淺水環境中；二是碳酸鹽巖成巖環境復雜，成巖過程復雜多變；三是碳酸鹽巖易溶、易裂、易碎。縱觀世界范圍內各個地質歷史時期碳酸鹽巖的發育狀況，可發現自中、新元古代以來，特別是自寒武紀以來，碳酸鹽巖發育有減少的趨勢，且穩定區比活動區碳酸鹽巖發育(馬永生和田海芹，1999)。 碳酸鹽巖儲集層是一類重要的油氣儲集層，碳酸鹽巖層系的油氣勘探是個長期的過程，國外碳酸鹽巖油氣勘探史已超過100年，但是近年來仍時有重大發現。目前，從碳酸鹽巖儲集層中發現的油氣儲量已接近世界油氣總儲量的一半，油氣產量則已達到世界油氣總產量的60%以上。在以上油氣儲量的探明和發現過程中，地球物理勘探方法和技術發揮著非常重要的作用。 地球物理勘探是根據物理現象對地質體或地質構造做出解釋推斷的結果，是一種間接的勘探方法，它是根據測量數據或所觀測的地球物理場來求解場源體的問題，具有多解性。常用的地球物理勘探方法主要包括重力勘探、磁法勘探、電法勘探和地震勘探四種方法，其利用的巖石物理性質分別是密度、磁導率、電導率和彈性。不同的礦物質具有不同的物理特性，不同物理特性在各地球物理勘探方法成果剖面上的反映不同，研究碳酸鹽巖地層的地球物理特性可以推動碳酸鹽巖地球物理勘探技術的發展。 **節碳酸鹽巖層系概況 碳酸鹽巖是形成于不同沉積環境中的碳酸鹽沉積物在后期的成巖環境中經歷復雜成巖作用的綜合產物，儲層埋深從數十米(到儲層或圈閉頂計算)至6000多米，主要集中于1000～4000m，大約72%的油氣田的儲層埋深小于3000m，1000m以內的約占10%，僅有11%的油氣田儲層埋深超過4000m(張寧寧等，2014)。 一、地表碳酸鹽巖分布 巖溶指未飽和的、含CO2的溶液溶解了碳酸鹽巖而形成的溶孔、溶洞和洞穴。這一古地貌區可認為是在近地表環境中形成，為表生成巖作用。油氣勘探成果表明，世界大型油氣盆地均發育有碳酸鹽巖古風化殼含油氣儲層(體)。據統計，其中有20%～30%與區域不整合面有關，暴露的碳酸鹽巖形成古巖溶儲層為油氣藏提供了有效的儲集場所(許效松和杜佰偉，2005)。 喀斯特即巖溶，是水對可溶性巖石進行以化學溶蝕作用為主，流水的沖蝕、潛蝕和崩塌等機械作用為輔的地質作用，以及由這些作用所產生的現象的總稱。中國喀斯特地貌分布廣泛，類型之多，為世界所罕見，主要集中在云貴高原和四川西南部。在中國，作為喀斯特地貌發育的物質基礎——碳酸鹽巖分布很廣。據不完全統計，其總面積達200萬km2，其中裸露的碳酸鹽類巖石約130萬km2，約占全國總面積的1/7。碳酸鹽巖在全國各省份均有分布，但以桂、黔和滇東部地區分布*廣。湘西、鄂西、川東、魯、晉等地，碳酸鹽巖分布的面積也比較廣。 二、中深層碳酸鹽巖分布 關于深層的定義，國際上沒有嚴格的標準，不同國家、不同機構對深層的定義并不相同。目前國際上大致將埋深大于4500m的油氣藏定義為深層油氣藏。2020年自然資源部發布的《石油天然氣儲量估算規范》將埋深3500～4500m定義為深層，大于4500m定義為超深層。基于東、西部地區地溫場的變化以及勘探實踐，我國東部地區一般將埋深介于3500～4500m定義為深層，將大于4500m定義為超深層；西部地區將埋深介于4500～5500m定義為深層，將大于5500m定義為超深層(趙文智等，2014)。 中國海相碳酸鹽巖層系多位于疊合沉積盆地的中深層，具有年代老、埋深大、成巖歷史漫長而復雜及儲集層類型齊全的特點。埋深較大的儲層主要為白云巖和超壓石灰巖，對于油藏而言，白云巖和石灰巖儲層的埋深分布基本一致；對于氣藏而言，埋深較大的儲層基本上為白云巖，這也說明白云巖相對于石灰巖更易維持高孔隙度(圖1.1)。 深層碳酸鹽巖是我國陸上油氣勘探發展的重要接替領域，加強對深層碳酸鹽巖的油氣地質研究與探索，對于實現我國油氣工業持續、穩定、健康發展具有十分重要的現實意義。 圖1.1碳酸鹽巖油氣田不同巖石類型的儲層埋深(張寧寧等，2014) 三、碳酸鹽巖油氣田 從全世界主要油氣田的統計資料看，碳酸鹽巖儲集層油氣藏約占60%。基于碳酸鹽巖特殊的成巖環境及其特有的物理化學性質，碳酸鹽巖的儲集孔隙空間與碎屑巖有很大的不同。碳酸鹽巖儲集層的物性主要受孔隙、洞穴及裂縫控制。孔隙和洞穴是儲存油氣的良好空間，而裂隙的發育又可以將孔隙、洞穴互相溝通起來，成為統一的孔隙-洞穴-裂縫系統，既可以儲存豐富的油氣，又可以造成便于油氣流動的高滲透帶。因此碳酸鹽巖儲集層形成的油氣田常常儲量大、產量高，容易形成大型油氣田(馬永生和田海芹，1999)。 國外海相碳酸鹽巖大油氣田分布有兩大顯著特點：①地層時代新，主要分布于侏羅紀、白堊紀與古近紀；②盆地類型以被動大陸邊緣盆地、陸陸碰撞邊緣盆地、大陸裂谷盆地為主，尤以被動大陸邊緣盆地的大油氣田數量與探明儲量*多，其次為陸陸碰撞邊緣盆地與大陸裂谷盆地。與國外中、新生代海相碳酸鹽巖大油氣田相比，中國古老碳酸鹽巖大油氣田*顯著的特點是儲量豐度低、分布面積大。我國海相碳酸鹽巖油氣田的儲量規模要小很多，且油氣藏類型也復雜很多，導致這種現象的主要原因是我國古老海相碳酸鹽巖油氣地質條件遠比國外復雜得多。一方面我國陸上海相碳酸鹽巖層系經歷了復雜的構造運動，造成生、儲、蓋等成藏地質條件和原始沉積相比有很大變化，尤為明顯的是*優生、儲、蓋條件的大陸邊緣沉積卷入變形或者遭受破壞，殘留保存較為完整的地層多屬于板塊內部克拉通盆地沉積，現今又多位于疊合盆地深層。另一方面，從生烴與成藏過程看，海相層系普遍經歷了多起生烴與多起成藏(汪澤成等，2013)。江懷友等(2008)從碳酸鹽巖資源現狀、碳酸鹽巖油氣資源勘探技術與方法、碳酸鹽巖油氣主要開發技術等3個方面對世界海相碳酸鹽巖油氣勘探開發的現狀進行研究。張寧寧等(2014)從碳酸鹽巖大油氣田分布特征、碳酸鹽巖儲層巖石特征及類型、碳酸鹽巖儲層埋深及圈閉類型、碳酸鹽巖大油氣田成藏的主要控制因素等方面對全球碳酸鹽巖大油氣田進行了深入研究。 (一)地 理 分 布 碳酸鹽巖儲層在前寒武紀至中新世均有發育，但時空分布呈現明顯的不均勻性。碳酸鹽巖儲層主要分布于北半球，如中東波斯灣盆地、墨西哥灣盆地、錫爾特盆地、西西伯利亞盆地、濱里海盆地、美國阿拉斯加北坡、二疊盆地和中國四川盆地及渤海灣盆地等；碳酸鹽巖和碎屑巖復合型儲層主要分布于東西伯利亞盆地、塔里木盆地、烏拉爾前陸盆地帶、威利斯頓盆地、阿爾伯塔盆地以及西非等地區(張寧寧等，2014)。 (二)層 系 分 布 據不完全統計(張寧寧等，2014)，截至2012年底，世界上共發現了1021個大型油氣田，其中碳酸鹽巖大油氣田321個。碳酸鹽巖儲層中油氣的分布，可以有效反映碳酸鹽巖儲層的分布。統計全球主要碳酸鹽巖大油氣田個數可發現，發育白堊系碳酸鹽巖儲層的油氣田個數*多，其數量占碳酸鹽巖大油氣田的29%，如圖1.2所示(張寧寧等，2014)。碳酸鹽巖儲層按巖性可分為白云巖及石灰巖兩大類。大型碳酸鹽巖油氣田中，寒武紀—奧陶紀及三疊紀碳酸鹽巖儲層均為白云巖儲層，白堊紀、古近紀—新近紀碳酸鹽巖儲層主要為石灰巖，如圖1.3所示(江懷友等，2008)。 圖1.2全球碳酸鹽巖油氣田層系分布(油氣田數目226個)(張寧寧等，2014) 圖1.3全球碳酸鹽巖油氣田層系與巖性(江懷友等，2008) 第二節碳酸鹽巖層系地球物理勘探概況 海相碳酸鹽巖油氣資源是十分重要的勘探領域。當前國際能源供需矛盾突出，能源安全日益成為各國關注的焦點，碳酸鹽巖勘探開發聚焦了世界的目光，主要大國出于經濟和政治利益的考慮，均加大了對碳酸鹽巖油氣勘探開發的投入。隨著油氣地質理論的發展和勘探技術水平的不斷提高，世界碳酸鹽巖勘探開發方興未艾。碳酸鹽巖油氣勘探方法有地質法、地球物理法、地球化學勘探法和鉆井法，其中地球物理法是油氣勘探中*常用的一種手段和方法，在油氣探明過程鏈中發揮著非常重要的作用。 碳酸鹽巖層系的油氣勘探是個長期的過程，國外碳酸鹽巖大油氣田的發現史已超過100年，但是近年來仍時有重大發現。中國海相碳酸鹽巖油氣勘探已有半個世紀，雖然發現了一些大油氣田，但其探明儲量仍然很低，探明率遠低于陸相盆地。這一方面與勘探投入低有關，但更主要的原因在于海相碳酸鹽巖油氣地質條件的復雜性。與陸相盆地和國外海相碳酸鹽巖盆地相比，中國海相碳酸鹽巖具有自己獨*的油氣地質條件，金之鈞(2005)對中國與國外海相碳酸鹽巖盆地油氣地質條件進行了對比(表1.1)。表1.1中國與國外海相碳酸鹽巖盆地油氣地質條件對比(金之鈞，2005)區域時代分布盆地類型烴源巖儲層時代巖性物性保存條件中國主要為古生代多旋回的疊合盆地有機碳高—低前新生代、古生代為主多樣，非均質性強好—差保存破壞分區性強國外主要為中、新生代原型盆地有機碳高，平均值為3.29%中、新生代為主灰巖，白云巖好保存條件好〖KH-*2〗一、全球碳酸鹽巖層系地球物理勘探概況 全球大油氣田的形成和分布規律一直是石油地質學家和油氣勘探家探索的熱點。碳酸鹽巖大油氣田是指以碳酸鹽巖為儲層且油氣可采儲量大于6849×104t油當量的油氣田(Michel，2003)。從全球來看，碳酸鹽巖儲層以其展布廣、厚度均一穩定、物性好而成為重要的產油儲層，全球碳酸鹽巖儲層油氣儲量約占油氣總儲量的40%，產量約占油氣總產量的60%(Roehl and Coquette，1985a，1985b)。從區域分布上看，中東地區石油產量約占全球產量的2/3，其中80%的含油層屬于碳酸鹽巖(Alsharhan and Nain，1997)；北美的碳酸鹽巖儲層中的石油產量約占北美整個石油產量的1/2(Wilson，1980a，1980b)。 據Halbouty的資料統計，世界313個大型碳酸鹽巖油氣田探明可采油氣總量1434.5×108t，其中石油約占52%，為750.1×108t，天然氣占48%，為684.4×108t油當量。張寧寧等(2014)對全球碳酸鹽巖大油氣田分布特征及其控制因素進行了細致研究，將碳酸鹽巖大油氣田類型分為生物礁類、顆粒灘類、白云巖類以及不整合與風化殼類等4種類型，世界上幾個典型碳酸鹽巖大油氣田類型示意圖見圖1.4。 圖1.4碳酸鹽巖大油氣田類型示意圖(張寧寧等，2014) 碳酸鹽巖的巖性變化大、儲集空間類型多、次生變化明顯、非均質性強，成巖作用的復雜性使碳酸鹽巖儲層的非均質性增強，其孔隙度和滲透率的分布難以預測。裂縫的分布規律復雜，所以碳酸鹽巖縫洞研究一直是國際性攻關難題。 二、中國碳酸鹽巖層系地球物理勘探概況 中國沉積盆地的油氣勘探有兩大層系：陸相沉積環境中形成的碎屑巖層系和海相沉積環境中形成的以碳酸鹽巖層系為主的海相地層。中國海相碳酸鹽巖的油氣勘探始于1958年的四川盆地川中石油會戰。20世紀90年代初，中國海相碳酸鹽巖油氣勘探日益成為各大石油公司和學者關注的熱點。這一方面是因為中國海相碳酸鹽巖沉積區分布面積大，油氣資源豐富，但勘探程度低，是現實的油氣資源接替領域；另一方面是因為中國海相碳酸鹽巖表現出的許多具有中國特色的油氣地質特征吸引了眾多學者從事該領域的研究(金之鈞，2005)。 與國外相比，中國碳酸鹽巖的勘探歷程有所不同，1977～2000年間中國碳酸鹽巖油氣田的探明儲量以巖溶風化殼為主，主要勘探以巖溶風化殼和臺緣帶礁灘體并重，如圖1.5所示(羅平等，2008)。 圖1.5中國海相碳酸鹽巖油氣勘探歷程(羅平等，2008) 中國南方碳酸鹽巖分布廣泛，具有巨大的油氣資源潛力和前景。
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