地震岩石物理应用技术_李生杰
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砂岩种类 一般砂岩 粒径，mm 1~0.25 比面，cm2／cm3； <950
细砂岩 泥砂岩
0.25~0.1 0.1~0.01
950~2300 >2300
砂岩储层基本特征
岩石的构成
胶结物在岩石中的分布状况以及它们与碎屑颗粒的接触关系称为胶 结类型。它通常取决于胶结物的成分和含量的多少、沉积条件以及沉积 后的一系列变化等因素。胶结方式可分为基底胶结、孔隙胶结及接触胶 结
盆地
裂隙
油藏
系统
大陆架
晶体
原子/分子 结构
矿物颗
粒/孔隙
断裂
实际介质在不同程度上都具有非均质性。
岩石物理基本理论
岩石的弹性特征
岩石的应力与应变
对于实际介质如何恰
当描述介质连续性？ 采用太小极限尺度来定义 介质性质时，介质实际上
连续介质概念:
表现出非连续性特征。
确定样点平均密度时，选择的样点大小需远大于原子尺 度，就可以将样品密度看做为连续介质。
现有岩石物理
理论尚不能描述所 有类型岩石的物理 参数关系，利用岩 石物理模型进行岩 石物理参数预测其 结果中存在一定的 不确定性因素（多 解性）
主要介绍内容
地震岩石物理概况
砂岩储层基本特征 岩石物理基本理论
地震岩石物理应用技术
应用实例
砂岩储层基本特征
岩石的构成
岩石的自身结构（颗粒性质、孔隙特征、孔隙 流体及其性质）与弹性性质关系是地震岩石物理 研究的主要内容 岩石的孔隙大小与结构性质决定了地下油气储 层的工业价值。
影响因素 菱形排列 正方形排列 25.9% 47.6%
颗粒的分选性 分选越好，孔隙度也越大. 颗粒圆球度 颗粒越园，φ越大 .
岩石颗粒间胶结物的含量及胶结类型 • 胶结物含量越高，φ越小，所以说接触胶结 的φ>孔隙胶结的φ>基底胶结φ 油藏的埋藏深度 • 多孔介质的孔隙度υ总是随油层埋芷深度加深而减小。
砂岩储层基本特征
岩石的构成
砂岩储层基本特征
岩石的构成
岩石中粘土的分类 岩层中的粘土矿物按成因可分为两大类：一类为陆源粘土 矿物，它是与砂质同时沉积的粘土，常构成砂岩粒间的杂基 和泥质纹层，由于受搬运和沉积过程中的磨蚀，一般缺少良 好的晶形。另一类为自生粘土矿物，它是在沉积和成岩过程 中形成的，一般在分选好、陆源粘土少、渗透性好的孔隙性 储层砂岩中较发育，通常具有良好的晶形，其结晶程度与储
砂岩储层基本特征
岩石的构成
砂岩的结构是指构成砂岩的矿物颗粒的大小、形状 以及它们的空间组合。结构组分包括颗粒和填隙物，或 杂基和胶结物。 颗粒的结构特征： 粒度、堆积方式、磨圆度及表面特征
砂岩储层基本特征
岩石的构成
粒度
砂岩是由大小不同的各种颗粒组成。
岩石颗粒的大小称为粒度，用线性值和体积值表示， 体积值用同等体积的直径来表示 (单位：mm或μm)。 定义: 构成岩石的各种大小不同的颗 粒含量，用重量百分数表示。 分析方法: 常用的砂岩粒度组成分析方法有： A、筛析法(D>0.074mm) B、沉降法(0.0015<D<0.074mm)
地震岩石物理概况
岩石的渗透率 渗透性是表示砂岩在一定的压差下，允许流 体（油、气、水）通过的性能，岩石的渗透性直接 影响到油、气井的产量。
绝对渗透率 原生渗透率 渗透率 次生渗透率 液测渗透率 空气渗透率 相对渗透率
双重介质的渗透率
有效渗透率
地震岩石物理概况
岩石的渗透率
原生渗透率： 形成于岩石沉积与成岩过程的骨架 渗透率. 次生渗透率 : 岩石骨架后期经胶结、压实、溶蚀 及裂隙等改造作用形成。
的高压物理性质及油气相态变化规律）
ROCK PHYSICS
岩石骨架与孔隙压缩性质 岩石孔隙结构、孔渗变化特征与 声学参数关系 岩石骨架及孔隙流体力学性质
油储性质（孔、渗、饱） 饱和多相流体的物理性质 多相渗流机理 岩石的可压缩性质 地层评价
多孔岩石声学性质
岩石的电磁、放射性等 岩石声学特征影响因素
地震岩石物理概况
岩石的孔隙性 孔隙定义 有效孔隙度 • 指岩石的有效孔隙体积与岩石外观体积的比值.
e Vep Vf
流动孔隙度 • 指岩石中可以流动的孔隙体积与岩石外观体积的 Vmp 比值.
m
Vf
• 很显然:
a e m
地震岩石物理概况
岩石的孔隙性
颗粒的排列方式
1 6 1 cos 1 2 cos
地震反演参数的岩石物理分析
地震岩石物理概况
地震岩石物理学进展现状
地震岩石物理概况
地震岩石物理学进展现状
岩石物理理论与实验结果相互验证; 利用岩石物理模型根据已知测试结果 预测未知物理量(流体替换\横波速度预测\压力预测等)
地震岩石物理概况
地震岩石物理学进展现状
利用孔隙结构信息模拟岩心实验, 将岩石物理测试结果一般化,用于地震储层解释
地震岩石物理概况
岩石的孔隙性
孔隙结构
孔隙迂曲(曲折)度τ：它是用以描述孔隙 (通道）弯曲程度 的一个参数。迂曲度τ为流体质点实际流经的路程长度 l与 岩石外观长度L之比值，其值在1.2～2.5之间。 孔隙配位数：它是指每个孔道所连通的喉道数，一般砂岩配 位数介于2～15之间。
τ=l/L
地震岩石物理概况
S 2r 2 1 V 2r 2 a a
地震岩石物理概况
岩石的孔隙性
孔隙定义
总孔隙度: 指岩石的孔隙体积与岩石外观体积的比值, 常用百分数表示，记为υ
V p V f VV VV (1 ) Vf Vf Vf
绝对孔隙度
指岩石的总孔隙体积与岩石外观体积的比值 Vap a Vf
绝对渗透率： 完全饱和单相流体时岩石渗透率.
有效渗透率: 饱和多种流体时岩石渗透率。
地震岩石物理概况
岩石的渗透率
影响渗透率的因素
沉积作用 岩石骨架构成、岩石构造 岩石孔隙结构的影响 成岩作用 地层静压力的影响 胶结作用 溶蚀作用 构造作用与其它作用
地震岩石物理概况
岩石的渗透率
0.1~0.25
0.25~0.5
0.5~1
1~10
10~100
100~1000
>1000
筛析法、沉降法
砂岩储层基本特征
岩石的构成
曲线尖峰越高，表明该岩石以某一粒径颗粒为主，岩石粒度组
成越均匀；曲线尖峰越靠右，表明岩石颗粒越粗。反之亦然。
砂岩储层基本特征
岩石的构成
砂岩粒度的参数表示
为了定量分析粒度分布的均匀程度或特征，引入了粒度参 数：
地震岩石物理概况
岩石的孔隙性
孔隙类型
杂基内微孔隙：杂基内微孔隙主要指杂基沉积物在风化 时收缩形成的孔隙及粘土矿物重结晶的晶问孔隙。 晶体次生晶问孔隙 ：主要由石英结晶次生加大充填原生 孔隙后的残留孔隙。 纹理及层理缝：在具有层理和纹理构造的砂岩中，由于 不同砂层的岩性或颗粒排列方位的差异，沿纹理或层理 常有微缝隙。 裂缝孔隙：地应力作用形成微裂 缝。裂缝宽度一般平行于最小地 应力方向。砂岩储层中裂缝宽度 一般为零点几微米到几l微米。
地震岩石物理分析与储层预测技术
李生杰
中国石油大学（北京）
2012年5月
主要介绍内容
地震岩石物理概况
砂岩储层基本特征 岩石物理基本理论
地震岩石物理应用技术
应用实例
地震岩石物理概况
基本概念
地震岩石物理概况
基本概念
PETROPHYSICS
孔隙中流体性质（ 包括油、气、水
不均匀系数：：累积质量60 %和10%对应的颗粒直径之 比，不均匀系数在1-20之间。 分选系数 S ：累积质量 75 % 和 25% 对应的颗粒直径之 比的平方根，1-2.5分选好，2.5-4.5为中，大于4.5为差。 标准偏差 平均粒度
砂岩储层基本特征
岩石的构成
砂岩的砂粒越细，其比面越大，骨架分散程度越高。
层的孔隙发育程度有关。
地震岩石物理概况
岩石的构成
陆源粘土矿物的产状如图 所示，包括分散状基质、
絮状凝块、古老泥岩或同
期泥质岩块或团块、泥质 纹层及渗滤的残余物等。
在成岩压实过程中，粘土
颗粒变形并挤入岩石孔隙， 使砂岩的孔隙度减小。
地震岩石物理概况
岩石的构成
自生粘土矿物在砂岩孔隙中的产状可分为三种基本类 型，如图所示，即分散质点式、薄膜式和架桥式，它们对 储层渗透性有不同的影响。
地震岩石物理概况
岩石的孔隙性
粒间孔隙
岩石为颗粒支撑或杂基支撑，含少量胶结物，由颗粒围 成的孔隙称为粒间孔。是砂岩中最主要、最普遍的孔隙。 孔隙类型
砂粒的粒度、分选性、圆球度、接触方位、填充方式和 压实程度决定粒间孔隙的大小和形态。
以粒间孔为主的砂岩储层，其孔隙 大、喉道粗、连通性好，一般具有 较大的孔隙度 (大于 20％ )和渗透率 (大于100×10-3)。典型的粒间孔隙 的镜下形态如图所示。
地震岩石物理概况
岩石的孔隙性
溶蚀孔隙：溶蚀孔隙是由岩石中的碳酸盐 、长石、硫酸盐或其他可溶性成分溶蚀后 孔隙类型
形成的。
地震岩石物理概况
岩石的孔隙性
孔径：孔隙直径
喉道：孔孔隙结构
孔喉比：它是孔隙直径与喉道直径的比值。
2 d k B 3 ( )
孔隙度与渗透率及颗粒大小存在尺度相关性
地震岩石物理概况
岩石的渗透率
主要介绍内容
地震岩石物理概况
砂岩储层基本特征 岩石物理基本理论
地震岩石物理应用技术
应用实例
岩石物理基本理论
细砂岩 泥砂岩
0.25~0.1 0.1~0.01
950~2300 >2300
砂岩储层基本特征
岩石的构成
胶结物在岩石中的分布状况以及它们与碎屑颗粒的接触关系称为胶 结类型。它通常取决于胶结物的成分和含量的多少、沉积条件以及沉积 后的一系列变化等因素。胶结方式可分为基底胶结、孔隙胶结及接触胶 结
盆地
裂隙
油藏
系统
大陆架
晶体
原子/分子 结构
矿物颗
粒/孔隙
断裂
实际介质在不同程度上都具有非均质性。
岩石物理基本理论
岩石的弹性特征
岩石的应力与应变
对于实际介质如何恰
当描述介质连续性？ 采用太小极限尺度来定义 介质性质时，介质实际上
连续介质概念:
表现出非连续性特征。
确定样点平均密度时，选择的样点大小需远大于原子尺 度，就可以将样品密度看做为连续介质。
现有岩石物理
理论尚不能描述所 有类型岩石的物理 参数关系，利用岩 石物理模型进行岩 石物理参数预测其 结果中存在一定的 不确定性因素（多 解性）
主要介绍内容
地震岩石物理概况
砂岩储层基本特征 岩石物理基本理论
地震岩石物理应用技术
应用实例
砂岩储层基本特征
岩石的构成
岩石的自身结构（颗粒性质、孔隙特征、孔隙 流体及其性质）与弹性性质关系是地震岩石物理 研究的主要内容 岩石的孔隙大小与结构性质决定了地下油气储 层的工业价值。
影响因素 菱形排列 正方形排列 25.9% 47.6%
颗粒的分选性 分选越好，孔隙度也越大. 颗粒圆球度 颗粒越园，φ越大 .
岩石颗粒间胶结物的含量及胶结类型 • 胶结物含量越高，φ越小，所以说接触胶结 的φ>孔隙胶结的φ>基底胶结φ 油藏的埋藏深度 • 多孔介质的孔隙度υ总是随油层埋芷深度加深而减小。
砂岩储层基本特征
岩石的构成
砂岩储层基本特征
岩石的构成
岩石中粘土的分类 岩层中的粘土矿物按成因可分为两大类：一类为陆源粘土 矿物，它是与砂质同时沉积的粘土，常构成砂岩粒间的杂基 和泥质纹层，由于受搬运和沉积过程中的磨蚀，一般缺少良 好的晶形。另一类为自生粘土矿物，它是在沉积和成岩过程 中形成的，一般在分选好、陆源粘土少、渗透性好的孔隙性 储层砂岩中较发育，通常具有良好的晶形，其结晶程度与储
砂岩储层基本特征
岩石的构成
砂岩的结构是指构成砂岩的矿物颗粒的大小、形状 以及它们的空间组合。结构组分包括颗粒和填隙物，或 杂基和胶结物。 颗粒的结构特征： 粒度、堆积方式、磨圆度及表面特征
砂岩储层基本特征
岩石的构成
粒度
砂岩是由大小不同的各种颗粒组成。
岩石颗粒的大小称为粒度，用线性值和体积值表示， 体积值用同等体积的直径来表示 (单位：mm或μm)。 定义: 构成岩石的各种大小不同的颗 粒含量，用重量百分数表示。 分析方法: 常用的砂岩粒度组成分析方法有： A、筛析法(D>0.074mm) B、沉降法(0.0015<D<0.074mm)
地震岩石物理概况
岩石的渗透率 渗透性是表示砂岩在一定的压差下，允许流 体（油、气、水）通过的性能，岩石的渗透性直接 影响到油、气井的产量。
绝对渗透率 原生渗透率 渗透率 次生渗透率 液测渗透率 空气渗透率 相对渗透率
双重介质的渗透率
有效渗透率
地震岩石物理概况
岩石的渗透率
原生渗透率： 形成于岩石沉积与成岩过程的骨架 渗透率. 次生渗透率 : 岩石骨架后期经胶结、压实、溶蚀 及裂隙等改造作用形成。
的高压物理性质及油气相态变化规律）
ROCK PHYSICS
岩石骨架与孔隙压缩性质 岩石孔隙结构、孔渗变化特征与 声学参数关系 岩石骨架及孔隙流体力学性质
油储性质（孔、渗、饱） 饱和多相流体的物理性质 多相渗流机理 岩石的可压缩性质 地层评价
多孔岩石声学性质
岩石的电磁、放射性等 岩石声学特征影响因素
地震岩石物理概况
岩石的孔隙性 孔隙定义 有效孔隙度 • 指岩石的有效孔隙体积与岩石外观体积的比值.
e Vep Vf
流动孔隙度 • 指岩石中可以流动的孔隙体积与岩石外观体积的 Vmp 比值.
m
Vf
• 很显然:
a e m
地震岩石物理概况
岩石的孔隙性
颗粒的排列方式
1 6 1 cos 1 2 cos
地震反演参数的岩石物理分析
地震岩石物理概况
地震岩石物理学进展现状
地震岩石物理概况
地震岩石物理学进展现状
岩石物理理论与实验结果相互验证; 利用岩石物理模型根据已知测试结果 预测未知物理量(流体替换\横波速度预测\压力预测等)
地震岩石物理概况
地震岩石物理学进展现状
利用孔隙结构信息模拟岩心实验, 将岩石物理测试结果一般化,用于地震储层解释
地震岩石物理概况
岩石的孔隙性
孔隙结构
孔隙迂曲(曲折)度τ：它是用以描述孔隙 (通道）弯曲程度 的一个参数。迂曲度τ为流体质点实际流经的路程长度 l与 岩石外观长度L之比值，其值在1.2～2.5之间。 孔隙配位数：它是指每个孔道所连通的喉道数，一般砂岩配 位数介于2～15之间。
τ=l/L
地震岩石物理概况
S 2r 2 1 V 2r 2 a a
地震岩石物理概况
岩石的孔隙性
孔隙定义
总孔隙度: 指岩石的孔隙体积与岩石外观体积的比值, 常用百分数表示，记为υ
V p V f VV VV (1 ) Vf Vf Vf
绝对孔隙度
指岩石的总孔隙体积与岩石外观体积的比值 Vap a Vf
绝对渗透率： 完全饱和单相流体时岩石渗透率.
有效渗透率: 饱和多种流体时岩石渗透率。
地震岩石物理概况
岩石的渗透率
影响渗透率的因素
沉积作用 岩石骨架构成、岩石构造 岩石孔隙结构的影响 成岩作用 地层静压力的影响 胶结作用 溶蚀作用 构造作用与其它作用
地震岩石物理概况
岩石的渗透率
0.1~0.25
0.25~0.5
0.5~1
1~10
10~100
100~1000
>1000
筛析法、沉降法
砂岩储层基本特征
岩石的构成
曲线尖峰越高，表明该岩石以某一粒径颗粒为主，岩石粒度组
成越均匀；曲线尖峰越靠右，表明岩石颗粒越粗。反之亦然。
砂岩储层基本特征
岩石的构成
砂岩粒度的参数表示
为了定量分析粒度分布的均匀程度或特征，引入了粒度参 数：
地震岩石物理概况
岩石的孔隙性
孔隙类型
杂基内微孔隙：杂基内微孔隙主要指杂基沉积物在风化 时收缩形成的孔隙及粘土矿物重结晶的晶问孔隙。 晶体次生晶问孔隙 ：主要由石英结晶次生加大充填原生 孔隙后的残留孔隙。 纹理及层理缝：在具有层理和纹理构造的砂岩中，由于 不同砂层的岩性或颗粒排列方位的差异，沿纹理或层理 常有微缝隙。 裂缝孔隙：地应力作用形成微裂 缝。裂缝宽度一般平行于最小地 应力方向。砂岩储层中裂缝宽度 一般为零点几微米到几l微米。
地震岩石物理分析与储层预测技术
李生杰
中国石油大学（北京）
2012年5月
主要介绍内容
地震岩石物理概况
砂岩储层基本特征 岩石物理基本理论
地震岩石物理应用技术
应用实例
地震岩石物理概况
基本概念
地震岩石物理概况
基本概念
PETROPHYSICS
孔隙中流体性质（ 包括油、气、水
不均匀系数：：累积质量60 %和10%对应的颗粒直径之 比，不均匀系数在1-20之间。 分选系数 S ：累积质量 75 % 和 25% 对应的颗粒直径之 比的平方根，1-2.5分选好，2.5-4.5为中，大于4.5为差。 标准偏差 平均粒度
砂岩储层基本特征
岩石的构成
砂岩的砂粒越细，其比面越大，骨架分散程度越高。
层的孔隙发育程度有关。
地震岩石物理概况
岩石的构成
陆源粘土矿物的产状如图 所示，包括分散状基质、
絮状凝块、古老泥岩或同
期泥质岩块或团块、泥质 纹层及渗滤的残余物等。
在成岩压实过程中，粘土
颗粒变形并挤入岩石孔隙， 使砂岩的孔隙度减小。
地震岩石物理概况
岩石的构成
自生粘土矿物在砂岩孔隙中的产状可分为三种基本类 型，如图所示，即分散质点式、薄膜式和架桥式，它们对 储层渗透性有不同的影响。
地震岩石物理概况
岩石的孔隙性
粒间孔隙
岩石为颗粒支撑或杂基支撑，含少量胶结物，由颗粒围 成的孔隙称为粒间孔。是砂岩中最主要、最普遍的孔隙。 孔隙类型
砂粒的粒度、分选性、圆球度、接触方位、填充方式和 压实程度决定粒间孔隙的大小和形态。
以粒间孔为主的砂岩储层，其孔隙 大、喉道粗、连通性好，一般具有 较大的孔隙度 (大于 20％ )和渗透率 (大于100×10-3)。典型的粒间孔隙 的镜下形态如图所示。
地震岩石物理概况
岩石的孔隙性
溶蚀孔隙：溶蚀孔隙是由岩石中的碳酸盐 、长石、硫酸盐或其他可溶性成分溶蚀后 孔隙类型
形成的。
地震岩石物理概况
岩石的孔隙性
孔径：孔隙直径
喉道：孔孔隙结构
孔喉比：它是孔隙直径与喉道直径的比值。
2 d k B 3 ( )
孔隙度与渗透率及颗粒大小存在尺度相关性
地震岩石物理概况
岩石的渗透率
主要介绍内容
地震岩石物理概况
砂岩储层基本特征 岩石物理基本理论
地震岩石物理应用技术
应用实例
岩石物理基本理论
