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明老师找油49-对PetroPhysics和Rock Physics的一点理解

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发表于 2021-8-6 15:55:03 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 汤汤 于 2021-8-6 15:54 编辑

    前几天在群里各位专家讨论Petrophysics、Rock physics的中文确切含义,觉得概念有点混乱。比如有专家提到:“我一直是做测井解释,测井岩石物理应用的,后来突然有一天有人问我,是否做过rock physics?不好回答了。我想知道Rock physics 是不是可以理解为岩石物理信息在地震中应用,应用于流体预测,岩性反演?”通过专家们积极讨论,对这两个概念的理解加深了不少,这两天在琢磨这两个单词的过程中,有个想法,写出来请各位专家讨论。首先看一下斯坦福大学Gary Mavko对这两个词的定义:

    Petrophysics这个单词应该是Petro-(表示“石,岩”之意,表“含石油的”之意,如petroleum-石油)和physics(物理)的缩写,在石油勘探开发早期,因油在地下,故主要的物理的方法是用测井(最早只有SP和电测井,后来发展出放射性测井、声波测井等),来对储油层进行岩性、物性、含油性评价,那时候还很少关注非储层。

    Petrophysics这个词在国内基本就可以翻译成测井、或测井油藏评价、或油层物理。

    在油气勘探过程中会取上一些岩心,对岩石进行一些物理测量,非油气行业也会对地表露头岩石开展一些测量,这些测量可能更加关注岩石的各种模量,如体积模量、剪切模量、速度、密度等,这时用的一个词就是Rock(岩石)+ physics(物理),我猜测Rock physics最初应该是在实验室一路叫起来的,在土建工程等应用会很多。

    在油气行业,Rock physics应该是Amos Nur首先提出并发展的,从岩心波速测试开始,Amos Nur造这个词的目的就是为了强调弹性波相关的岩石性质。

    Rock physics在油气行业的应用应该是和地震相关的,Geophysics = Geo(地球)+ physics(物理),由于地震勘探是在地表通过炸药等震源激发地震波,波在地下介质反射到地面,检波器接收,来反映地下构造、储层及流体情况,根据斯奈尔定律,波的反射、投射、折射决定于上下波阻抗的差异,而波阻抗是速度和密度的乘积,故物探的人非常关心岩石的速度和密度,也就加速了Rockphysics技术在石油勘探领域的应用,从实验室测量岩心的速度、密度随埋深、压力、温度、岩性等的变化,到岩石物理模型建立和分析,因此Rock physics也被称作地震岩石物理。

    Petrophysics在研究时可应用信息会比较多,比如常规测井中我们会综合GR、NGR、SP、RT、Caliper来确定地下岩性,综合Den、CNL、DT等确定有效孔隙度、利用深中浅电阻率及DT等确定含油性、利用DT、SP、CMR等确定渗透性,并用岩心数据进行标定,在储层段研究还是很精细的,但这些研究在非储层往往就误差比较大,因为大家不关注非储层,比如在泥岩中经常看到泥质含量都是100%,而各种曲线表明泥岩内是有变化的,有差异的。也不关注泥岩内的孔隙度,也极少有岩心对其标定。
对地震勘探而言,由于地震波传播过程中,从地表到地下目的层各层岩石(无论是储层还是非储层)都对地震波有影响,所以常规Petrophysics评价的结果往往不能满足Rock physics研究的需求,需开展针对Rockphysics岩石物理需求的多井测井评价 Petrophysics。

    刚开始搞地震的时候,经常挂在嘴边的一句话是“岩心标定测井、测井标定地震”,总认为测井解释成果是经过标定的,都是对的,后来接触测井解释多了才发现,测井里面也有很多坑,(群里各位测井家们别往死里拍我)实际上不是测井家们不对,是目的不同而已,测井家们解释是针对油层的,油层的岩性、物性、含油性基本没问题,但非储层就未必了。

    如上图中3490m附近泥质含量为100%,也没有孔隙,从理论上讲这样的地层各种测井应该也是一致的,内部没有变化,但左面的各种实测曲线(如GR、RT、CNL、DT、DEN等)均表明内部变化还比较大。后续岩心实验及ECS测井也表明泥岩中有很多细的石英矿物组分。

另外需格外引起注意的是“多井一致性”问题:

1、Petrophysics测井解释为了精确解释每一个储层,经常是每一小段地层一套处理参数,无论是矿物骨架点,还是Rw,或者a/b/m/n,经常是精益求精,带来的副作用是全井参数不统一,但地震应用时Rock physics 和Geophysics要关注深浅层的绝对变化量,要求最好一套参数处理。

2、同时测井受井径垮塌扩径影响,会造成测井曲线失真,尤其是密度曲线影响最大,此时Petrophysics可以不用密度求解孔隙度,所受影响不大,他们也不会提供修正过的密度,但此密度在Rock physics 和Geophysics应用时就会带来天大麻烦,合成记录会变差,子波会提不准,直接影响储层预测结果。

3、还有一个常见问题是多井测井问题,很多地区勘探开发不是一帆风顺。时间跨度长,造成各井之间测井系列不同、再加上钻井速度不同、泥浆比重不同、浸泡时间不同等造成扩径差异等,虽然是同一个名字的测井曲线,也测的是同一套地层,但测量结果差异较大。


如图是鄂尔多斯盆地下石盒子组的一套地层,两口井离得不远,从黑圈指示的位置看出,两口井声波(蓝色曲线)很相似,但两口井密度(红色曲线)差异非常大,大家知道,鄂尔多斯整体是一个克拉通盆地,沉积非常稳定,照常理说,相距很近的两口井不应有如此大的差异,进一步分析井径曲线(最左边灰色填充区域)可以看到,左边井整体扩径严重,造成密度测量失真,这才是二者差异的主因。


    此时Petrophysics研究通常是不用密度曲线建立体积模型,也能得到一个不错的体积模型,不影响储层评价,但也不会对原始密度曲线进行修正。而Rock physics就遇到了问题,因为他要用速度(DT的倒数)和密度计算阻抗,导致这两口井阻抗差异巨大,工程师必须对密度进行坏井眼修正后才能使用。

    深入理解这些概念、理解数据的来源及可用性,我们才能在实际项目研究中绕过这些陷阱,降低研究风险,真正做到精细储层预测和研究,提高设计井的成功率。


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