将岩石物理和地质物理分析方法整合应用于澳大利亚西北大陆架Scarborough油田的储层表征工作

《Journal of African Earth Sciences》：Integration of petrophysical and rock physics analysis to reservoir characterization in the Scarborough Field, Northwest Shelf, Australia

【字体：大中小】 时间：2026年05月10日 来源：Journal of African Earth Sciences 2.2

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　　艾哈迈德·巴克里（Ahmed Bakry）| 卡马尔·亚辛（Qamar Yasin）| 阿什拉夫·贡尼米（Ashraf Ghoneimi）| 穆罕默德·纳比赫（Muhammad Nabih）中国大庆市东北石油大学大陆页岩油国家重点实验室，邮编163318摘要岩石物理和岩石物理学分

艾哈迈德·巴克里（Ahmed Bakry）| 卡马尔·亚辛（Qamar Yasin）| 阿什拉夫·贡尼米（Ashraf Ghoneimi）| 穆罕默德·纳比赫（Muhammad Nabih）

中国大庆市东北石油大学大陆页岩油国家重点实验室，邮编163318

摘要

岩石物理和岩石物理学分析方法是表征碳氢化合物储层岩性和流体含量的有效方法。本研究的主要目的是区分不同的岩相和流体类型，以帮助预测澳大利亚西北部斯卡伯勒（Scarborough）地区的潜在碳氢化合物聚集情况。所应用的分析方法包括伽马射线、密度、中子和电阻率测井等技术。为了明确研究目标，利用测井数据估算了关键的岩石物理参数，如页岩含量、有效孔隙度、流体饱和度和储层净产层厚度。通过密度、压缩波和剪切波速度测井数据进行岩石物理分析。同时分析了P波阻抗与泊松比（Lambda-Rho和Mu-Rho）之间的关系，以及P波阻抗与压缩波速度与剪切波速度之比的关系。考虑到用于对数据点进行颜色编码的页岩体积和深度电阻率的影响，这些剖面图能够有效区分不同的岩性并突出流体敏感的属性。结果表明，Lambda-Rho与Mu-Rho之间的剖面图在区分储层内的流体类型方面更为有效。速度比（Vp/Vs）是区分岩性的可靠指标，而Lambda-Rho和泊松比对流体变化具有很强的敏感性。

引言

储层特征分析是碳氢化合物勘探和生产中的关键工具，它为油田开发的每个阶段的关键决策提供了依据（Seyyedattar等，2020；Esiri等，2024；Qunhu等，2026）。计算页岩体积、孔隙度、流体饱和度、岩石类型和地质力学参数等基本属性，可以更准确地评估储层的储藏能力和潜在生产力（Malozyomov等，2023）。这些信息对于确定最佳井位和预测性能以制定有效的储层管理计划至关重要（Holanda等，2018）。最终，全面的储层特征分析是降低勘探风险、最大化碳氢化合物回收率以及确保石油和天然气项目经济可行性的基础（Khalili和Ahmadi，2023）。

岩石物理学分析是地质物理解释中的基础工具，它将岩性组成、孔隙流体和储层岩石的地质力学性质联系起来（Odegaard和Avseth，2004）。此外，如Avseth等（2005）所讨论的，岩石物理学建模为理解和表征地下储层性质提供了严格的定量框架。它使得岩石物理参数与地震响应相结合，从而提高了解释的可靠性（Assefa等，2003；Golyan，2012）。岩石物理属性的交叉图分析是一种强大的可视化和技术诊断方法，用于识别岩石性质（如有效孔隙度和流体饱和度）的趋势和异常（Castagna和Swan，1997）。通过将多种岩石属性相互绘制，可以形成不同的群体，对应于特定的岩性或流体类型（Ogbamikhumi等，2018）。这种方法在准确表征储层和选择合适的地震反演技术以增强地下成像方面起着关键作用。

澳大利亚西北大陆架的北卡纳冯盆地（North Carnarvon Basin，简称NCB）主要以天然气资源而闻名，尽管在深度超过500米的深水区域也存在一些小规模的油田。最近的重大碳氢化合物发现使其成为全球油气勘探的关键区域（Glenton等，2013；Paumard等，2019a，Paumard等，2019b；Riera等，2023）。斯卡伯勒天然气区位于NCB内（图1）。NCB跨越古生代至现代时期，是一个广阔的海上盆地，从丹皮尔群岛（Dampier Archipelago）延伸到默奇森生物区（Murchison bioregion）（Feng等，2020；Odoh等，2024）。NCB是澳大利亚主要的油气生产区之一。该地区具有复杂的地质历史，包括广泛的拉伸、大规模抬升和侵蚀作用。盆地由深层沉积区、较浅的高原、较小的子盆地和大陆架组成。在更广泛的NCB范围内，丹皮尔（Dampier）、埃克斯茅斯（Exmouth）和巴罗（Barrow）子盆地是主要的油气勘探区域（Elders等，2019）。

斯卡伯勒油田（Scarborough field）于1979年发现，位于西澳大利亚NCB海域285公里处，水深900至1000米（图1）。储层岩石为早白垩世的浊积砂岩，形成于深海扇状沉积环境。这些砂岩最初是由巴罗群（Barrow Group）的河流和三角洲系统沉积形成的（Sutton等，2013；Paumard等，2019a，Paumard等，2019b）。该储层具有三级扇状沉积序列：高品质的含气下扇单元位于较贫瘠的中扇和上扇单元之上。主要岩石类型为富石英的中等到细粒砂岩，孔隙度超过30%，渗透率在数百到数千毫达西之间。背景岩性包括泥岩和粉砂岩。

章节摘要

地质环境

NCB的主要沉积盆地包括多个向西南方向延伸的盆地，如巴罗（Barrow）、埃克斯茅斯（Exmouth）、比格尔（Beagle）和丹皮尔（Dampier）子盆地。早三叠世的洛克器页岩（Locker Shale）是埃克斯茅斯高原的主要源岩（Smith，2014；Paumard等，2019a，Paumard等，2019b）。主要储层是巴罗三角洲（Barrow Delta）内的穆恩加鲁组（Mungaroo Formation）的河口-三角洲沉积物，形成于早白垩世（Marshall和Lang，2013）。裂谷作用之后，盆地的...

数据集和方法论

本研究对三口井进行了岩石物理和岩石物理学分析：Scarborough-2、Scarborough-4和Scarborough-5。每口井的测井数据包括伽马射线（GR）、电阻率（RLA5）、密度（RHOZ）、中子（NPHI）、压缩波和剪切波速度信息。这些数据被处理以得出岩石物理性质、弹性参数和岩石物理属性。计算结果包括页岩体积、有效孔隙度、流体饱和度等参数。

结果

Scarborough-2、Scarborough-4和Scarborough-5井的测井数据及解释的气体分布分别显示在图4、图5和图6中。这三口井均发现了巴罗群（Barrow Group）储层砂岩，涵盖了上层和下层扇状沉积体。测井数据被用于计算关键岩石物理参数，包括页岩体积（Vsh）、有效孔隙度（PHIE）、流体饱和度（Sw）和净产层厚度。

伽马射线（GR）测井能够有效区分...

储层结构和沉积控制因素

三口井的岩石物理和岩石物理学结果共同揭示了巴罗群储层系统的异质性。上层和下层扇状沉积体之间砂层厚度、净产层厚度和页岩体积的差异与深海扇状系统预测的地层结构一致，其中砂体和夹层页岩单元导致了强烈的侧向和垂直异质性。类似的沉积模式也被观察到...

结论

本研究评估了基于岩石物理学的交叉图分析在区分巴罗群储层岩性和流体类型方面的可靠性，以及其在未钻探区域进行地震尺度预测的适用性。通过结合来自三口井的岩石物理分析和弹性参数，结果表明岩石物理模板为表征下层扇状沉积体提供了有效的预测性框架。研究结果表明...

资金来源

作者们未接受任何特定资金支持来完成这项工作。

CRediT作者贡献声明

艾哈迈德·巴克里（Ahmed Bakry）：概念设计、研究方法、软件开发、验证、数据可视化、初稿撰写、审阅与编辑。卡马尔·亚辛（Qamar Yasin）：概念设计、研究方法、监督、撰写、审阅与编辑。阿什拉夫·贡尼米（Ashraf Ghoneimi）：数据分析、验证、撰写、审阅与编辑。穆罕默德·纳比赫（Muhammad Nabih）：正式分析、数据可视化、撰写、审阅与编辑。

利益冲突声明

本发明与您当前的工作没有直接或间接的财务或非财务利益关系。

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