基于碳酸盐岩裂缝岩石物理模型的横波速度和各向异性参数预测_张广智
基于全方位OVT地震数据的各向异性裂缝预测技术在迪北致密砂岩研究中的应用

基于全方位OVT地震数据的各向异性裂缝预测技术在迪北致密砂岩研究中的应用熊兴银;杨茂智;许建洋;李涛【摘要】介绍了致密砂岩气藏各向异性裂缝预测原理,以迪北地区为例,通过对全方位OVT地震数据进行偏移距和方位角的优选叠加,得到覆盖次数和振幅能量等都较为均匀的分方位数据体,在此基础上,利用P波频率衰减属性的各向异性特征,开展了研究区侏罗系阿合组致密砂岩裂缝分布特征的预测.综合区域断裂特征、区域应力场特征和高精度成像测井资料分析认为,裂缝预测与实际地质情况吻合,显示了该技术能为该区的油气勘探开发提供有效支撑.【期刊名称】《石油地质与工程》【年(卷),期】2016(030)001【总页数】4页(P65-68)【关键词】塔里木盆地;迪北地区;地震数据处理;裂缝预测;致密砂岩【作者】熊兴银;杨茂智;许建洋;李涛【作者单位】西安石油大学,陕西西安710000;中国石油东方地球物理公司研究院;西安石油大学,陕西西安710000;中国石油东方地球物理公司研究院;中国石油东方地球物理公司研究院;中国石油东方地球物理公司【正文语种】中文【中图分类】P631对于致密砂岩气藏来讲,找到了具备成藏规模的裂缝型储层发育区就等同于找到了致密砂岩气藏,因此裂缝型储层的预测对于致密砂岩气藏的勘探和开发具有十分重要的意义[1]。
利用地震手段预测裂缝型储层的技术主要有:多场信息预测技术[2]、分方位地震属性各向异性裂缝预测技术[3]、多分量与各向异性检测技术[4-5]、裂缝边缘检测技术及裂缝非线性预测技术[6]、AVA裂缝检查技术等[7]。
自2000年以来,对裂缝型储层预测的迫切需求推动了裂缝预测技术的快速发展,尤其是在对小尺度裂缝的预测方面,以分方位地震属性各向异性裂缝预测技术为主的裂缝预测技术得到了快速发展和完善。
同时也推动了三维地震采集从窄方位采集向宽方位[8]和全方位采集发展[9],相应的处理技术从常规分方位处理向OVT域处理发展。
一种碳酸盐岩储层横波速度估算方法

一种碳酸盐岩储层横波速度估算方法刘欣欣1 ,印兴耀1 ,张 峰2( 1. 中国石油大学 地球科学与技术学院,山东 青岛 266580; 2. 中国石油大学 地球物理与信息工程学院,北京 102249)摘要: 根据岩石物理理论,使用相关岩石物理模型分别计算岩石基质、干燥岩石骨架以及饱和岩石的弹性模量,进而计算碳酸盐岩储层的横波速度。
基于碳酸盐岩孔隙的形状和连通性,将孔隙划分为孔洞、粒间孔隙、裂隙及泥质孔 隙四种类型,对应地分别计算各类孔隙的纵横比和孔隙度,确定碳酸盐岩储层孔隙微结构参数。
提出基于自适应遗 传算法的矿物组分弹性模量计算方法,使用实测纵波速度作为约束条件反演求取岩石矿物组分的体积模量和剪切 模量,确定碳酸盐岩储层的岩性参数。
将该横波速度计算方法用于实际研究区的测井资料,取得了较好的效果,证 明了方法的有效性,为复杂碳酸盐岩储层预测提供了有利的帮助。
关键词: 地球物理勘探; 油气储层; 岩性; 碳酸盐岩储层; 横波速度; 矿物组分弹性模量; 孔隙微结构; 遗传算法 中图分类号: P 631. 4文献标志码: AS-wave v e l oc i t y e s t i m a t i o n method in c a r b o na te r e s e r v o irLIU X i n -x i n 1,YIN X i ng -ya o 1,ZHA NG Feng2( 1. Sc h oo l of Geo s c i e n ce s in C h i na Un i ver s i ty of P etro l e um ,Q i ngda o 266580,C h i na ;2. Co ll e g e of Geop h y s i c s and I n fo r ma t i o n Eng i n eer i ng in C h i na Un i ver s i ty of P etro l e um ,Be i j i ng 102249,C h i na )Ab st r a c t : Based on rock physics theory ,the elastic modulus of rock matrix ,rock frame and the velocities of saturated car - bonate rocks were ca l cu l a t ed . Considering pore shape and connectivity ,pores of carbonate rocks were divided into four t ypes : vugs ,interparticle pores ,cracks and shale p o res . The aspect ratio and porosity of each pore type were ca l cu l a t ed . An i n v er - sion method based on adaptive genetic algorithm was pr o p o sed . The bulk and shear modulus of mineral components were i n - versed using measured P -w a v e velocities as a c o ns t ra i n t . Based on this description of mineral compositions and pore m i cr o - s t ruc t ure ,S -w a v e velocities were calculated using Patchy saturation mo de l . The S -w a v e velocity estimation method was ap - plied to actual logging data ,and the favorable results were o b t a i ned . The method can provide benefit for complex carb o na t e reservoir pred i c t i o n .K e y wo r d s : geophysical pr o spec t i ng ; petroleum reser vo i rs ; m o du l us ; pore m i cr o s t ruc t ure ; genetic algorithmli t h o l o gy ; carbonate reser vo i r ; S -w a v e v e l o c i t y ; mineral e l as t i c 段,许多学者通过岩石物理试验和分析建立了多种经验关系[3-4]及理论模型[5-7]。
基于碳酸盐岩裂缝岩石物理模型的横波速度和各向异性参数预测

基于碳酸盐岩裂缝岩石物理模型的横波速度和各向异性参数预测碳酸盐岩是一种常见的沉积岩,在地质勘探和地质工程中具有重要的应用价值。
了解碳酸盐岩的物理特性对于有效地预测地下构造以及进行油气勘探和地质工程设计具有重要意义。
在碳酸盐岩中,裂缝是一种常见的构造特征,对其造成的各向异性进行研究有助于了解岩石的力学性质和岩石构造。
碳酸盐岩中的裂缝对横波速度和各向异性参数的预测有着重要的影响。
首先,裂缝对横波速度的影响可通过理论模型进行预测。
一般情况下,裂缝的存在会增加岩石的孔隙度和有效应力,从而导致横波速度的降低。
根据裂缝的形态和排列情况,可以建立基于裂缝模型的横波速度预测模型。
常见的模型包括裂缝体积密度模型和水动力模型等。
这些模型通过考虑裂缝的体积和流体压力等因素,来预测横波速度的变化。
其次,裂缝对岩石的各向异性参数也具有显著的影响。
各向异性参数是描述岩石在不同方向上物理性质差异的指标,对地震波传播和地下介质特征的研究具有重要意义。
在碳酸盐岩中,裂缝的存在会导致岩石各向异性的增加。
裂缝的形态和排列情况,以及岩石内部的地应力状态等因素都会影响各向异性参数的变化。
基于裂缝模型的各向异性参数预测模型考虑了裂缝的几何形态和地应力等因素,通过数值模拟和实验验证,可以预测不同方向上各向异性参数的变化规律。
综上所述,基于碳酸盐岩裂缝岩石物理模型的横波速度和各向异性参数预测,可通过建立裂缝体积密度模型和水动力模型等来推导横波速度的变化规律。
同时,需要考虑裂缝的形态和排列情况,以及岩石内部的地应力状态等因素对各向异性参数的影响。
这对于有效地预测碳酸盐岩的物理性质,了解地下构造以及进行油气勘探和地质工程设计具有重要意义。
碳酸盐岩储层横波速度估算

( 4 )计算饱和岩石模量 ,得到纵、横 波速度。为了充分考
向异性,结合 K u s t e r - T o k s 6 z模 型 ,E s h e l b y C h e n g模 型 以及 虑裂缝孔 隙的影响 ,通过孔隙结构的分析 ,按照是否存 在裂 缝 B r o w n和 K o r r i n g a( 1 9 7 5 )提 出的各 向异性流体替换模型,对 ( 考虑横向各向同性)分为两种情况讨论 : 碳 酸盐岩的弹性 性质进行预测 ,并估算碳酸盐岩储层的纵波速 ① 不存 在裂缝 ,按照 Y i n等 人提出的改进 的 X u . Wh i t e模
度 、横 波速 度 。 型 ( 2 0 1 1 )方 法 进 行 计 算 。
方法
② 存在裂缝 ,将裂缝各 向异性 的影响加入讨论。
各向异性等效介质模型的建立 i 首先 ,将除 了缝隙 以外的孔 隙和基质 ( 等效介质 1 ) 看 碳 酸盐岩中,裂缝 的存在可能导致各 向异性 ,需要建立各 作 是 等 效 介 质 2; 向异性的等效介质模 型。 i i 利用 Ku s t e r - T o k s 6 z 模 型和微 分等效 介质 理论 ( DE M) , B r o w n和 Ko r r i n g a 推 导 的各 向异性 岩石 流体 替换公 式是 计算等效介质 2 的模量 ; 岩石 中另外 的孔 隙类 型一一裂 缝, 由 Ga s s ma n n公式的各 向异性形式 。在 低频 时,可 以先求干 燥空 于会 引起各 向异性 ,单独列 出 ; 腔 的等效模 量 ,再 用低 频 B r o n. w Ko r r i n g a理论 来往 裂缝加 入 i i i 针对碳酸 盐岩 情况,这里只考虑裂缝 引起 的各 向异性 , 流体 。例如 ,通 过 E s h e l b y . C h e n g模 型可以计算各 向异性 岩石 采 用 E s h e l b y . C h e n g模 型 计 算 . 干岩石 . 骨架弹性矩阵 ; 的千岩 石骨架模 量 。E s h e l b y . C h e n g模 型假设低裂 缝含量但 可 i v进行 各 向异性流 体替 换,使用 B r o w n . K o mn g a各 向异 以适 用 于 任 意 高 宽 比 。 性流体 替换公式 ,计算饱和岩石 的弹性矩阵 ; 碳酸盐岩孔隙系统 分析 v利用横 向各 向同性介质速度公式 , 计算岩石 的纵波速度 、
富有机质泥页岩岩石物理横波速度预测方法研究

富有机质泥页岩岩石物理横波速度预测方法研究张秉铭;刘致水;刘俊州;包乾宗;折向毅;夏红敏;刘兰锋【摘要】许多实际测井资料中缺失横波速度数据,给叠前地震资料反演、脆性因子计算、应力分析和储层预测等带来不利影响.关于碎屑岩和碳酸盐岩的横波速度预测方法已日趋成熟,而关于富有机质泥页岩的横波速度预测方法的研究相对较少.基于Keys-Xu干岩石模型,引入Gassmann方程和Brown-Korringa固体替代等岩石物理理论,构建了一种包含多矿物、复杂孔隙和有机质含量的富有机质泥页岩岩石物理横波速度预测方法.该方法将富有机质泥页岩等效为由岩石基质矿物、有机质和含流体孔隙组成的混合物,将岩石中复杂的孔隙结构等效为球形孔隙与裂缝状孔隙组合的结构;利用纵波速度计算球形孔隙与裂缝状孔隙的体积分数,进而预测横波速度.将该方法应用于实验室测试数据和建南构造侏罗系下统自流井组东岳庙段富有机质泥页岩实际测井资料,预测的横波速度与实测的横波速度吻合度较高,表明该方法在预测富有机质泥页岩横波速度时适用且有效.【期刊名称】《石油物探》【年(卷),期】2018(057)005【总页数】10页(P658-667)【关键词】Keys-Xu模型;富有机质泥页岩;复杂孔隙结构;复杂岩性;横波速度预测【作者】张秉铭;刘致水;刘俊州;包乾宗;折向毅;夏红敏;刘兰锋【作者单位】中国石油化工股份有限公司油田勘探开发事业部,北京100728;长安大学地质工程与测绘学院,陕西西安710064;中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院,北京100083;长安大学地质工程与测绘学院,陕西西安710064;西北有色勘测工程公司,陕西西安710000;中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院,北京100083;中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院,北京100083【正文语种】中文【中图分类】P631横波测井速度是叠前地震资料反演、脆性因子计算、应力分析、储层预测的基础数据之一[1-4]。
基于各向异性岩石物理的缝隙流体因子AVAZ反演

基于各向异性岩石物理的缝隙流体因子AVAZ反演陈怀震;印兴耀;高成国;张广智;陈娇娇【摘要】裂缝型储层表现出较强的各向异性特征.缝隙中充填不同流体时,裂缝储层的地震响应特征也不相同.本文从各向异性岩石物理模型出发,引入可有效识别缝隙流体的指示因子,并研究缝隙充填流体类型、饱和度以及缝隙纵横比与流体因子的相互关系,进而分析不同流体充填时介质的地震响应特征,并基于AVAZ反演方法估测缝隙流体指示因子.首先对缝隙流体因子的敏感性进行了分析,讨论当缝隙充填不同流体时,缝隙流体因子值的变化特征,同时研究了不同流体类型充填时裂缝储层反射系数随方位角和入射角的变化特征.某工区测井数据和复杂裂缝模型应用表明,基于各向异性岩石物理的缝隙流体因子AVAZ反演方法合理、可靠,且具有良好的抗噪性,即当对合成地震记录添加信噪比不小于1/2的随机噪声时,利用AVAZ反演方法估测所得流体因子值与真实值仍然吻合较好.【期刊名称】《地球物理学报》【年(卷),期】2014(057)003【总页数】11页(P968-978)【关键词】裂缝;流体因子;岩石物理;方位角道集;各向异性;叠前反演【作者】陈怀震;印兴耀;高成国;张广智;陈娇娇【作者单位】中国石油大学(华东)地球科学与技术学院,青岛266555;中国石油大学(华东)地球科学与技术学院,青岛266555;新疆油田勘探开发研究院,新疆克拉玛依834000;中国石油大学(华东)地球科学与技术学院,青岛266555;中国石油大学(华东)地球科学与技术学院,青岛266555【正文语种】中文【中图分类】P6311 引言裂缝储层的预测和缝隙流体的识别成为当前研究的重点(张春贺等,2011;孔丽云等,2012;彭真明等,2008).而裂缝岩石物理模型可以将储层缝隙特征、流体充填类型与地震响应较好地联系起来,为储层反演和流体识别奠定了基础.随着宽方位地震采集和处理技术的发展,对地震数据的振幅解释也越来越深入(李凡异等,2012;曲寿利等,2012;尹志恒等,2012).大量研究表明,裂缝储层表现出较强的各向异性,其地震反射系数随入射角和方位角的变化(AVAZ)特征明显,因此基于AVAZ特征分析的裂缝储层反演和缝隙流体预测工作也越来越受关注.针对裂缝岩石物理模型建立和缝隙流体识别工作,国内外地球物理学家们做了大量探索.Xu等(1999)对碳酸盐岩孔隙类型进行了研究,并且提出碳酸盐岩岩石物理模型的构建流程.Kumar和Han(2005)致力于碳酸盐岩孔隙度和孔隙纵横比的定量分析,实现了碳酸盐岩孔隙的合理划分.Xu和Payne(2009)讨论了碳酸盐岩的弹性性质,对比了碎屑岩和碳酸盐岩的纵横波速度特征,并对碳酸盐岩横波速度进行了预测.Hudson(1980)提出了薄硬币形状的微小裂隙的岩石物理理论,Schoenberg(1980)构建了大尺度裂缝线性滑动模型.Bakulin等(2000)将Hudson模型和Shoenberg模型结合起来,分析缝隙充填物对各向异性参数的影响.Mallick等(1998)最先利用地震方位角道集数据进行弹性参数反演;Bachrach等(2009)对裂缝储层进行了重构,提出AVAZ反演估测裂缝储层参数的方法;Downton等(2010)基于Schoenberg线性滑动模型进行了岩石物理参数的反演.张广智等(2012)研究了各向异性AVO特征,并对裂缝弹性参数叠前反演方法进行了试算.Neut等(2007)分析缝隙流体对储层各向异性AVO梯度的影响,初步提出缝隙流体因子反演方法.Shaw和Sen(2006)利用AVOA地震数据估算垂直裂缝介质的流体因子.Chen等(2012)依照岩石物理分析,结合各向同性流体识别方法,对各向异性储层流体识别进行了初探.本文结合线性滑动模型,选择有效的缝隙流体指示因子,并研究流体因子与缝隙孔隙度、缝隙纵横比、缝隙流体类型和饱和度之间关系.完成了基于裂缝岩石物理模型的储层反射系数近似公式和缝隙流体因子的AVAZ反演方法的理论推导,并利用工区实际测井数据和复杂裂缝模型对AVAZ缝隙流体因子反演方法进行试算,取得了较好效果.2 基本原理2.1 裂缝介质刚度矩阵基于弱各向异性理论,具有水平对称轴的高角度裂缝介质弹性系数矩阵C可以描述为各向同性背景系数矩阵Ciso与各向异性扰动Cani之和:其中,C、Ciso以及Cani 分别为λ和μ是不含裂隙岩石的拉梅参数,ΔN和ΔT是Schoenberg线性滑动理论中的裂缝正向差值和切向差值,数值变化为0~1.Hsu和Schoenberg(1993)研究了裂缝正向差值ΔN和切向差值ΔT与裂缝柔度系数KN和KT之间的关系:从上式可知,ΔN和ΔT独立地与裂缝柔度系数有关,不存在相关性.2.2 缝隙流体指示因子Schoenberg和Sayers(1995)提出KN/KT可以用来指示缝隙流体.根据方程(2)可得其中,正差值和切差值与缝隙参数(裂缝纵横比,裂缝密度)以及充填物的相互关系如下:式中,k′和μ′是缝隙中充填物的体积模量和剪切模量,a是裂隙纵横比,e为裂缝密度.建立裂缝储层模型,分别讨论缝隙流体指示因子KN/KT与裂缝纵横比a、裂缝密度以及缝隙充填物之间的关系,缝隙充填流体(油、气、水)的弹性参数(体积模量K、剪切模量μ)以及背景介质的弹性参数(纵波速度α、横波速度β、密度ρ)如表1所示.表1 缝隙充填流体与背景介质的相关参数Tabel 1 Parameters of fracture filled fluid and background media缝隙充填物油气水背景介质K/GPa 1.02 0.00013 2.25—μ/GPa 0 0 0—α/(m·s-1)β/(m·s-1)ρ/(g·cm-3)4630 2440 2.43图1为不同裂缝纵横比a,不同裂缝密度e和不同流体充填时KN/KT的变化.图1a为不同流体充填时,流体指示因子KN/KT与裂隙纵横比a之间的相互关系,图中可以发现当缝隙含气时流体指示因子随裂缝纵横比的变化较为明显.图1b为当缝隙充填油水时,不同含水饱和度和不同裂缝密度下流体因子值,可以看出油水混合时流体因子值较小,趋近于0;图1c和1d代表水气混合和油气混合、不同流体饱和度和不同裂缝密度时流体因子值变化特征,可以看出两种情况下的流体因子值均较大,而且缝隙含气时流体因子的变化特征基本相同.图1验证了KN/KT可以作为缝隙中充填流体类型的指示参数.因此,推导出包含流体信息的裂缝储层反射系数近似公式,在已知叠前地震数据信息的前提下,结合测井信息,即可实现裂缝储层流体因子的AVAZ反演.2.3 基于流体因子参数的裂缝介质反射系数从弹性系数矩阵C出发,根据各向异性参数和γ的定义,结合Schoenberg线性滑动模型得到各向异性参数和裂缝差值之间的关系:依照弱各向异性理论分别对进行线性化:Ruger(1996)详细研究了HTI介质反射特征,并推导了HTI介质的反射系数近似公式:式中.其中,θ为入射角,φ为方位角,α、β分别为纵、横波速度,ρ为密度,Δα/¯α是纵波反射系数,Δδ(V),Δε(V)和Δγ为上下两层各向异性参数差值. 将方程(7)、(8)和(9)带入方程(10),同时基于弱各向异性近似理论,将HTI介质反射系数RPP(θ,φ)可表示为各向同性背景反射系数和各向异性部分扰动相加的近似形式:其中,分别代表上下两层的正向差值和切向差值.假定现有不同方位角φ1和φ2的叠前角度道集,当入射角θ小于30°时,可舍掉sin2θtan2θ,两者反射系数差值为上式描述了裂缝正向差值ΔN和切向差值ΔT与裂缝介质反射系数RPP(θ,φ)之间的关系,将地震记录和裂缝岩石物理有效地联合起来.通过地震记录AVAZ反演求解裂缝正向差值ΔN和切向差值ΔT,利用方程(3)可求得缝隙流体因子值.2.4 含流体裂缝储层地震响应特征表2 含不同流体裂缝介质模型(Shaw and Sen,2006)Table 2 Fractured medium with fluid of different types(Shaw and Sen,2006)介质ρ/(g·cm-3)α/(m·s-1)β/(m·s-1)ΔNΔT各向同性2.21 2170 1200 0 0垂直裂缝储层(a)缝隙含气(b)油水部分充填(c)油水完全充填2.0 2000 1000 0.15 0.10 0.03 0.10 0.00 0.15从图2可以看出,当缝隙含气,部分充填油水和完全充填油水时,其反射系数随入射角和方位角的变化特征具有较大差别.因此通过分析储层的AVAZ特征,进而实现储层缝隙流体的AVAZ反演.2.5 流体因子AVAZ反演本文通过求解不同方位的地震反射系数,从而实现正向差值ΔN和切向差值ΔT的反演,进而求取流体指示因子.不同入射角时,方程(12)可以改写为矩阵形式:图1 流体指示因子KN/KT与裂缝纵横比α、裂缝密度及缝隙流体之间的关系(SW、SO分别为含水饱和度和含油饱和度)Fig.1 Fluid factor variation with fracture aspect ratio,fracture density and filled fluid type图2 不同流体充填裂缝介质的反射系数特征(a)缝隙含气;(b)缝隙部分含油水;(c)完全充填.Fig.2 Reflection coefficient variation with incidence and azimuth angle(a)Gas filled;(b)Partially filled;(c)Fluid filled.假定,当添加随机噪声N时,未知数X可以利用反复迭代最小二乘方法进行求解:3 数据试算3.1 缝隙流体因子计算和分析选取某碳酸盐岩裂缝发育工区A井数据进行缝隙流体指示因子的试算.A井纵波速度α,横波速度β,密度ρ以及各向异性参数δ(V),ε(V)和γ如图3所示. 分析A井的纵横波速度和密度曲线,并结合各向异性参数曲线可知,该井通过两套裂缝储层(如图中圈注).对比上下层弹性参数和各向异性参数变化,两套储层的纵横波速度和密度均有减小,各向异性参数的变化也较为明显,但变化幅度不同. 利用A井弹性参数和各向异性参数,反推计算A井各点的弹性矩阵,进而计算各点的正向差值ΔN和切向差值ΔT,结果如图4所示.从图4中展示的正向差值ΔN和切向差值ΔT变化特征,可以进一步标定两套储层的位置和储层中裂缝的发育程度,同时表明两套储层中裂缝对各向同性背景介质的影响并不相同.根据公式(3)计算流体指示因子,识别缝隙流体类型.图3 A井弹性参数和各向异性参数Fig.3 Elastic parameters and anisotropic parameters of well A图4 A井正向差值和切向差值Fig.4 ΔNandΔTof well A如图5所示,两套裂缝储层的流体因子值并不相同.依照图1中探讨的流体因子和缝隙流体类别以及裂缝密度的关系,结合钻井资料和测井地质分析,可以得出如下结论:该井经过的第一个裂缝储层中含气,第二个裂缝储层中为油水混合;第一个储层比第二个储层的裂缝密度要大.3.2 缝隙流体因子地震AVAZ反演(1)实际工区井试验利用A井的合成地震记录对缝隙流体因子的反演算法进行试算.选取拟Zoeppritz方程求解界面精确反射系数,利用45Hz的Ricker子波,依照褶积模型制作合成地震记录,并添加不同信噪比的随机噪声.方位角为0°,30°和60°、不同信噪比的合成地震记录分别如图6所示.图5 A井流体因子变化特征Fig.5 Fluid factor variation characteristic of well A 通过反褶积提取不同信噪比,不同方位角的反射系数.按照公式(13)定义,将不同方位角反射系数做差,通过最小二乘反演方法求取裂缝正向差值ΔN和切向差值ΔT,进而求得流体因子KN/KT反演值,其结果如图7所示.对含不同信噪比随机噪声的方位合成地震记录进行AVAZ流体因子反演,其结果对比如图8所示.图6 不同方位角合成地震记录Fig.6 Synthetic traces of different angles图7 不含噪声时缝隙流体因子反演值(红线)与真实值(蓝线)对比Fig.7 The comparison between fluid factor estimation result(red line)and real well log data(blue line)(No noise)从图7和图8曲线对比可知,即使添加信噪比为1/2的随机噪声时,流体因子AVAZ反演值与测井真实值之间差别不大,而且反演结果裂缝位置明确,缝隙流体性质指示明显,满足反演要求.(2)复杂模型试验图8 含不同信噪比随机噪声时缝隙流体因子反演值(红线)与真实值(蓝线)对比(a)信噪比为2;(b)信噪比为1;(c)信噪比为1/2.Fig.8 The comparison between fluid factor estimation result(red line)and real well log data(blue line)with different S/N ratios(a)S/N=2;(b)S/N=1;(c)S/N=1/2.图9 逆掩断层模型的弹性参数(a)纵波阻抗;(b)横波阻抗.Fig.9 Elastic parameters of overthrust model(a)P wave impedance;(b)S waveimpedance.选取Aminzadeh等(1997)和Mulder等(2006)构建的二维逆掩断层各向异性模型进行流体因子分析和AVAZ反演试算,进一步验证流体因子AVAZ反演估测方法的适用性.同样选取拟Zoeppritz方程对二维逆掩断层模型每一道求解反射界面的精确反射系数,采用45Hz的Ricker子波,按照褶积模型制作方位角合成地震记录,在添加不同信噪比的随机噪声情况下,对合成地震记录进行弹性参数的AVAZ反演,在合理估测正向差值和切向差值的基础上实现缝隙流体指示因子的预测.逆掩断层ΔN,ΔT和KN/KT反演结果真实值和估测值对比如图10所示,当添加随机噪声时(S/N=2),AVAZ反演估测的ΔN和ΔT与模型真实值之间吻合较好,而且估测值的横向连续性较好,能够较好地刻画出断层的边界,同时通过比较ΔN和ΔT的数值大小可识别裂缝储层.另外,KN/KT反演值和模型真实值对比可以反映出缝隙流体特征.4 结论和认识当储层中发育较多垂直或近似垂直的缝隙时,储层会表现出较强的各向异性特征.而当缝隙中充填不同流体(油、气、水)时,其地震响应特征也不相同.本文主要研究了基于岩石物理的裂缝储层缝隙流体指示因子的AVAZ估测方法,从各向异性裂缝模型出发,引入可有效识别缝隙流体的指示因子,分析了不同流体充填时介质的地震响应特征,并验证了缝隙流体指示因子的AVAZ反演方法.测井数据和二维逆掩断层模型试算表明,基于岩石物理的缝隙流体因子AVAZ反演方法合理、可靠,且具有良好的抗噪性,即当对合成地震记录添加信噪比较小的随机噪声时,利用AVAZ 反演方法估测所得流体因子值与真实值仍然吻合较好.与常规流体因子的AVO反演方法相比,该方法基于岩石物理模型,在求取储层中由于裂缝存在而产生的正差值和切差值的基础上,综合研究地震振幅随入射角和方位角的变化特征,进而预测缝隙流体因子,提高了流体因子预测的精度.然而,在实际裂缝储层预测时,譬如缝洞型碳酸盐储层、缝隙发育的页岩气储层,除进行地层岩性特征的详细分析外,还要考虑其他缝隙充填物(方解石、泥,等)对缝隙流体因子的影响,着手构建适用于各种岩性储层的缝隙流体指示因子,并发展合理的AVAZ叠前反演估测方法,以便更好地进行裂缝型储层的预测和缝隙流体的识别.图10 添加随机噪声时ΔN,ΔT和KN/KT反演结果(S/N=2)(a)ΔN真实值;(b)ΔN估测值;(c)ΔT真实值;(d)ΔT估测值;(e)KN/KT真实值;(f)KN/KT估测值.Fig.10 ΔN,ΔTand KN/KTestimated results comparison with true value of all CDP gathers with noise(a)ΔNtrue value;(b)ΔNestimation result;(c)ΔTtrue value;(d)ΔTestimation result;(e)KN/KTtrue value;(f)KN/KTestimation result.ReferencesAminzadeh F,Brac J,Kunz T.1997.3-D salt and overthrust A:Society of Exploration Geophysicists.Bachrach R,Sengupta M,Salama A,etal.2009.Reconstruction of the layer anisotropic elastic parameters and high resolution fracture characterization from P-wave data:a case study using seismic inversion and Bayesian rock physics parameter estimation.Geophysical Prospecting,57(2):253-262.Bakulin A,Grechka V,Tsvankin I.2000.Estimation of fracture parameters from reflection seismic data-Part I:HTI model due to a single fracture set.Geophysics,65(6):1788-1802.Chen H Z,Zhang G Z,Yin X Y.2012.AVAZ inversion for elastic parameter and fracture fluid factor.82nd Ann.Internat Mtg.,Soc.Expi.Geophys.Expanded Abstracts,1-5.Downton J,Roure B.2010.Azimuthal simultaneous elastic inversion for fracture detection.80th Ann.Internat Mtg.,Soc.Expi.Geophys.Expanded Abstracts,1-5.Hsu C J,Schoenberg M.1993.Elastic waves through a simulated fractured medium.Geophysics,58(7):964-977.Hudson J A.1980.Overall properties of a crackedsolid.Math.Proc.Cambridge Philos.Soc.,88(2):371-384.Kumar M,Han D H.2005.Pore shape effect on elastic properties of 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岩石物理模型在横波速度估算中的应用

料约束 , 比较计算值与实测值 的误差 , 从而计算出 与 实 际地质 情 况相 近 的横 波速 度 。
基于 D EM 理 论 的 Kutr k6 程 , se- sz方 To 假设
泥质砂岩 的纵、 横波速度计算。
在油气勘探 中 , 大多数 常规 测井缺少横波速 度 资料 , 以建 立地 震 响应特 征 、 难 岩石 弹性参 数 与岩石孔隙流体之间的关系 , 也限制 了弹性 阻抗 反 演 技 术 的应 用 。 因此 , 波 速度 反 演 是 岩 石 物 横
震响应特征、 石弹性参数 、 度 、 度与流体关 岩 速 密
系 的基 础 。
岩性和孔 隙 流体 识别 提 供 了重 要 信息 , 是叠 还
前 地 震 反 演 和 AVO 属 性 处 理 中 必 不 可 少 的 资料 。
1 横 波速度估 算方法原理
利用岩石物理模 型估算 横波速度时 , 应充分 考虑 砂 泥 岩 地层 中 泥 质 砂 岩 的岩 石 基 质 性 质 、 泥 质含 量 、 隙度和孔 隙形状及孔隙饱和流体性质 孔 对 岩 石速 度 的影 响 , 采用 XuWht 模 型 。该 模 可 - i e 型主要与泥质百分含量和总孔隙度有关[] 5 。泥质 百分含量 由测井伽马曲线求得 , 由钻井岩心资料 并
第 5 卷第 1 1 期 21 年 1 02 月
石
油
物
探
V0. 1 No 1 15 , .
GE0PHYS CAL PROS EC NG I P TI F0R ETR0LEUM P
Jn 2 1 a ., 0 2
文章编号 :0 0 4 1 2 1 ) 1 0 6 0 1 0 —14 (0 2 0 — 0 5— 6
岩 石 物 理 模 型芳 , 张 纪
基于面波频散的三维横波速度方位各向异性层析成像方法

基于面波频散的三维横波速度方位各向异性层析成像方法基于面波频散的三维横波速度方位各向异性层析成像方法是一种用于地下介质中速度方位各向异性参数的成像方法。
这种方法通过分析地震波在地下介质中的传播特性,来推断地下介质中的速度方位各向异性参数。
本文将详细介绍该方法的原理和步骤。
首先,我们来介绍一下面波频散。
面波是地震波中的一种波动形式,它在地下介质的表面传播,具有较大的振幅和较长的波长。
频散是指地震波在地下介质中传播时,不同频率的波分开传播的现象。
频散曲线描述了地震波的相速度和频率之间的关系。
在地震勘探中,我们通常使用面波频散曲线来推断地下介质的速度分布。
传统的方法是通过分析多个地震记录,来得到不同频率的面波传播速度。
然后,根据速度频散关系,将面波的频散曲线拟合到实际观测的频散曲线上,从而得到地下介质的速度分布。
然而,传统的面波频散方法只能得到二维的速度分布,不能直接获取速度方位各向异性信息。
为了解决这个问题,研究人员提出了基于面波频散的三维横波速度方位各向异性层析成像方法。
该方法的基本思想是利用面波频散曲线的特征,推断地下介质中的速度方位各向异性参数。
具体步骤如下:首先,我们需要收集一定数量的地震记录数据。
这些地震记录数据包含了地震波在地下介质中的传播信息,是分析地下介质速度分布的重要依据。
然后,对这些地震记录数据进行处理,并提取其中的面波信息。
这一步骤包括数据去噪、波形拾取和频散分析等。
接下来,通过面波频散分析得到地下介质的速度频散曲线。
这些曲线描述了地震波在地下介质中传播的速度与频率之间的关系。
然后,根据速度频散关系,将实际观测到的频散曲线拟合到预先设定的速度方位各向异性模型上。
通过不断迭代,找到最佳的速度方位各向异性参数,从而得到地下介质中的速度分布。
最后,将得到的速度分布进行成像,生成三维的横波速度方位各向异性层析图像。
这些图像可以用于地下结构研究、地震灾害评估和资源勘查等领域。
总之,基于面波频散的三维横波速度方位各向异性层析成像方法是一种有效的地下介质速度分布推断方法。
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基于碳酸盐岩裂缝岩石物理模型的 横波速度和各向异性参数预测
张广智 , 陈怀震 , 王 琪, 印兴耀
中国石油大学 ( 华东 ) 地球科学与技术学院 , 青岛 2 6 6 5 5 5
摘 要 高角度缝隙充填的碳酸盐岩储层可以等效为具有水平对称轴的横向各向同 性 介 质 . 本文提出了适用于裂 缝型碳酸盐岩的岩石物理模型构建流程 , 重点介绍了在 碳 酸 盐 岩 各 向 同 性 背 景 中 , 综合利用微小裂隙模型和线性 并分析了当缝隙充填不同流体时 , 各向异性参数随纵横波 速 比 的 变 化 特 征 . 同时本文讨论 滑动模型添加缝隙系统 , 了裂缝密度和缝隙充填流体对地震反射系数的影响 , 推导了不同类型流体充填时储层 反 射 系 数 与 裂 缝 密 度 的 近 似 关系式 , 阐述了各向异性流体替换理论 , 最终实现饱含流 体 碳 酸 盐 岩 裂 缝 储 层 的 纵 横 波 速 度 和 各 向 异 性 参 数 的 估 选取某碳酸盐岩工区 A 井对该方法进行试算 , 结果表明 基 于 碳 酸 盐 岩 裂 缝 岩 石 物 理 模 型 估 算 的 纵 横 波 速 度 值 测. 与测井值吻合较好 , 而且估测所得的各向异性参数值也能够较好地反映出裂缝储层位置 . 关键词 碳酸盐岩 , 裂缝 , 岩石物理 , 各向异性 , 裂缝密度 : / d o i 1 0 . 6 0 3 8 c 2 0 1 3 0 5 2 8 j g 中图分类号 P 6 3 1 , 收稿日期 2 0 1 2 0 5 1 8 2 0 1 3 0 4 2 4收修定稿 - - - -
1 引 言
岩石物理模型在地震反演和解释中有着十分重 要的作用 , 是连接地震属性 ( 纵、 横波速度等 ) 以及储 层参 数 ( 孔 隙 度、 饱 和 度、 泥 质 含 量 等) 的重要纽
] 1 4 - 带[ 正确适用的岩石物理模型不仅能够为正反演 .
同时可以降低地震解 提供基础和必要的 数 据 资 料 , 释的风险 .
A b s t r a c t a r b o n a t e r o c k s w i t h h i h a n l e f r a c t u r e s c a n b e e u i v a l e n t t o HT I m e d i a( H o r i z o n t a l C g g q ) T r a n s v e r s e I s o t r o i c. T h i s a e r u t f o r w a r d t h e f l o w c h a r t t o i n t e r a t e r o c k h s i c s m o d e l i n p p p p g p y l a e r e d f r a c t u r e d c a r b o n a t e r o c k s . I t f o c u s e d o n t h e s t u d o f c r a c k s a n d f r a c t u r e s i n t o t h e o i n t i n y y j g , i s o t r o i c b a c k r o u n d m e d i a b H u d s o n ′ s m o d e l a n d S c h o e n b e r ′ s m o d e la n d m a d e a n a n a l s i s o f p g y g y a n i s o t r o i c v a r i a t i o n w i t h P w a v e t o S w a v e v e l o c i t r a t i o w h e n f r a c t u r e f i l l e d w i t h a r a m e t e r s y p p d i f f e r e n t f l u i d s . T h e n e x t s t e w a s t o s h o w t h e i n f l u e n c e w h i c h w a s i n d u c e d b f r a c t u r e s d e n s i t p y y a n d f r a c t u r e f l u i d o n s e i s m i c r e f l e c t i v i t c o e f f i c i e n t .A n d i t a l s o a i m e d t o a c c o m l i s h f l u i d f i l l i n y p g w o r k i n f r a c t u r e s s a c e u s i n B r o w n a n d K o r r i n a ′ s e n e r a l i z e d G a s s m a n n e u a t i o n s .T h e n w e p g g g q , c a l c u l a t e d P w a v e S w a v e v e l o c i t a n d a n i s o t r o i c a r a m e t e r s i n c a r b o n a t e r o c k s w h i c h o i n t e d y p p j ,t f r a c t u r e s a n d s a t u r a t e d f l u i d .A t l a s t h e a e r d i s c u s s e d t h e a c c u r a c o f t h e a r a m e t e r s p p p y m e t h o d b a s e d o n f r a c t u r e d c a r b o n a t e r o c k m o d e l .T h e e s t i m a t e d S a v e e s t i m a t i o n h s i c s -w p y v e l o c i t w a s c o n s i s t e n t w i t h t h e l o v a l u e .A n d t h e e s t i m a t e d a n i s o t r o i c c o u l d a r a m e t e r s y g p p
, ,WANG , Z HANG G u a n Z h i CHE N H u a i Z h e n Q i Y I N X i n a o - - -Y g g
S c h o o l o G e o s c i e n c e s, C h i n a U n i v e r s i t o P e t r o l e u m, Q i n d a o 2 6 6 5 5 5, C h i n a f y f g
5] 各向异性是沉 积 岩 石 中 普 遍 存 在 的 现 象 [ 通 .
垂直或近似垂直平行排列的 常把具有水平对称 轴 , 碳酸盐岩裂缝储层等效成 H T I( H o r i z o n t a l T r a n s v e r s e
] 6 8 - ) 介质 [ 目前 , 大量 研 究 表 明 , 地震各向异 I s o t r o i c . p 的一 性是影响地震 反 射 振 幅 随 偏 移 距 变 化 ( AVO)
第5 6卷 第5期 2 0 1 3年5月
地 球 物 理 学 报
CH I N E S E J OUR NA L O F G E O P HY S I C S
V o l . 5 6,N o . 5 , M a 2 0 1 3 y
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
: 张广智 , 陈怀震 , 王琪等 . 基于碳酸盐岩裂缝岩石物理模型的横波速度和各向异性参数预测 . 地球物理 学 报 , 2 0 1 3, 5 6( 5) 1 7 0 7 - : / 1 7 1 5, d o i 1 0. 6 0 3 8 c 2 0 1 3 0 5 2 8. j g Z h a n a r a m e t e r s G Z, C h e n H Z,W a n Q, e t a l . E s t i m a t i o n o f S a v e v e l o c i t a n d a n i s o t r o i c u s i n f r a c t u r e d c a r b o n a t e r o c k -w g p g y p g ) , ( ) : , : / m o d e l . C h i n e s e J. G e o h s .( i n C h i n e s e 2 0 1 3, 5 6 5 1 7 0 7 1 7 1 5 d o i 1 0. 6 0 3 8 c 2 0 1 3 0 5 2 8. h s i c s - j g p y p y
a r a m e t e r s E s t i m a t i o n o f S w a v e v e l o c i t a n d a n i s o t r o i c - p y p u s i n h s i c s f r a c t u r e d c a r b o n a t e r o c k m o d e l g p y
图 1 裂缝型碳酸盐岩岩石物理模型示意图 F i . 1 F r a c t u r e d c a r b o n a t e g r o c k h s i c s m o d e l p y
1 7 0 8
) 地 球 物 理 学 报( C h i n e s e J . G e o h s . p y
5 6卷
d e s c r i b e t h e f r a c t u r e d r e s e r v o i r l o c a t i o n. , , ,A , h s i c s K e w o r d s a r b o n a t e r o c k s F r a c t u r e R o c k n i s o t r o F r a c t u r e d e n s i t C p y p y y y