专利名称：基于砂岩油藏叠前地震数据的流体替换方法
技术领域：
本发明涉及油气田地震油藏描述与监测方法，特别是关于一种基于砂岩油藏叠前地震数据的流体替换方法。
背景技术：
流体替换常用于计算油藏流体变化前后岩石弹性参数变化，从而计算流体变化引起的地震响应，是进行地震油藏描述与监测研究的关键步骤。流体替换的目的是建立饱和水储层与含油气储层地震响应之间的关系。在时移地震研究中，基于流体替换与叠前地震模拟分析不同油藏流体变化引起的叠前地震AV0(Amplitude Versus Offset，振幅随偏移距的变化)属性差异，从而进行时移地震可行性分析与及其油藏饱和度与有效压力等参数计算。在油藏描述研究前，利用测井资料进行流体替换，并通过叠前地震数值模拟获取流体变化前后叠前地震响应，从而进行叠前地震AVO属性分析与优化。在实际油田条件下，流体替换是基于测井曲线和实验室岩芯测量数据建立的岩石物理关系利用fessmarm方程进行的。流体替换需要孔隙度、岩石基质、流体属性和泥质含量等数据信息，因此目前往往只能在有测井数据的油藏部分进行流体替换，这很大程度上限制了该技术的应用，尤其在海上油气田勘探时，由于缺少测井数据而无法进行或难以进行流体替换分析研究，对油藏描述与预测十分不利。目前，流体替换研究存在的主要问题是1、必须基于测井曲线进行流体替换研究， 在没有测井曲线的位置就不能开展流体替换研究，应用范围受测井曲线限制；2、流体替换限于测井资料，只能提供测井位置油藏流体替换前后叠前地震AVO响应变化特征，不能为油藏特征，包括储层厚度、孔隙度和泥质含量等参数，变化后叠前地震响应变化特征提供有效信息。3、提供的流体替换前后叠前地震AVO属性响应特征完全依靠测井资料及其模拟叠前地震数据，与实际叠前地震资料AVO属性结合不密切。
发明内容
本发明实施例提供一种基于砂岩油藏叠前地震数据的流体替换方法，以实现基于叠前地震数据的流体替换，降低流体替换对测井数据的依赖，提高基于叠前地震AVO属性分析精度。为了达到上述技术目的，本发明实施例提供了一种基于砂岩油藏叠前地震数据的流体替换方法，所述方法包括利用砂岩油藏的岩石物理实验室测量数据和测井数据及解释成果，确定实际油藏参数变化范围及描述砂岩油藏弹性参数特征的岩石物理模型；利用所述砂岩油藏岩石物理模型与所述实际油藏参数变化范围，计算中间砂岩厚度可变的三层地质模型中泥岩与砂岩可能弹性参数及其组合方式；基于所述三层地质模型、泥岩与砂岩可能弹性参数及其组合方式模拟叠前地震数据，并计算砂岩饱和不同流体时叠前地震振幅随偏移距的变化AVO属性；
利用所述砂岩饱和不同流体时叠前地震AVO属性，建立砂岩饱和不同流体时叠前地震AVO属性关系方程，并为油藏流体变化时叠前地震AVO属性变化范围分析提供图版；基于所述砂岩饱和不同流体时叠前地震AVO属性关系方程和所述图版，采用 Monte-Carlo方法模拟实际油藏孔隙度与泥质含量关系，并利用所述实际油藏孔隙度与泥质含量关系实现对砂岩饱和不同流体时叠前地震AVO属性关系方程和图版的进一步约束；利用进一步约束的所述砂岩饱和不同流体时叠前地震AVO属性关系方程和所述叠前地震AVO属性计算方法，计算砂岩油藏的流体替换前实际油藏界面叠前地震AVO属性， 进而计算砂岩油藏流体替换后实际油藏界面叠前地震AVO属性，利用进一步约束的所述图版分析所述砂岩油藏流体替换后实际油藏界面叠前地震AVO属性变化范围，完成基于砂岩油藏叠前地震数据的流体替换。可选的，在本发明的一实施例中，所述利用砂岩油藏的岩石物理实验室测量数据和测井数据及解释成果，确定实际油藏参数变化范围及描述砂岩油藏弹性参数特征的岩石物理模型；包括通过分析砂岩油藏岩石特征，利用所述岩石物理模型，确定油藏参数，并根据实际油藏有限的测井数据与岩心资料确定有效储层实际油藏参数变化范围；所述油藏参数包括孔隙度、泥质含量、油藏厚度。可选的，在本发明的一实施例中，所述三层地质模型为建立的不同油藏结构与弹性参数变化的地质模型，可调整油藏厚度、纵波速度、横波速度与密度参数以及油藏盖层纵波速度、横波速度与密度参数。可选的，在本发明的一实施例中，所述基于所述三层地质模型、泥岩与砂岩可能弹性参数及其组合方式模拟叠前地震数据，并计算砂岩饱和不同流体时叠前地震AVO属性， 包括利用所述三层地质模型、泥岩与砂岩可能弹性参数及其组合方式，基于h^pritz方程计算P波入射时不同入射角度油藏界面地震反射系数，利用褶积理论与子波褶积获得模拟的叠前地震数据；基于所述模拟的叠前地震数据和Shuey方程，采用曲线拟合方式计算砂岩饱和不同流体时叠前地震AVO属性。可选的，在本发明的一实施例中，所述采用Monte-Carlo方法模拟实际油藏孔隙度与泥质含量关系，并利用所述实际油藏孔隙度与泥质含量关系实现对砂岩饱和不同流体时叠前地震AVO属性关系方程和图版的进一步约束，包括利用有限的测井数据和岩石物理测量数据通过Monte-Carlo模拟方法描述孔隙度与泥质含量关系，减小变化范围内数据组合的任意性，从而实现对砂岩饱和不同流体时叠前地震AVO属性关系方程和图版的进一步约束。上述技术方案具有如下有益效果提供一种可以直接应用于砂岩油藏叠前地震数据的流体替换方法，基于胶结砂岩油藏岩石物理模型，建立油藏流体替换前后叠前地震AVO 属性关系，分析油藏厚度、孔隙度和泥质含量及其组合变化对属性关系的影响，利用蒙特卡洛Monte-Carlo模拟建立孔隙度与泥质含量关系，最终建立可直接应用于实际叠前地震 AVO属性的流体替换拟合方程，从而实现基于叠前地震数据的流体替换，很大程度降低流体替换对测井数据的依赖，使流体替换成为更为强有力的工具，从而为油藏描述与监测提供更多有效的信息，提高基于叠前地震AVO属性分析精度。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明实施例一种基于砂岩油藏叠前地震数据的流体替换方法流程图；图2为本发明实施例建立的地质模型示意图；图3a-图3d为本发明实施例不同油藏厚度，储层泥质含量不变(0. 10)，孔隙度变化(0. 10-0. 30)时饱和水储层与含气储层顶界面Gwrt与Geas交汇图；图如-图4d为本发明实施例不同油藏厚度，储层泥质含量不变(0. 10)，孔隙度变化(0. 10-0. 30)时饱和水储层与含气储层顶界面ROwet与ROeas交汇图；图5a_图恥为本发明实施例储层泥质含量不变(0. 10)，孔隙度变化(0. 10-0. 30) 时饱和水储层与含气储层顶界面Gwet与Geas (左)、ROffet与ROeas (右)交汇图；图6a-图6d为本发明实施例不同油藏厚度，储层孔隙度不变(0. 25)，泥质含量变化(0. 0-0. 20)时饱和水储层与含气储层顶界面Gwrt与Geas交汇图；图7a-图7d为本发明实施例不同油藏厚度，储层孔隙度不变(0. 25)，泥质含量变化(0. 0-0. 20)时饱和水储层与含气储层顶界面ROwet与ROeas交汇图；图fe-图8b为本发明实施例储层孔隙度不变(0. 25)，泥质含量变化(0. 0-0. 20) 时饱和水储层与含气储层顶界面AVO属性Gwet与Geas (左)、ROffet与ROeas (右)交汇图；图9a-图9d为本发明实施例孔隙度变化(0. 1-0. 3)和泥质含量变化(0_0. 2)同时变化与饱和水储层与含气储层顶界面AVO属性差异Gwrt-Geas关系图版；图IOa-图IOd为本发明实施例孔隙度变化(0. 1-0. 3)和泥质含量变化(0_0. 2) 同时变化与饱和水储层与含气储层顶界面AVO属性差异ROwet-ROeas关系图版；图Ila-图lib为本发明实施例基于胶结砂岩油藏实际测井资料计算孔隙度与泥质含量交汇图；图12a-图12d为本发明实施例不同油藏厚度，基于Monte-Carlo模拟数据计算得到饱和水储层与含气储层顶界面AVO属性Gwrt与Geas交汇图；图13a-图13d为本发明实施例不同油藏厚度，基于Monte-Carlo模拟数据计算得到饱和水储层与含气储层顶界面AVO属性ROwrt与ROeas交汇图；图14a-图14b为本发明实施例基于Monte-Carlo模拟数据计算得到饱和水储层与含气储层顶界面AVO属性Gwet与GGas (左)、ROffet与R0Gas (右)交汇图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明是在研究了油藏参数变化与油藏流体替换前后储层界面叠前地震AVO属性变化关系基础上提出的，是将基于砂岩油藏叠后地震数据的流体替换方法进一步扩展到叠前地震数据。发明的目的是使流体替换研究不再局限于测井数据，可以基于叠前地震资料直接进行流体替换，大大的扩大了流体替换应用范围，为基于叠前地震属性的油藏描述与监测提供更为广泛的分析数据。如图1所示，为本发明实施例一种基于砂岩油藏叠前地震数据的流体替换方法流程图，包括101、利用砂岩油藏的岩石物理实验室测量数据和测井数据及解释成果，确定实际油藏参数变化范围及描述砂岩油藏弹性参数特征的岩石物理模型；102、利用所述砂岩油藏岩石物理模型与所述实际油藏参数变化范围，计算中间砂岩厚度可变的三层地质模型中泥岩与砂岩可能弹性参数及其组合方式；103、基于所述三层地质模型、泥岩与砂岩可能弹性参数及其组合方式模拟叠前地震数据，并计算砂岩饱和不同流体时叠前地震振幅随偏移距的变化AVO属性；104、利用所述砂岩饱和不同流体时叠前地震AVO属性，建立砂岩饱和不同流体时叠前地震AVO属性关系方程，并为油藏流体变化时叠前地震AVO属性变化范围分析提供图版；105、基于所述砂岩饱和不同流体时叠前地震AVO属性关系方程和所述图版，采用 Monte-Carlo方法模拟实际油藏孔隙度与泥质含量关系，并利用所述实际油藏孔隙度与泥质含量关系实现对砂岩饱和不同流体时叠前地震AVO属性关系方程和图版的进一步约束；106、利用进一步约束的所述砂岩饱和不同流体时叠前地震AVO属性关系方程和所述叠前地震AVO属性计算方法，计算砂岩油藏的流体替换前实际油藏界面叠前地震AVO 属性，进而计算砂岩油藏流体替换后实际油藏界面叠前地震AVO属性，利用进一步约束的所述图版分析所述砂岩油藏流体替换后实际油藏界面叠前地震AVO属性变化范围，完成基于砂岩油藏叠前地震数据的流体替换。本发明具体采取以下工作步骤来实现上述技术方案砂岩油藏岩石物理模型建立与相关参数变化范围确定一地质模型建立一叠前地震数据模拟与AVO属性计算一油藏参数变化对流体替换前后叠前地震AVO属性交汇影响分析一基于Monte-Carlo方法模拟实际油藏孔隙度与泥质含量关系一流体替换前后油藏叠前地震AVO属性关系建立一基于实际叠前地震资料流体替换后叠前地震AVO属性计算。技术方案与工作步骤详细叙述如下1、砂岩油藏岩石物理模型建立与相关参数变化范围确定通过分析砂岩油藏岩石特征，建立和确定适合描述研究目标储层砂岩的岩石物理模型及相关模型参数，能够对岩石孔隙度变化、泥质含量变化以及有效压力和流体参数等变化对油藏纵、横波速度以及密度的影响进行定量描述，并根据实际油藏有限的测井数据与岩心资料确定有效储层相关参数变化范围，如孔隙度和泥质含量变化范围以及流体替换前后流体变化情况，为分析储层参数变化范围内油藏叠前地震数据振幅关系奠定基础。砂岩储层利用胶结砂岩模型进行描述。胶结砂岩模型基于Hashin-Shtrikman的上边界推导得到，可以计算胶结砂岩干岩石有效体积模量(Krff)和剪切模型(Grff)。岩石物理模型方程如方程(1)和( 所示
权利要求
1.一种基于砂岩油藏叠前地震数据的流体替换方法，其特征在于，所述方法包括利用砂岩油藏的岩石物理实验室测量数据和测井数据及解释成果，确定实际油藏参数变化范围及描述砂岩油藏弹性参数特征的岩石物理模型；利用所述砂岩油藏岩石物理模型与所述实际油藏参数变化范围，计算中间砂岩厚度可变的三层地质模型中泥岩与砂岩可能弹性参数及其组合方式；基于所述三层地质模型、泥岩与砂岩可能弹性参数及其组合方式模拟叠前地震数据， 并计算砂岩饱和不同流体时叠前地震振幅随偏移距的变化AVO属性；利用所述砂岩饱和不同流体时叠前地震AVO属性，建立砂岩饱和不同流体时叠前地震 AVO属性关系方程，并为油藏流体变化时叠前地震AVO属性变化范围分析提供图版；基于所述砂岩饱和不同流体时叠前地震AVO属性关系方程和所述图版，采用 Monte-Carlo方法模拟实际油藏孔隙度与泥质含量关系，并利用所述实际油藏孔隙度与泥质含量关系实现对砂岩饱和不同流体时叠前地震AVO属性关系方程和图版的进一步约束；利用进一步约束的所述砂岩饱和不同流体时叠前地震AVO属性关系方程和所述叠前地震AVO属性计算方法，计算砂岩油藏的流体替换前实际油藏界面叠前地震AVO属性，进而计算砂岩油藏流体替换后实际油藏界面叠前地震AVO属性，利用进一步约束的所述图版分析所述砂岩油藏流体替换后实际油藏界面叠前地震AVO属性变化范围，完成基于砂岩油藏叠前地震数据的流体替换。
2.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述利用砂岩油藏的岩石物理实验室测量数据和测井数据及解释成果，确定实际油藏参数变化范围及描述砂岩油藏弹性参数特征的岩石物理模型；包括通过分析砂岩油藏岩石特征，利用所述岩石物理模型，确定油藏参数，并根据实际油藏有限的测井数据与岩心资料确定有效储层实际油藏参数变化范围；所述油藏参数包括孔隙度、泥质含量、油藏厚度。
3.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述三层地质模型为建立的不同油藏结构与弹性参数变化的地质模型，可调整油藏厚度、纵波速度、横波速度与密度参数以及油藏盖层纵波速度、横波速度与密度参数。
4.如权利要求3所述方法，其特征在于，所述基于所述三层地质模型、泥岩与砂岩可能弹性参数及其组合方式模拟叠前地震数据，并计算砂岩饱和不同流体时叠前地震AVO属性，包括利用所述三层地质模型、泥岩与砂岩可能弹性参数及其组合方式，基于heppritz方程计算P波入射时不同入射角度油藏界面地震反射系数，利用褶积理论与子波褶积获得模拟的叠前地震数据；基于所述模拟的叠前地震数据和Shuey方程，采用曲线拟合方式计算砂岩饱和不同流体时叠前地震AVO属性。
5.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述采用Monte-Carlo方法模拟实际油藏孔隙度与泥质含量关系，并利用所述实际油藏孔隙度与泥质含量关系实现对砂岩饱和不同流体时叠前地震AVO属性关系方程和图版的进一步约束，包括利用有限的测井数据和岩石物理测量数据通过Monte-Carlo模拟方法描述孔隙度与泥质含量关系，减小变化范围内数据组合的任意性，从而实现对砂岩饱和不同流体时叠前地震AVO属性关系方程和图版的进一步约束。
全文摘要
本发明提供一种基于砂岩油藏叠前地震数据的流体替换方法，包括确定岩石物理模型；计算地质模型中泥岩与砂岩可能弹性参数及其组合方式；模拟叠前地震数据，并计算砂岩饱和不同流体时叠前地震振幅随偏移距的变化AVO属性；建立砂岩饱和不同流体时叠前地震AVO属性关系方程，并为油藏流体变化时叠前地震AVO属性变化范围分析提供图版；模拟实际油藏孔隙度与泥质含量关系，并实现对砂岩饱和不同流体时叠前地震AVO属性关系方程和图版的进一步约束；计算砂岩油藏的流体替换前实际油藏界面叠前地震AVO属性，进而计算砂岩油藏流体替换后实际油藏界面叠前地震AVO属性，完成基于砂岩油藏叠前地震数据的流体替换，提高AVO属性分析精度。
文档编号G01V1/28GK102288993SQ20111012637
公开日2011年12月21日 申请日期2011年5月16日 优先权日2011年5月16日
发明者李景叶 申请人:中国石油大学(北京)