专利名称：一种井震结合定量预测砂岩储层流体饱和度的方法
技术领域：
本发明涉及石油地球物理勘探技术，具体是一种基于孔隙体积模量的井震结合定 量预测砂岩储层流体饱和度的方法。
背景技术：
利用地震资料对地下岩石的孔隙流体进行预测是地震工作的目标。AVO(振幅随炮 检距变化)属性分析作为油气直接检测的手段之一，曾在亮点和平点型气藏检测中发挥了 重要作用，然而AVO属性分析受调谐的影响，只能对储层流体进行定性描述，而且存在很多 陷阱。地震反演，尤其是叠前地震反演技术的出现，使得利用地震资料对储层孔隙流体进行 定量预测成为可能。近年来，利用地震数据进行油气预测已经成为一个热点，但主要研究成 果仍然集中在对流体的定性描述和预测方面，如Ruthorford和Castanga等提出的AVO交 会法，Peters等提出的子波能量分析法等均只能对储层的含气性进行定性预测。李宏兵用 小波尺度谱法对柴达木盆地气藏进行了含气性预测；甘利灯等详细论述了弹性阻抗在岩性 和流体预测中的潜力；李宗杰等利用各种地震属性在塔河油田对奥陶系含油储层的含油性 进行了预测，并取得了一定的效果；李显贵等综合利用吸收速度频散(AVD)、动态能谱(DR) 等技术对新场气田须家河气藏的非均勻致密砂岩进行了含气性检测；李爱山等展示了 AVA 同步叠前反演方法在胜利油田济阳坳陷中层气藏有效识别中的应用；高建虎等提出了综合 利用有效吸收系数、地震波动力学参数和振幅谱识别等叠后油气检测技术在油气检测中的 应用。在流体饱和度定量预测方面国内也有不少学者进行了探索，如，张娥用多元回归 方法和20多个叠后地震属性对研究区的砂岩厚度和目的层进行了预测(石油勘探与开发， 2000年，27卷1期)，并取得了较好的应用效果。但是由于该方法基于叠后地震属性、而不 是地震反演参数，使得该方法具有分辨率低、对地震资料的品质依赖严重等缺点。李来林基 于时间平均方程提出了利用地震和测井数据求取静态剩余油饱和度的思路(大庆石油地 质与开发，2000年，21卷3期)，对油气开发区的剩余油预测具有一定的借鉴意义。刘洋提 出了一种利用地震数据估算岩石孔隙度和流体饱和度的方法和思路(石油学报，2005年， 26卷2期)，其方法是首先利用Gassmarm模型计算纵横波速度、密度、速度比等弹性参数随 孔隙度、饱和度的变化规律，并建立相应解释图版，然后通过各种反演方法得到弹性参数， 并与解释图版对比分析，进而对孔隙度、和饱和度开展半定量估算，其方法和思路具有一定 推广价值。金龙等提出了一种基于岩石物理模型与混合优化算法同时反演孔隙度和饱和度 的新方法(石油学报，2006年，27卷4期)，该方法将孔隙度和饱和度加入反演过程作为约 束，其稳定性和有效性经过了模型计算结果的检验，但是没有应用到实际地震资料中。可 见，目前国内外还没有一种实用、有效的定量预测饱和度的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于孔隙体积模量的井震结合定量预测砂岩储层流体饱和度的方法。本发明通过以下技术方案实现1)采用大排列，小道距，高密度采样，采集高质量的地震数据，对地震资料进行保 幅处理，形成保真的共中心点道集；步骤1)所述的保幅处理是在处理过程保持AVO特征。2)采集纵波时差、密度、中子、自然电位或自然伽玛、电阻率常规测井资料，得到测 井曲线，且处理得到泥质含量、孔隙度、饱和度曲线。步骤2)所述的采集资料至少对一口以上的井采集横波时差曲线。3)从纵波时差、横波时差曲线得到纵、横波速度曲线，根据纵横波速度、密度曲线 计算纵波阻抗，横波阻抗，纵横波速度比弹性参数曲线；步骤3)所述的横波速度曲线在没有采集横波时差曲线的井时，利用XU-White模 型计算横波速度曲线。4)在井点处利用多元统计方法分别确定泥质含量和孔隙度与弹性参数之间的关 系，建立下述泥质含量和孔隙度的预测模型Vsh= IhO^L2, L3, ···) (1)Φ = f,, (L1, L2, L3, ... ) (2)式中Vsh表示泥质含量，Φ表示孔隙度，f^，、均表示多元函数，自变量为弹性参 数、因变量分别为泥质含量和孔隙度，L1, L2, L3, . . . Ln为弹性参数曲线；5)采用以下公式计算孔隙体积模量和干燥岩石体积模量
Κρ=α2^α-φ) Κ5+φΙΚ{Υ(3)Kd = Ksat-Kp(4)式中Ksat表示完全饱和岩石的体积模量，Kd表示干燥岩石的体积模量，Kp表示孔 隙体积模量，Φ表示孔隙度，Ks表示岩石基质的体积模量，Kf表示孔隙流体的体积模量；6)利用干燥岩石体积模量和弹性参数曲线，建立干燥岩石体积模量的预测模型Kd = fkd(Li; L2, L3, ... ) (5)式中L1; L2, L3, . . . Ln为弹性参数曲线，fkd表示以弹性参数为自变量、干燥岩石体 积模量为因变量的多元函数；7)利用多元回归方法建立有效储层中含水饱和度的预测模型Sw = fsw (Kp, L45L5,...) (6)式中L1; L2, L3……表示弹性参数曲线，Sw是含水饱和度，fsw表示以弹性参数为自 变量、含水饱和度为因变量的多元函数。8)利用叠前地震道集和测井资料进行叠前地震反演，获得各种弹性参数的反演数 据体，并利用公式(1)和公式(2)从弹性参数反演数据体计算泥质含量和孔隙度数据体；9)利用步骤5)建立的预测模型从步骤8)所得弹性参数反演数据体计算干燥岩石 体积模量；10)利用反演弹性参数数据体求饱和岩石的体积模量，进而由公式(4)求孔隙体 积模量Kp;11)利用公式(6)从孔隙体积模量求水饱和度Sw。
本发明充分利用了叠前地震资料和测井资料，实现了对储层孔隙流体饱和度的定 量预测，现场测试对含油、气饱和度预测有良好的地质效果。
图1为本发明技术流程图；图2为本发明在某地区测井解释的泥质含量、孔隙度和饱和度曲线和由弹性参数 预测的曲线的比较图；(实线为实测曲线，虚线为预测曲线)图2 (a)是泥质含量预测效果图；图2 (b)是孔隙度预测效果图；图2 (C)是水饱和度预测效果图；图3 (a)为某测线保幅处理得到的⑶P道集；图3(b)为图3(a)所示⑶P道集的叠加结果；图4(a)为某测线泥质含量剖面图；图4(b)为根据泥质含量剖面横向追踪所得的有效储层；图4 (C)为针对有效储层计算的孔隙度剖面；图5为某测线的孔隙体积模量剖面图；图6为某测线含水饱和度剖面图；图7为某测线含气饱和度与孔隙度乘积剖面图。
具体实施例方式本发明利用测井和叠前地震资料定量预测砂岩储层流体饱和度，首先由测井资料 建立基于弹性参数的含水饱和度预测模型，然后利用叠前地震反演获所需的弹性参数数据 体，结合预测模型计算含水饱和度，实现储层流体的定量预测。图1为本发明技术流程图。下面结合实例对本发明做进一步说明1)采用大排列，小道距，高密度采样，采集高质量的地震数据，对地震资料进行保 幅处理，形成保真的共中心点道集，如图3所示。图3(a)和(b)分别为某区某测线保幅处 理后的CDP道集和对应的叠加剖面。目的层为盒8段，其顶底对应额同相轴已在图3(b)中 标出(专利图中不能有色彩，可换个说法)。2)采集该区纵波时差、密度、中子、自然电位或自然伽玛、电阻率常规测井资料，得 到测井曲线，并解释了泥质含量、孔隙度、饱和度曲线；该地区有两口井有实测的横波时差 曲线。3)以两口实测横波时差为约束，利用Xu-White模型计算了其余井的横波时差曲 线。根据纵波时差、横波时差曲线计算纵、横波速度曲线，进而根据纵横波速度、密度曲线计 算纵波阻抗、横波阻抗、纵横波速度比等弹性参数曲线。4)在井点处利用多元统计方法分别确定泥质含量和孔隙度与弹性参数之间的关 系，建立下述泥质含量和孔隙度的预测模型。泥质含量(Vsh)可用如下非线性函数计算
Vsh= f(Vp,Vs, P), R = 0. 836 (7) 式中Vsh表示泥质含量，Vp表示纵波速度，Vs表示横波速度，P表示密度，R表示相关系数。在有效储层中，孔隙度可以直接从密度进行线性变换得到φ = 85. 642-30. 83 P，R = 0. 79 (8)式中Φ表示孔隙度，P表示密度，R表示相关系数。图2(a)和图2(b)分别为泥质含量和孔隙度的预测结果与测井解释结果的比较， 两者吻合很好，说明在井点泥质含量和孔隙度的预测结果可靠，这为含水饱和度准确预测 奠定了基础。5)根据公式(3)计算孔隙体积模量(Kp)，然后再根据公式(4)计算干燥岩石体积 模量(Kd)。6)利用干燥岩石体积模量和弹性参数曲线，建立干燥岩石体积模量的预测模型Kd = 30. 26+0. 1721Vsh_101· 37 Φ，R = 0. 80 (9)式中Kd为干燥岩石体积模量，Vsh为泥质含量，Φ为孔隙，R为相关系数；7)经统计，本区I类砂岩和II类砂岩中含水饱和度与孔隙体积模量的关系稍有差 别，在I类砂岩中Sw = 20. 42Κρ+18. 26，R = 0. 93 (IOa)在II类砂岩中Sw = 14. 11Κρ+32· 95，R = 0. 79 (IOb)根据公式(IOa)和(IOb)预测饱和度曲线和测井解释饱和度曲线比较见图2 (c)， 二者不但变化趋势一致，而且数值相近，说明了建立的饱和度预测模型是有效的。8)利用叠前地震道集和测井资料进行叠前地震反演，获得了纵波速度、横波速度 及密度的反演结果，并计算了纵波阻抗、横波阻抗、纵横波速度比等弹性参数。由叠前地震反演所得弹性参数按公式(7)所示的预测模型计算泥质含量数据体， 结果如图4(a)所示。根据泥质含量剖面对储层进行横向追踪得到有效储层分布图，如图 4(b)。针对有效储层由弹性参数按公式(8)计算孔隙度数据体，结果如图4(c)。图4(a)，4(b)中显示了泥质含量曲线，图4(c)中显示显示的曲线为孔隙度曲线。 从图中看出，泥质含量和孔隙度的预测结果与测井曲线吻合很好。9)利用公式(9)所示预测模型从步骤8)所得弹性参数反演数据体计算干燥岩石 体积模量数据体；10)利用反演弹性参数数据体求饱和岩石的体积模量，进而由公式(4)求孔隙体 积模量。图5为计算得到孔隙体积模量剖面图，图中显示的曲线为水饱和度曲线。从图可 见，预测结果与水饱和度曲线对应关系良好，说明所求孔隙体积模量剖面可以用于流体预 测。11)利用公式(IOa)和(IOb)从孔隙体积模量计算了水饱和度数据体，如图6所 示。图中显示的曲线为测井解释含水饱和度曲线。由图可见，地震预测含水饱和度和测井 解释饱和度吻合良好。按Sg = IOO-Sw将含水饱和度(Sw)转化为含气饱和度(Sg)剖面，并与孔隙度(φ ) 剖面相乘得到孔隙度饱和度乘积(\，)剖面，该剖面对储层含气性描述比含水饱和度剖 面更直观，更有效。
图7为所计算的含气饱和度与孔隙度乘积剖面图，图中显示的曲线为测井解释的 含水饱和度曲线。根据该剖面预测井A和井B处目的层为高产气层，后经钻井和试气证实井 A试气日产15万方，井B虽未试气，但测井解释为优质产层，预测结果得到了钻井的检验，说 明预测效果良好。
权利要求
一种基于孔隙体积模量的井震结合定量预测砂岩储层流体饱和度的方法，其特征是通过以下技术方案实现1)采用大排列，小道距，高密度采样，采集高质量的地震数据，对地震资料进行保幅处理，形成保真的共中心点道集；2)采集纵波时差、密度、中子、自然电位或自然伽玛、电阻率常规测井资料，得到测井曲线，且处理得到泥质含量、孔隙度、饱和度曲线。3)从纵波时差、横波时差曲线得到纵、横波速度曲线，根据纵横波速度、密度曲线计算纵波阻抗，横波阻抗，纵横波速度比弹性参数曲线；4)在井点处利用多元统计方法分别确定泥质含量和孔隙度与弹性参数之间的关系，建立下述泥质含量和孔隙度的预测模型VSh＝fsh(L1，L2，L3，...)(1)φ＝fφ(L1，L2，L3，...)(2)式中VSh表示泥质含量，φ表示孔隙度，fsh，fφ均表示多元函数，自变量为弹性参数、因变量分别为泥质含量和孔隙度，L1，L2，L3，...Ln为弹性参数曲线；5)采用以下公式计算孔隙体积模量和干燥岩石体积模量Kd＝Ksat-Kp (4)式中Ksat表示完全饱和岩石的体积模量，Kd表示干燥岩石的体积模量，Kp表示孔隙体积模量，φ表示孔隙度，Ks表示岩石基质的体积模量，Kf表示孔隙流体的体积模量；6)利用干燥岩石体积模量和弹性参数曲线，建立干燥岩石体积模量的预测模型Kd＝fkd(L1，L2，L3，...)(5)式中L1，L2，L3，...Ln为弹性参数曲线，fkd表示以弹性参数为自变量、干燥岩石体积模量为因变量的多元函数；7)利用多元回归方法建立有效储层中含水饱和度的预测模型Sw＝fsw(Kp，L4L5，...) (6)式中L1，L2，L3……表示弹性参数曲线，Sw是含水饱和度，fsw表示以弹性参数为自变量、含水饱和度为因变量的多元函数；8)利用叠前地震道集和测井资料进行叠前地震反演，获得各种弹性参数的反演数据体，并利用公式(1)和公式(2)从弹性参数反演数据体计算泥质含量和孔隙度数据体；9)利用步骤5)建立的预测模型从步骤8)所得弹性参数反演数据体计算干燥岩石体积模量；10)利用反演弹性参数数据体求饱和岩石的体积模量，进而由公式(4)求孔隙体积模量Kp；11)利用公式(6)从孔隙体积模量求水饱和度Sw。F200910084537XC0000011.tif
2.根据权利要求1所述的基于孔隙体积模量的井震结合定量预测砂岩储层流体饱和 度的方法，其特征是步骤1)所述的保幅处理是在处理过程保持AVO特征。
3.根据权利要求1所述的基于孔隙体积模量的井震结合定量预测砂岩储层流体饱和 度的方法，步骤2)所述的采集资料至少对一口以上的井采集横波时差曲线。
4.根据权利要求1所述的基于孔隙体积模量的井震结合定量预测砂岩储层流体饱和 度的方法，步骤3)所述的横波速度曲线在没有采集横波时差曲线的井时，利用Xu-White模 型计算横波速度曲线。
全文摘要
本发明是石油物探井震结合定量预测砂岩储层流体饱和度的方法，先采集处理地震数据和测井数据得到各参数曲线，分别确定井泥质含量、孔隙度与弹性参数之关系，建立泥质含量和孔隙度的预测模型，计算孔隙体积模量和干燥岩石体积模量建立模量预测模型，再建立有效储层含水饱和度预测模型，利用叠前地震道集和测井资料进行叠前地震反演，获得各种弹性参数的反演数据体，用所得弹性参数反演数据体计算干燥岩石体积模量求孔隙体积模量，从孔隙体积模量求水饱和度。本发明充分利用了叠前地震资料和测井资料实现储层饱和度定量预测，对含油、气饱和度预测有良好的地质效果。
文档编号G01V1/40GK101887132SQ20091008453
公开日2010年11月17日 申请日期2009年5月15日 优先权日2009年5月15日
发明者李凌高, 甘利灯 申请人:中国石油天然气股份有限公司