一种利用岩石物理模板对储层定量解释的方法与流程

本发明涉及岩石物理学及地球物理测井
技术领域：
，具体涉及一种利用岩石物理模板对储层定量解释的方法。
背景技术：
：岩石物理学是连接岩石物理参数、流体性质参数与地震弹性参数的桥梁，为地震数据的定量解释提供了坚实基础，大大降低了地震解释的多解性。近年来，国内外在地震岩石物理基础研究方面取得了显著的进展，同时也较为成功地将研究成果应用于岩性识别、流体检测和孔隙度反演等方面，在地震勘探、油藏开发等领域发挥了重要的作用。随着油气勘探开发的不断深入，油气储集体越来越复杂，勘探重点由原来的构造油气藏向岩性油气藏、隐蔽油气藏转移。一方面勘探目标逐渐变深、变小，勘探难度加大，对储层预测的精度要求更高。另一方面，储层预测的最终目的除了判断储层的存在性，预测储层发育程度地好坏，同时需要判定储层中所含流体的性质。大量的科学研究表明，我国拥有丰富的岩性地层油气藏资源，有巨大的勘探开发潜力。而地震反演是获取岩性地层弹性参数的重要技术手段，通过叠后反演可以得到纵波阻抗数据体，通过叠前反演可以得到纵波阻抗、横波阻抗、密度或者纵波速度、横波速度、密度等参数。这些弹性参数被广泛应用于含油气储层预测，取得了很多很好的预测效果，但也有失败的例子，达不到区分岩性和识别流体的目的。在挖掘地震反演数据所蕴含的储层信息方面，有学者及科研人员做了大量的研究和生产应用工作，比如泊松阻抗、速度比等流体识别因子的出现。目前对这些弹性参数及其变换的解释是在定性的程度上进行的，单一应用一种参数进行储层预测工作的多解性较强，给地震资料的解释带来了风险，限制了地震反演结果的应用及解释工作。技术实现要素：针对地震反演结果的解释手段和应用范围有限的缺点，本发明方法基于岩石物理模型，建立了用于地震资料定量解释的岩石物理模板。将多参数与岩石物理模板进行交会分析，在岩石物理模板中分析各参数的分布范围，并将目的区域的弹性参数在剖面、切片或三维空间进行勾勒，实现对目标地质体的解释及预测工作，降低解释工作的多解性。本发明提供一种利用岩石物理模板对储层定量解释的方法，用于指导地震反演和反演结果的解释，实现油气储层分布预测和流体检测。本发明的方法，包括：岩样测试分析；计算岩石物理模板初始模型；优化岩石物理模板初始模型；利用优化的岩石物理模板初始模型对叠前地震反演结果进行解释；获得含油气窗口。进一步地，在岩样测试分析步骤中，通过对储层岩样进行测试分析，得到组成岩石的矿物成分及孔隙结构参数。可选地，在砂泥岩中，包括获得砂岩及泥岩的弹性模量、密度、孔隙扁率，所述的弹性模量包括体积模量、剪切模量；其中砂岩的弹性模量、密度为符号表示为Ks,μs,ρs,泥岩的弹性模量、密度为Kc,μc,ρc；孔隙扁率为αs,αc；参数(αs,αc,Ks,μs,ρs,Kc,μc,ρc)为岩石物理正演模型的输入数据。可选地，计算岩石物理模板初始模型，包括针对致密砂岩利用干岩石近似和Gassmann公式建立致密砂岩的岩石物理模型，并计算速度、密度随岩石孔隙度、含水饱和度及泥质含量的变换曲线，实现岩石物理正演计算。进一步地，所述的干岩石近似是在给定岩石基质弹性模量基础上，考虑孔隙结构参数来计算干岩石弹性模量的方法，具体是通过孔隙度和孔隙结构参数来对初始基质弹性模量进行修正，得到岩石处于孔隙度为φ时、孔隙结构为α时的干岩石弹性模量：K(φ)＝K0(1-φ)p,μ(φ)＝μ0(1-φ)q(1)K0和μ0是基质的弹性模量，p和q是体积百分含量和孔隙结构的函数，K(φ)和μ(φ)是孔隙度为φ时的干岩石弹性模量，vl代表砂岩和泥岩的体积百分含量，分别为vs和vc，Tiijj(αl)和F(αl)是孔隙结构参数。可选地，所述的Gassmann公式能够由干岩石弹性模量计算饱和流体岩石的弹性模量，由此计算各向同性介质的纵波速度和横波速度：ρsat＝φ·(Sw·ρw+(1-Sw·ρg))+(1-φ)·ρma(5)其中，Kf为孔隙饱和流体的体积模量，Ksat和μsat为饱和流体岩石体积模量和剪切模量，Sw为含水饱和度，ρsat是饱和流体岩石的密度，ρw、ρg、ρma是水的密度、气的密度及岩石基质的密度，Kdry和μdry是干岩石的体积模量和剪切模量，Vρest和Vsest分别是各向同性介质的纵波速度和横波速度。进一步地，将泥质含量设为定值，给定含水饱和度，计算速度及密度随孔隙度的变化曲线；对上述曲线进行变换，得到纵波阻抗和速度比，然后将变换后的曲线显示在横坐标为纵波阻抗，纵坐标为速度比的交会图中，得到岩石物理模板初始模型，其中纵波阻抗为纵波速度与密度的乘积，速度比为纵波速度与横波速度的比值。进一步地，利用实测横波测井资料对岩石物理模板初始模型进行优化，得到优化后的岩石物理模板：其中，和为实测的纵波和横波速度，Vp和Vs为正演的纵波和横波速度，λ为横波权重系数，取值范围是0到1之间。其中通过调整岩石组分中的砂岩和泥岩的弹性模量及孔隙扁率，使得正演的纵横波速度与实测的纵横波速度残差最小，此时调整后的砂岩和泥岩的弹性模量及孔隙扁率(αs,αc,Ks,μs,ρs,Kc,μc,ρc)就是优化后的岩石物理模板参数。进一步地，将叠前反演得到的纵横波速度、密度进行变换，得到纵波阻抗和纵横波速度比，分析叠前反演的纵波阻抗和速度比在岩石物理模板中的分布，通过反演结果所在区域的孔隙度、含水饱和度来分析含油气性，获得含油气窗口。其中纵波阻抗为纵波速度与密度的乘积，速度比为纵波速度与横波速度的比值。本发明的方法可用于测井资料解释以及叠前地震反演结果的解释。本发明提供的岩石物理模板建立方法能够快速的建立起用于测井及地震解释的岩石物理模板，通过对数据在岩石物理模板上的分布来分析含油气性，能够降低地震资料解释的多解性。附图说明通过结合附图对本公开示例性实施方式进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。图1是本发明的流程图。图2是实施例1中的速度比-纵波阻抗岩石物理模板。图3是实施例1中的速度比-纵波阻抗岩石物理模板中的含油气窗口，将圈选的数据在切片数据显示中用特定颜色显示，从而勾勒出尤其潜力区域的分布范围及形态。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。本发明提供了一种利用岩石物理模板对储层定量解释的方法，可用于测井资料解释以及叠前地震反演结果的解释。本发明提供的岩石物理模板建立方法能够快速的建立起用于测井及地震解释的岩石物理模板，通过对数据在岩石物理模板上的分布来分析含油气性，能够降低地震资料解释的多解性。为了建立用于致密砂岩储层定量解释的岩石物理模板，本发明首先对储层岩样进行测试分析得到组成岩石的矿物成分及孔隙结构参数，然后利用岩石物理模型计算岩石弹性参数随孔隙度、含水饱和度及泥质含量的变化，得到岩石物理模板初始模型，再利用实测横波测井资料对岩石物理模板初始模型进行优化，得到优化后的岩石物理模板，最后将叠前反演得到的弹性参数同岩石物理模板同时显示在交会图中，通过叠前反演的弹性参数在岩石物理模板中的分布来对储层及含油气性进行定量解释。如图1所示，本发明公开一种利用岩石物理模板对储层定量解释的方法，属于岩石物理学及地球物理测井
技术领域：
。所述方法包括：岩样测试分析；计算岩石物理模板初始模型；优化岩石物理模板初始模型；利用优化的岩石物理模板初始模型对叠前地震反演结果进行解释；获得含油气窗口。进一步地，本发明的方法包括：对储层岩样进行测试分析得到组成岩石的矿物成分及孔隙结构参数；利用岩石物理模型计算岩石弹性参数随孔隙度、含水饱和度及泥质含量的变化，得到岩石物理模板初始模型；利用实测横波测井资料对岩石物理模板初始模型进行优化，得到优化后的岩石物理模板；将叠前反演得到的弹性参数同岩石物理模板同时显示在交会图中，通过叠前反演的弹性参数在岩石物理模板中的分布来对储层及含油气性进行定量解释。为便于理解本发明实施例的方案及其效果，以下给出一个具体应用示例。本领域技术人员应理解，该示例仅为了便于理解本发明，其任何具体细节并非意在以任何方式限制本发明。作为一个实施方式，本发明的方法包括以下步骤：首先对岩样进行测试分析。对致密砂岩储层岩样进行测试分析得到组成岩石的矿物成分及孔隙结构参数。在砂泥岩中，包括砂岩及泥岩的弹性模量和密度、砂岩及泥岩的孔隙扁率等参数。所述的弹性模量包括体积模量、剪切模量；所述的砂岩及泥岩的弹性模量、密度及孔隙扁率是后续岩石物理正演模型的输入数据。砂岩的弹性模量、密度为符号表示为Ks,μs,ρs,；泥岩的弹性模量、密度为Kc,μc,ρc；孔隙扁率为αs,αc。这一组参数(αs,αc,Ks,μs,ρs,Kc,μc,ρc)为岩石物理正演模型的输入数据。针对致密砂岩利用干岩石近似和Gassmann公式进行致密砂岩的岩石物理模型建立，并计算速度、密度随岩石孔隙度、含水饱和度及泥质含量的变换曲线，实现岩石物理正演计算。所述内容中的干岩石近似是在给定岩石基质弹性模量基础上，考虑孔隙结构参数来计算干岩石弹性模量的方法，具体是通过孔隙度和孔隙结构参数来对初始基质弹性模量进行修正，得到岩石处于孔隙度为φ时、孔隙结构为α时的干岩石弹性模量。具体形式见如下公式(1)：K(φ)＝K0(1-φ)p，μ(φ)＝μ0(1-φ)q(1)K0和μ0是基质(骨架)的弹性模量，p和q是体积百分含量和孔隙结构的函数，和μ(φ)是孔隙度为时的干岩石弹性模量。vl代表砂岩和泥岩的体积百分含量，分别为vs和vc，由泥质含量得到。Tiijj(αl)和F(αl)是孔隙结构参数。Gassmann公式能够由干岩石弹性模量计算饱和流体岩石的弹性模量，由此计算各向同性介质的纵波速度和横波速度，具体见如下公式(3)、(4)、(5)：ρsat＝φ·(Sw·ρw+(1-Sw·ρg))+(1-φ)·ρma(5)其中，Kf为孔隙饱含流体的体积模量，Ksat和μsat为饱含流体岩石体积模量和剪切模量。其中，Sw为含水饱和度。ρsat是饱和流体岩石的密度，ρw、ρg、ρma是水的密度、气的密度及岩石骨架的密度，为已知的。Kdry和μdry是干岩石的体积模量和剪切模量，Vρest和Vsest分别是各向同性介质的纵波速度和横波速度。上述步骤建立了由给定岩石矿物组分及孔隙结构参数、孔隙度、泥质含量计算各向同向岩石速度的正演过程。接下来，将泥质含量设为定值，给定含水饱和度，可计算速度及密度随孔隙度的变化曲线。作为一个实施例，依次计算含水饱和度为0、0.2、0.4、0.6、0.8、1时速度、密度随孔隙度的变化曲线；将含水饱和度设为定值，计算依次计算泥质含量为0、0.2、0.4、0.6、0.8、1时的速度、密度随孔隙度的变化曲线。对上述曲线进行变换，得到纵波阻抗和速度比，然后将变换后的曲线显示在横坐标为纵波阻抗，纵坐标为速度比的交会图中，得到岩石物理模板初始模型。其中纵波阻抗为纵波速度与密度的乘积，速度比为纵波速度与横波速度的比值。接下来，利用实测横波测井资料对岩石物理模板初始模型进行优化，得到优化后的岩石物理模板，见如下公式(6)：所述公式(6)中，和为实测的纵波和横波速度，Vp和Vs为正演的纵波和横波速度。λ为横波权重系数，取值范围是0到1之间。通过调整岩石组分中的砂岩和泥岩的弹性模量及孔隙扁率，使得正演的纵横波速度与实测的纵横波速度残差最小。此时调整后的砂岩和泥岩的弹性模量及孔隙扁率(αs,αc,Ks,μs,ρs,Kc,μc,ρc)就是优化后的岩石物理模板参数，由此进行岩石物理正演计算泥质含量、含水饱和度、孔隙度变化时的纵横波速度。最后，将叠前反演得到的纵横波速度、密度进行变换，得到纵波阻抗和纵横波速度比，将纵波阻抗和速度比在交会图中显示，分析叠前反演的纵波阻抗和速度比在岩石物理模板中的分布，通过反演结果所在区域的孔隙度、含水饱和度来分析含油气性。其中纵波阻抗为纵波速度与密度的乘积，速度比为纵波速度与横波速度的比值。本发明的方法基于岩石物理模型建立了用于叠前地震资料解释的岩石物理模板，通过与实测横波速度的比较实现了对岩石物理模板的优化，将含油气储层预测由定性向定量推进一步。所建立的岩石物理模板用以指导地震反演和反演结果的解释，实现了油气储层分布预测和流体检测的目的。下面以某地区的实际数据为例，利用本发明方法建立岩石物理模板，进而说明本发明的效果。图2是实施例1中的速度比-纵波阻抗岩石物理模板。图3是实施例1中的速度比-纵波阻抗岩石物理模板中的含油气窗口，将圈选的数据在切片数据显示中用特定颜色显示，从而勾勒出尤其潜力区域的分布范围及形态。表1是常用的弹性参数，由岩石物理实验得到。岩性及弹性参数数值砂岩的体积模量38GPa砂岩的剪切模量44GPa泥岩的体积模量20.9GPa泥岩的剪切模量6.85GPa水的体积模量GPa表1常用的弹性参数实施例1本实施例是本发明用于某地区的实际测井数据和叠前反演资料的实施实例，本发明的方法步骤如下：1、首先对致密砂岩储层岩样进行测试分析，得到岩石物理正演模型的输入数据。包括砂岩及泥岩的弹性模量、密度及孔隙扁率。2、针对致密砂岩利用干岩石近似和Gassmann公式进行致密砂岩的岩石物理模型建立，并计算速度、密度随岩石孔隙度、含水饱和度及泥质含量的变换曲线，实现岩石物理正演计算。3、在步骤2基础上，①首先将泥质含量设为定值，给定含水饱和度，可计算速度及密度随孔隙度的变化曲线。依次计算含水饱和度为0、0.2、0.4、0.6、0.8、1时速度、密度随孔隙度的变化曲线。②将含水饱和度设为定值，计算依次计算泥质含量为0、0.2、0.4、0.6、0.8、1时的速度、密度随孔隙度的变化曲线。③对上述曲线进行变换，得到纵波阻抗和速度比(纵波阻抗为纵波速度与密度的乘积得到，速度比为纵波速度除以横波速度得到)，然后将变换后的曲线显示在横坐标为纵波阻抗，纵坐标为速度比的交会图中。得到岩石物理模板初始模型。4、利用实测横波测井资料对岩石物理模板初始模型进行优化，得到优化后的岩石物理模板。利用优化后的岩石物理模板参数重新计算不同含水饱和度、泥质含量情况下的纵波、横波速度及密度。即利用优化后的参数，进行上述步骤2的工作内容。5、将叠前反演得到的纵横波速度、密度进行变换，得到纵波阻抗和纵横波速度比，将纵波阻抗和速度比在交会图中显示，分析叠前反演的纵波阻抗和速度比在岩石物理模板中的分布，通过反演结果所在区域的孔隙度、含水饱和度来分析含油气性。本发明的方法可用于测井资料解释以及叠前地震反演结果的解释。本发明提供的岩石物理模板建立方法能够快速的建立起用于测井及地震解释的岩石物理模板，通过对数据在岩石物理模板上的分布来分析含油气性，能够降低地震资料解释的多解性。以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进，或者使本
技术领域：
的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。当前第1页1 2 3