孫成禹,李晶晶,唐 杰,張曉釗

(中國(guó)石油大學(xué)(華東)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,山東青島266580)

基于測(cè)井資料的儲(chǔ)層模量反演與地震反射特征分析

孫成禹,李晶晶,唐 杰,張曉釗

(中國(guó)石油大學(xué)(華東)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,山東青島266580)

時(shí)移地震技術(shù)是基于已知地震反射特征隨儲(chǔ)層參數(shù)的變化規(guī)律來(lái)實(shí)現(xiàn)油氣藏動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的。為了準(zhǔn)確得到這一變化規(guī)律,通過(guò)研究形成了一套完整的基于測(cè)井資料的儲(chǔ)層模量反演與地震反射特征分析技術(shù)。首先從研究區(qū)實(shí)際測(cè)井資料出發(fā),采用自適應(yīng)模擬退火算法反演儲(chǔ)層巖石基質(zhì)模量并計(jì)算不同儲(chǔ)層條件的彈性參數(shù);然后精確求解Zoeppritz方程,得到地震波反射系數(shù)的解析解,同時(shí)對(duì)研究區(qū)典型地質(zhì)模型進(jìn)行波動(dòng)方程數(shù)值模擬,得到地震波反射系數(shù)的數(shù)值解;通過(guò)對(duì)解析解和數(shù)值解中的AVO現(xiàn)象進(jìn)行對(duì)比分析和校正,得到不同儲(chǔ)層條件下地震反射特征的變化規(guī)律,總結(jié)建立適用于研究區(qū)的巖石物理量版,用于指導(dǎo)時(shí)移地震成果數(shù)據(jù)的分析解釋。研究中還發(fā)現(xiàn),地震反射特征對(duì)儲(chǔ)層孔隙度的變化非常敏感,如果水力壓裂、CO2注采及其它因素造成儲(chǔ)層孔隙度的微小變化,以及地震解釋工作中孔隙度的預(yù)測(cè)存在微小偏差,都會(huì)引起地震反射特征的變化,可能造成儲(chǔ)層含油氣變化的假象,給油氣檢測(cè)帶來(lái)陷阱。

測(cè)井資料;巖石基質(zhì)模量;模擬退火反演;地震反射特征;巖石物理量版

時(shí)移地震技術(shù)利用不同時(shí)期采集資料中地震反射振幅的差異來(lái)預(yù)測(cè)油氣藏的變化,以此實(shí)現(xiàn)對(duì)油氣藏的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),提高采收率。為了成功應(yīng)用時(shí)移地震技術(shù),需要明確地震波反射特征隨儲(chǔ)層參數(shù)的變化規(guī)律,才能由地震反射特征差異準(zhǔn)確預(yù)測(cè)油氣層的變化。

目前關(guān)于地震反射特征隨儲(chǔ)層參數(shù)變化規(guī)律的研究,一般通過(guò)實(shí)驗(yàn)室?guī)r石物理測(cè)試獲取不同儲(chǔ)層條件下的縱、橫波速度,再通過(guò)求解Zoeppritz方程獲取不同情況下的地震反射特征。國(guó)內(nèi)外很多學(xué)者都曾對(duì)不同巖石的地震響應(yīng)特征進(jìn)行過(guò)研究,也取得了一些較為經(jīng)典的認(rèn)識(shí)和經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停鏗an等[1]、Marion等[2]利用巖石物理實(shí)驗(yàn)研究了夾層孔隙度和泥質(zhì)含量與地震波速度之間的關(guān)系;Blangy[3]和Greenberg等[4]研究了巖性與地震波特征之間的關(guān)系;Wang[5]和Liu[6]研究了儲(chǔ)層孔隙流體與地震波特征之間的關(guān)系。這些已有的巖石物理理論和模型,可以幫助我們較好地利用地震反射特征來(lái)預(yù)測(cè)含油氣儲(chǔ)層的性質(zhì)。

但是,由于油藏開(kāi)采引起的儲(chǔ)層參數(shù)變化量有限,而巖石物理實(shí)驗(yàn)所使用的超聲波頻率與地震勘探頻率相差懸殊(10000倍左右),頻散引起的測(cè)量誤差與儲(chǔ)層差異誤差相比不能忽略。同時(shí),經(jīng)典的Zoeppritz方程是以平面波反射/透射為基礎(chǔ)的,這與實(shí)際生產(chǎn)中的點(diǎn)震源波場(chǎng)存在差異,也會(huì)降低研究結(jié)論的可靠性。為此,需要綜合考慮影響地震波振幅變化的多種因素,從實(shí)際數(shù)據(jù)出發(fā),構(gòu)建典型模型,研究點(diǎn)源波場(chǎng)和平面波場(chǎng)的振幅變化差異,并根據(jù)此差異對(duì)平面波AVO曲線的解析解進(jìn)行校正,得到不同儲(chǔ)層條件下地震反射特征的變化規(guī)律。

由于Gassmann方程[7]能夠較好地刻畫(huà)地震頻帶內(nèi)儲(chǔ)層模量與地震波速度的變化規(guī)律,本文首先從實(shí)際測(cè)井資料出發(fā),基于改進(jìn)的Xu-White模型、Voigt-Reuss-Hill模型和Gasmann方程,采用自適應(yīng)的模擬退火算法反演得到目標(biāo)工區(qū)儲(chǔ)層的基質(zhì)模量;然后在不同孔隙度和不同含流體飽和度條件下,通過(guò)精確求解Zoeppritz方程得到不同儲(chǔ)層條件下地震波反射系數(shù)的解析解,同時(shí)考慮到平面波解與點(diǎn)震源波場(chǎng)的差異,對(duì)研究區(qū)典型地質(zhì)模型進(jìn)行波動(dòng)方程數(shù)值模擬得到反射系數(shù)的數(shù)值解;最終通過(guò)解析解與數(shù)值解的對(duì)比和校正,得到點(diǎn)源記錄下的地震響應(yīng)AVO特征,建立適用于目標(biāo)工區(qū)的巖石物理量版,為時(shí)移地震數(shù)據(jù)的解釋和儲(chǔ)層研究奠定基礎(chǔ)。

1 基本理論與技術(shù)流程

1.1 巖石物理理論

地震波在均勻、各向同性、完全彈性介質(zhì)中的傳播速度為[8]：

(1)

式中：vP為縱波速度;vS為橫波速度;ρsat為飽和流體的巖石密度;Ksat和μsat分別為飽和巖石的體積模量和剪切模量,可以由Gassmann方程[7]得到：

(2)

式中：Km為固體基質(zhì)的體積模量,可由Voigt-Reuss-Hill平均[8](VRH平均)得到;Kf為孔隙流體的體積模量,對(duì)于混合流體,可由Reuss平均計(jì)算得到;Kdry和μdry分別為干巖石骨架的體積模量和剪切模量,本文采用改進(jìn)的Xu-White模型來(lái)計(jì)算;φ為孔隙度。

Xu-White模型[9]綜合考慮了儲(chǔ)層中巖石基質(zhì)的性質(zhì)、孔隙度、泥質(zhì)含量、孔隙流體飽和度以及孔隙形狀對(duì)地震波速度的影響。由于該模型計(jì)算效率比較低,Keys等[10]對(duì)其進(jìn)行了改進(jìn)——通過(guò)求解常微分方程組來(lái)確定巖石骨架模量,具體請(qǐng)參見(jiàn)文獻(xiàn)[9]與文獻(xiàn)[10]。

1.2 儲(chǔ)層基質(zhì)模量的自適應(yīng)反演技術(shù)

地震縱、橫波速度與介質(zhì)的基質(zhì)模量、泥質(zhì)含量、孔隙度、所含流體的模量及飽和度之間存在較復(fù)雜的非線性關(guān)系。用傳統(tǒng)的線性迭代方法來(lái)反演參數(shù)很不穩(wěn)定,容易陷入局部極值,因此應(yīng)用非線性反演算法是很有必要的。

本文選用自適應(yīng)的模擬退火算法。模擬退火法與線性化反演方法不同,它不僅可以向目標(biāo)函數(shù)減小的方向搜索,也能向目標(biāo)函數(shù)增大的方向搜索,故可以從局部極值中爬出,不易陷在局部極值中。而且,模擬退火法與傳統(tǒng)的蒙特卡洛反演方法也有不同,它不是盲目地進(jìn)行隨機(jī)搜索,而是在一定的理論指導(dǎo)下進(jìn)行隨機(jī)搜索,故能保證搜索的效率,能達(dá)到整體極值[11-12]。

利用自適應(yīng)的模擬退火算法反演得到儲(chǔ)層巖石基質(zhì)模量[13-18](流程見(jiàn)圖1),然后基于巖石物理理論便可計(jì)算得到研究區(qū)內(nèi)不同儲(chǔ)層條件下對(duì)應(yīng)的地震屬性參數(shù),進(jìn)而為地震反射特征與儲(chǔ)層參數(shù)之間的變化關(guān)系研究提供依據(jù)。

圖1 基質(zhì)模量反演預(yù)測(cè)流程

1.3 儲(chǔ)層地震反射系數(shù)解析解和數(shù)值解的求取

彈性波在非垂直入射狀態(tài)下到達(dá)彈性分界面上,會(huì)產(chǎn)生反射縱波、反射橫波和透射縱波、透射橫波。由于波在介質(zhì)中傳播的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征關(guān)系服從斯奈爾定律,根據(jù)法向、切向的位移和應(yīng)力連續(xù)性原理可以得出描述上述動(dòng)力學(xué)過(guò)程的Zoeppritz方程。在不同儲(chǔ)層條件下,結(jié)合1.2節(jié)中反演的基質(zhì)模量計(jì)算得到的縱、橫波速度及密度參數(shù),精確求解Zoeppritz方程,就可以得到不同儲(chǔ)層條件下目標(biāo)儲(chǔ)層的縱、橫波反射系數(shù)和透射系數(shù),即基于巖石物理理論與實(shí)際測(cè)井資料的地震波反射系數(shù)的解析解,這也是目前多數(shù)文獻(xiàn)中研究?jī)?chǔ)層地震反射特征的一般做法。

然而,由于實(shí)際生產(chǎn)中的地質(zhì)構(gòu)造和巖性特征遠(yuǎn)非經(jīng)典的Zoeppritz方程所要求的水平界面、半無(wú)限空間的理想假設(shè),所獲得的波場(chǎng)也并非理想的平面波波場(chǎng),所以以此計(jì)算出來(lái)的地震反射特征(主要是AVO特征)與實(shí)際資料中表現(xiàn)出的特征相差較大,不能將此規(guī)律直接用來(lái)判斷儲(chǔ)層的變化情況。為此,進(jìn)一步根據(jù)研究區(qū)特點(diǎn)建立典型地質(zhì)模型,進(jìn)行三維波動(dòng)方程數(shù)值模擬。本文采用交錯(cuò)網(wǎng)格有限差分格式,以提高數(shù)值模擬的精度并壓制數(shù)值頻散[19-23]。通過(guò)波動(dòng)方程數(shù)值模擬得到研究區(qū)典型地質(zhì)模型下球面波波場(chǎng)的模擬記錄,拾取不同儲(chǔ)層條件下界面的反射振幅,由此得到基于波動(dòng)方程的彈性波反射系數(shù)的數(shù)值解。

1.4 儲(chǔ)層地震反射特征研究的技術(shù)流程

與Zoeppritz方程求解得到的平面波記錄振幅相比,基于波動(dòng)方程的球面波記錄振幅不僅與界面處巖性參數(shù)的變化有關(guān),還受到傳播距離(炮檢距)、薄層干涉、界面曲率等因素的影響。根據(jù)解析解與數(shù)值解的差異,可以獲得對(duì)解析解反射特征的校正因子。

考慮三維波動(dòng)方程數(shù)值模擬效率較低,而同一模型的儲(chǔ)層條件變化基本不改變上述影響因素,故可將校正因子推廣到不同的儲(chǔ)層條件,在儲(chǔ)層條件變化時(shí)通過(guò)計(jì)算解析解并應(yīng)用校正因子,便可得到與實(shí)際相符的地震波場(chǎng)特征變化規(guī)律。

本文開(kāi)展地震反射特征隨儲(chǔ)層物性參數(shù)變化規(guī)律研究的技術(shù)流程如圖2所示。

圖2 儲(chǔ)層地震反射特征研究的技術(shù)流程

2 應(yīng)用實(shí)例分析

2.1 研究區(qū)基質(zhì)模量的自適應(yīng)反演

假設(shè)儲(chǔ)層中基質(zhì)模量、泥質(zhì)含量及孔隙度在較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)保持恒定,儲(chǔ)層的縱、橫波速度及密度變化主要由流體變化引起,這樣便能夠通過(guò)儲(chǔ)層縱、橫波速度及密度的變化來(lái)預(yù)測(cè)其中流體的動(dòng)態(tài)變化。

根據(jù)地質(zhì)解釋成果可知,某探區(qū)局部目標(biāo)儲(chǔ)層段(埋深1560～2299m)巖石孔隙中含油、水雙相流體。已知的測(cè)井資料有前期實(shí)測(cè)的縱波速度、橫波速度、密度、孔隙度、含水飽和度及泥質(zhì)含量(圖3中藍(lán)色曲線)?；谝阎獪y(cè)井資料及地震波縱、橫波速度,介質(zhì)的基質(zhì)模量估計(jì)值、泥質(zhì)含量、孔隙度、所含流體模量估計(jì)值與飽和度之間的非線性關(guān)系,我們采用模擬退火算法來(lái)反演目標(biāo)儲(chǔ)層段的基質(zhì)模量及參數(shù)。其中,水的密度為1.0g/cm3,油的密度為0.8g/cm3,反演得到的基質(zhì)模量及參數(shù)如表1所示。

表1 反演得到的研究區(qū)目標(biāo)儲(chǔ)層模量及參數(shù)

為了驗(yàn)證反演結(jié)果的準(zhǔn)確性,利用反演得到的基質(zhì)模量,通過(guò)巖石物理理論計(jì)算得到不同深度處相應(yīng)的速度及密度,形成估算的縱、橫波速度曲線與密度曲線(圖3中紅色曲線)。從圖3中可以看到,估算的縱波速度、橫波速度、密度與實(shí)測(cè)值均吻合較好,以此驗(yàn)證了本文所采用反演算法的可靠性與準(zhǔn)確性。

2.2 儲(chǔ)層參數(shù)對(duì)地震反射特征的影響研究

研究區(qū)構(gòu)造以水平層狀地層為主,伴有斷層和楔形體構(gòu)造。為了更為準(zhǔn)確地研究研究區(qū)內(nèi)儲(chǔ)層的地震反射特征隨儲(chǔ)層參數(shù)的變化規(guī)律,將研究區(qū)的典型構(gòu)造剖面抽象成如圖4所示的理論模型。假設(shè)上、下非儲(chǔ)層的彈性參數(shù)保持不變,分別對(duì)不同孔隙度、不同含流體飽和度條件下的儲(chǔ)層進(jìn)行分析研究。根據(jù)研究區(qū)儲(chǔ)層的反演模量值(表1),利用巖石物理理論分別在不同孔隙度、不同含流體飽和度條件下計(jì)算得到儲(chǔ)層的各彈性參數(shù)(表2)。由表2計(jì)算結(jié)果可以看出,儲(chǔ)層孔隙度、含流體飽和度的改變均會(huì)引起儲(chǔ)層縱、橫波速度及密度的變化。

圖3 研究區(qū)目標(biāo)井段的實(shí)際測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)及估算值

表2 由反演模量值計(jì)算的不同儲(chǔ)層條件下的波速與密度

儲(chǔ)層參數(shù)vP/(km·s-1)vS/(km·s-1)ρ/(g·cm-3)φ=0．1，SW=03．85352．43362．348φ=0．1，SW=0．53．88032．42842．358φ=0．1，SW=1．03．92732．42332．368φ=0．2，SW=03．00171．83352．176φ=0．2，SW=0．53．05221．82512．196φ=0．2，SW=1．03．14121．81692．216φ=0．3，SW=02．31821．32752．004φ=0．3，SW=0．52．39131．31772．034φ=0．3，SW=1．02．51821．30812．064

圖4 研究區(qū)地層的理論模型

圖5 研究區(qū)目標(biāo)儲(chǔ)層不同條件下反射系數(shù)數(shù)值解(a)和解析解(b)隨偏移距的變化關(guān)系

從圖5可以看出,目標(biāo)儲(chǔ)層反射系數(shù)(振幅)的數(shù)值解與解析解隨偏移距的變化基本一致,但由于油藏動(dòng)態(tài)參數(shù)變化引起的地震響應(yīng)差異本身很小,需要對(duì)解析解做精細(xì)的校正。因?yàn)闆Q定油藏變化能否在時(shí)移地震數(shù)據(jù)上有所顯示的是兩期資料中振幅的變化值(即振幅比),而不是振幅值的大小。為此,計(jì)算兩種解在不同儲(chǔ)層流體條件下的振幅比曲線,當(dāng)孔隙度φ=0.3時(shí),圖5中含水飽和度SW=1.0和SW=0兩種情況下的振幅比值曲線如圖6a所示,根據(jù)數(shù)值解振幅比值曲線a和解析解振幅比值曲線b,構(gòu)建校正因子w,設(shè)定目標(biāo)函數(shù)：

(3)

式中：“*”代表褶積運(yùn)算,由此得到的校正因子w如圖6b所示。由于本文涉及的模型相對(duì)簡(jiǎn)單,解析解與數(shù)值解的變化規(guī)律基本一致,故求取的校正因子近似為一尖脈沖。

(4)

圖6 儲(chǔ)層反射振幅比曲線(a)及校正因子(b)

由圖5也可以直觀地看出：當(dāng)孔隙度變化10%左右時(shí),AVO現(xiàn)象就會(huì)有很明顯的不同,相比之下,儲(chǔ)層的含水飽和度由0到1.0的變化過(guò)程中對(duì)AVO效應(yīng)產(chǎn)生的影響要小得多。由此可見(jiàn),儲(chǔ)層孔隙度的微小變化便會(huì)對(duì)儲(chǔ)層的地震特征產(chǎn)生較明顯的影響,進(jìn)而引起含油氣飽和度變化的假象,帶來(lái)烴類檢測(cè)的陷阱,對(duì)后續(xù)的地震處理解釋工作造成不利影響。為了更加清楚地分析儲(chǔ)層孔隙度及含水飽和度對(duì)儲(chǔ)層反射系數(shù)的影響規(guī)律,在孔隙度或含水飽和度連續(xù)變化的情況下,基于反演得到的儲(chǔ)層基質(zhì)模量及參數(shù),利用巖石物理理論分別計(jì)算得到目標(biāo)儲(chǔ)層的縱、橫波速度及密度值,求解Zoeppritz方程,并對(duì)其結(jié)果進(jìn)行校正,獲得不同孔隙度變化和含水飽和度條件下目標(biāo)儲(chǔ)層的擬數(shù)值反射振幅變化規(guī)律,結(jié)果如圖7所示。

圖7 孔隙度變化(a)和含水飽和度變化(b)對(duì)目標(biāo)儲(chǔ)層反射振幅的影響

圖7a所示為含水飽和度為0.5的條件下,儲(chǔ)層孔隙度由0.1變化到0.3時(shí),目標(biāo)儲(chǔ)層反射振幅的變化規(guī)律,可以看出,儲(chǔ)層孔隙度由0遞變?yōu)?.3的過(guò)程中,儲(chǔ)層反射特征由第Ⅰ類AVO遞變?yōu)榈冖蝾?最后為第Ⅳ類AVO現(xiàn)象。這是因?yàn)殡S著儲(chǔ)層孔隙度的遞增,儲(chǔ)層流體含量增加,儲(chǔ)層速度及密度減小,進(jìn)而使得儲(chǔ)層阻抗不斷減小,即儲(chǔ)層與蓋層之間的波阻抗關(guān)系發(fā)生變化,進(jìn)而儲(chǔ)層反射極性及反射振幅隨偏移距的變化規(guī)律也發(fā)生了變化。相比之下,含水飽和度對(duì)AVO分析的影響要小得多,由圖7b可見(jiàn),孔隙度為0.3的前提下,儲(chǔ)層含水飽和度由0變?yōu)?.0的過(guò)程中,儲(chǔ)層反射振幅有所增大,但其隨偏移距的變化趨勢(shì)不明顯。由此可見(jiàn),在油氣藏的時(shí)移地震監(jiān)測(cè)中,儲(chǔ)層孔隙度的微小變化或者儲(chǔ)層孔隙度測(cè)量中的微小偏差都會(huì)引起地震資料中儲(chǔ)層反射振幅的較大變化,即對(duì)AVO效應(yīng)產(chǎn)生較明顯的影響,從而有可能造成含油氣飽和度變化的假象,進(jìn)而引起烴類檢測(cè)的陷阱。

基于校正后的不同儲(chǔ)層條件下隨偏移距變化的反射振幅,用于AVO指示因子(截距P與梯度G的乘積)與泊松比的交會(huì)分析,如圖8所示。AVO指示因子(P×G)對(duì)儲(chǔ)層孔隙度的變化非常敏感,相比之下對(duì)含流體飽和度變化的辨識(shí)度要低得多,而且孔隙度越大,儲(chǔ)層流體含量越高,AVO指示因子對(duì)含流體飽和度變化的敏感度越高。

圖8 不同儲(chǔ)層條件下AVO指示因子(P×G)與儲(chǔ)層泊松比交會(huì)分析結(jié)果

2.3 建立適用于研究區(qū)儲(chǔ)層的巖石物理量版

基于研究區(qū)目標(biāo)儲(chǔ)層校正后的擬反射振幅變化關(guān)系,利用Causse等[24-25]給出的反射系數(shù)隨入射角變化關(guān)系式進(jìn)行三參數(shù)AVO反演,得到儲(chǔ)層的速度和密度參數(shù),進(jìn)而根據(jù)公式(1)和公式(2)求得綜合描述研究區(qū)地震屬性參數(shù)(地震波速度比、阻抗等)與儲(chǔ)層參數(shù)(孔隙度、含水飽和度、泥質(zhì)含量等)的巖石物理量版,如圖9所示。

圖9給出的研究區(qū)巖石物理量版綜合了巖石物理理論和彈性理論,考慮了平面波場(chǎng)和點(diǎn)源波場(chǎng)的差異,量化了地震屬性參數(shù)隨儲(chǔ)層參數(shù)的變化。從圖9中可以看出,隨著含水飽和度的增加,目標(biāo)儲(chǔ)層的泊松比(縱橫波速度比)與聲波阻抗均會(huì)增加;隨著孔隙度和泥質(zhì)含量的增加,目標(biāo)儲(chǔ)層的泊松比會(huì)增加,而聲波阻抗會(huì)減小。此外,地震屬性參數(shù)對(duì)孔隙度的敏感性要高于泥質(zhì)含量和儲(chǔ)層的含油飽和度。圖9中同時(shí)加入了測(cè)井所得的散點(diǎn)數(shù)據(jù),可以看出,制作的量版圖與研究區(qū)實(shí)際測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)可以較好地吻合。以此證明了本文基于測(cè)井資料的儲(chǔ)層模量反演與地震反射特征分析方法的正確性與實(shí)用性。

圖9 適用于研究區(qū)的巖石物理量版

3 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

從實(shí)際測(cè)井資料出發(fā),采用自適應(yīng)的模擬退火算法反演儲(chǔ)層基質(zhì)模量,并基于巖石物理理論計(jì)算不同儲(chǔ)層條件的彈性參數(shù)。針對(duì)研究區(qū)儲(chǔ)層建立典型模型,進(jìn)行波動(dòng)方程正演模擬得到地震波反射系數(shù)的數(shù)值解,精確求解Zoeppritz方程獲得地震波反射系數(shù)的解析解,通過(guò)解析解和數(shù)值解振幅變化曲線的對(duì)比分析,求取AVO校正因子,總結(jié)建立了表征研究區(qū)不同儲(chǔ)層條件下地震反射特征變化規(guī)律的巖石物理量版,可望提高時(shí)移地震油藏動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的可靠性。通過(guò)研究形成了一套完整的基于測(cè)井資料的儲(chǔ)層模量反演與地震反射特征分析技術(shù),并得到以下認(rèn)識(shí)。

1) 一般情況下,地震反射系數(shù)的解析解與數(shù)值解隨儲(chǔ)層參數(shù)的變化規(guī)律是一致的,但由于點(diǎn)源記錄的反射波振幅還受到傳播距離(炮檢距)、薄層干涉、界面曲率等因素的影響,需要對(duì)解析解表示的地震反射振幅曲線進(jìn)行必要的校正才能與實(shí)際更加接近。

2) 通過(guò)對(duì)比分析可知,孔隙度比飽和度等參數(shù)對(duì)地震反射特征的變化有著更為明顯的影響。由于實(shí)際生產(chǎn)中通常設(shè)定儲(chǔ)層孔隙度不變,更多地關(guān)注含流體飽和度的變化。因此,水力壓裂、CO2注采和其它因素造成的儲(chǔ)層孔隙度微小變化及地震解釋工作中孔隙度預(yù)測(cè)的微小偏差等都會(huì)造成含油氣變化的假象,帶來(lái)油氣檢測(cè)陷阱。

3) 基于研究區(qū)實(shí)際測(cè)井資料繪制的巖石物理量版可直接應(yīng)用于時(shí)移地震成果數(shù)據(jù)的分析解釋,進(jìn)而為油氣田的開(kāi)發(fā)與油藏管理提供指導(dǎo)。

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(編輯：顧石慶)

Reservoir moduli inversion and seismic reflection chracteristics analysis based on logging data

Sun Chengyu,Li Jingjing,Tang Jie,Zhang Xiaozhao

(SchoolofGeosciences,ChinaUniversityofPetroleum,Qingdao266580,China)

Time lapse seismic is an effective technology for reservoir dynamic monitoring.It is based on the known variation rule of seismic reflection characteristics via reservoir parameters.In order to obtain this rule accurately,a series of techniques is established based on logging data for reservoir moduli inversion and seismic reflection chracteristics analysis.According to the rock physics theory,the reservoir rock matrix modulus is inversed by the adaptive simulated annealing algorithm and the elastic parameters under different reservoir conditions are calculated from the actual logging data.The analytic solution of seismic wave reflection coefficients can be obtained by solving the Zoeppritz equation exactly.Considering the difference between plane wave solution and point source wavefield,the numerical modeling of elastic wave equations to the typical geological model is performed.Then by some comparison,the analysis and correction to the AVO characteristics of the analytical and numerical solutions are carried out,and the reflection characteristics under different reservoir conditions could be obtained.Finally,the rock physics template suitable to target area is established to guide the interpretation of real data.It is also found that seismic reflection is very sensitive to the variation in reservoir porosity.If there are small changes of porosity caused by hydraulic fracturing,CO2injection and other artificial factors,or there are some tiny errors of porosity prediction in seismic inversion and interpretation,a relatively great change might be occurred on the seismic reflection characteristics,which would lead to pitfalls in the prediction of reservoir parameters in oil-gas reservoir monitoring.

logging data,rock matrix modulus,simulated annealing algorithm,seismic reflection characteristics,rock physics template

2014-06-26;改回日期：2014-10-25。

孫成禹(1968—)，男，教授，主要從事地震勘探理論和方法的研究。

國(guó)家自然科學(xué)基金(41374123)和國(guó)家科技重大專項(xiàng)(2011ZX05006-002)共同資助。

P631

A

1000-1441(2015)03-0350-09

10.3969/j.issn.1000-1441.2015.03.015