[發明專利]一種利用地震波阻抗定量反演孔隙度的方法

有效

• 申請號: 201310468158.7
• 申請日: 2013-10-09
• 公開（公告）號: CN104570065A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發明（設計）人: 白俊雨
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油物探技術研究院
• 主分類號: G01V1/28
• 分類號: G01V1/28;G01V1/30
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 郭韞

技術領域

本發明屬于石油與天然氣勘探開發領域，具體涉及一種利用地震波阻抗定量反演孔隙度的方法。

背景技術

地震勘探技術是油氣勘探中應用最為廣泛的一種地球物理學方法，在地表或者井中人工激發地震波，利用地震波在不同介質中傳播的速度、振幅、頻率、相位、波形等參數的變化來分析、預測油氣儲層分布范圍及儲層物性特征。隨勘探開發程度逐漸深入，地震勘探已經從認識地下構造形態的構造勘探，逐漸發展成直接應用地震信息判斷巖性、分析巖相、定量計算巖層物性參數的巖性勘探。地震性質及反射率受控于地下介質巖性、流體類型、孔隙度、壓力、溫度、礦物、巖理等，而巖石物理正是研究巖石物理屬性(物性參數)與地球物理屬性之間的橋梁，即巖石物理屬性可由地球物理觀測數據及其特征(屬性)來表征，巖石物理是建立地震資料預測工具及解釋反演結果的物理基礎。近幾年來，以Gassmann方程為代表的巖石物理理論研究在許多方面都取得了很大的進展。利用巖石物理技術研究的成果，可以為含油氣分析和儲層識別提供敏感性巖石物理參數，能夠有效地指導儲層識別和預測?？紫抖群惋柡投仁敲枋鰞有再|的重要參數，利用地震資料定量反演儲層參數具有橫向連續性好的優點，對儲層精細描述具有重要意義。

目前地震孔隙度反演方法主要有三類：

①利用速度求孔隙度，根據孔隙度與地震波傳播速度的關系求取孔隙度，例如利用Wyllie公式和改進型的Raymer公式由地震縱波速度等參數求取孔隙度。該類方法的優點是計算方便，但Wyllie公式未考慮巖石的體積形變，難以在復雜地質條件下應用。后來的研究表明，它們也不適用于含氣砂巖孔隙度的預測；

②統計型反演方法，由于地震聲學反演和彈性反演的結果與巖石孔隙度無直接聯系，因此在將反演結果轉換成孔隙度時，主要利用了反演結果和孔隙度的統計關系，例如速度-孔隙度交匯圖以及密度、波阻抗、泊松比等參數和孔隙度的交匯圖。該類方法目前應用較普遍，但要獲得較好的效果需要大量的地質、測井、巖石物理、地震多屬性參數資料，并構建適當的地質模型；

③第三類方法是基于Biot-Gassmann方程的孔隙度計算方法，如HeXilei與He?Zhenhua(2012)提出的巖石骨架與地震孔隙度反演。張應波(1994)推導了孔隙度的解析式，該方法的優點是獲得了計算孔隙度的解析式，有堅實的理論基礎，缺點是需要預先提供的參數很多，除了Gassmann方程中孔隙度以外的4個參數外，還要求提供應力、孔隙壓力、流體黏滯系數和地震波的衰減系數等。上述參數的獲得是一個復雜的過程，使得基于地震數據的地震孔隙度反演的應用受到了限制。

發明內容

本發明的目的在于解決上述現有技術中存在的難題，提供一種利用地震波阻抗定量反演孔隙度的方法，針對地震資料解釋中難以獲得孔隙度剖面及常規地震孔隙度反演方法存在的反演精度低、輸入數據繁雜及難以適用復雜地質條件，應用受到限制等不足，本發明基于巖石物理方程和彈性參數進行地震孔隙度反演，物理意義明確，適應性強，將孔隙度的取值范圍加入反演過程作為約束，提高了反演的穩定性和精度，可保持疊前彈性參數反演的優點，同時又具有對油氣分布有利區帶直接預測的優勢，可直接用于實際地震資料的孔隙度反演。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種利用地震波阻抗定量反演孔隙度的方法，以地震波阻抗為輸入數據，利用巖石物理方程和地震波傳播速度公式構建孔隙度反演的誤差函數，并在孔隙度的取值范圍內構建解的可行域空間，在該可行域空間內采用非線性全局尋優算法進行迭代反演，得到最終的孔隙度。

所述方法包括：

(1)輸入終止條件的值ε，在孔隙度的取值范圍內隨機給定孔隙度的初始值；

(2)輸入固體礦物的體積模量K₀和剪切模量μ₀，輸入固結系數c，計算干巖石彈性模量；

(3)計算飽和巖石彈性模量；

(4)由所述飽和巖石彈性模量計算波阻抗，所述波阻抗包括縱波阻抗I_p和橫波阻抗I_s；

(5)輸入比重因子λ和由疊前地震反演得到的縱波阻抗I_pi和橫波阻抗I_si’建立孔隙度反演的誤差函數；

(6)利用非線性全局尋優算法對所述孔隙度反演的誤差函數進行迭代反演，直到所述孔隙度反演的誤差函數滿足終止條件；

(7)輸出滿足終止條件的孔隙度。

所述步驟(2)計算干巖石彈性模量是這樣實現的：