[發(fā)明專利]一種頁巖水平層理縫密度地震預(yù)測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710090573.1
• 申請日: 2017-02-20
• 公開（公告）號: CN108459346B
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉喜武;劉宇巍;劉炯;霍志周;張遠(yuǎn)銀;劉志遠(yuǎn);張金強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）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勘探開發(fā)研究院
• 主分類號: G01V1/00
• 分類號: G01V1/00
• 代理公司: 北京思創(chuàng)畢升專利事務(wù)所 11218
• 代理人: 孫向民;廉莉莉

公開了一種頁巖水平層理縫密度地震預(yù)測方法。該方法包括以下步驟：(1)構(gòu)建頁巖水平層理縫密度各向異性巖石物理模型；(2)基于所述巖石物理模型，根據(jù)測井曲線進(jìn)行巖石物理反演，獲得水平層理縫密度的數(shù)值以及各向異性參數(shù)的數(shù)值；(3)對所述水平層理縫密度與所述各向異性參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)交會分析，建立預(yù)測模型；(4)利用反演的頁巖VTI介質(zhì)底界面AVO屬性估算上覆頁巖各向異性參數(shù)的數(shù)值；(5)將各向異性參數(shù)的數(shù)值轉(zhuǎn)換為水平層理縫密度的數(shù)值，得到水平層理縫地震預(yù)測結(jié)果。通過本發(fā)明可以獲得優(yōu)質(zhì)頁巖層段水平層理縫密度平面分布，首次實(shí)現(xiàn)了利用疊前地震數(shù)據(jù)進(jìn)行水平層理縫的預(yù)測。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及油地球物理技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種頁巖水平層理縫密度地震預(yù)測方法。

背景技術(shù)

頁巖油氣藏是油氣勘探開發(fā)產(chǎn)業(yè)向縱深方向拓展的重要領(lǐng)域。在頁巖油氣藏中，水平層理紋理縫是重要儲集空間和疏導(dǎo)體系，對頁巖油氣藏的勘探與開發(fā)具有重要意義，這在國內(nèi)頁巖油氣藏的勘探實(shí)踐中已得到證實(shí)。然而，由于勘探地震資料的獲取均為地表激發(fā)地表接收，對于垂直裂縫和高角度裂縫通過橫向方位各向異性可以較好的刻畫，對于水平層理縫在垂直面上的方位變化信息無法獲得。因此，目前關(guān)于水平層理縫地震預(yù)測技術(shù)方法尚未見公開發(fā)表的到文獻(xiàn)和報(bào)道。裂縫巖石物理建模，及基于測井巖石物理反演與VTI(具有垂直對稱軸的橫向各向同性)介質(zhì)地震各向異性預(yù)測也未見直接與水平縫預(yù)測相關(guān)。

裂縫巖石物理理論極其復(fù)雜，最常用的兩種巖石物理模型是線性滑移模型(Schoenberg and Douma,1980)和Hudson硬幣型裂隙模型(Hudson et al,1981)。按照參數(shù)化從簡單到復(fù)雜程度，可以總結(jié)為：標(biāo)量裂縫(Schoenberg and Sayers,1995)：包含一個(gè)裂縫溶度參數(shù)和兩個(gè)方向參數(shù)；硬幣型裂隙(Hudson et al,1981；Kachanov,1993)：兩個(gè)裂縫柔度參數(shù)為一個(gè)參數(shù)的函數(shù)；旋轉(zhuǎn)不變裂縫(Schoenberg and Douma,1988)：兩個(gè)裂縫柔度參數(shù)和兩個(gè)方向參數(shù)，對于垂直裂縫則歸結(jié)為HTI介質(zhì)(5個(gè)獨(dú)立彈性參數(shù))；平的裂隙(Schoenberg&Douma,1988)：線性滑移理論，三個(gè)裂縫柔度參數(shù)和兩個(gè)方向參數(shù)；或者正交各向異性介質(zhì)(Orthorhombic Anisotropy)。這些裂縫巖石物理等效理論既考慮了靜態(tài)等效，也考慮了動態(tài)等效，可以估算裂縫長度、開度、走向、密度等參數(shù)。但是對于頁巖復(fù)雜微觀結(jié)構(gòu)及其發(fā)育垂直縫和水平層理縫的情況，缺乏有效的描述，特別是頁巖水平層理縫的發(fā)育密度，地球物理響應(yīng)規(guī)律不清，無從實(shí)現(xiàn)地震方法對其預(yù)測。

在巖石物理模型的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)測井尺度的巖石物理反演是地震儲層預(yù)測的基礎(chǔ)。目前主要是基于相應(yīng)的巖石物理模型，構(gòu)造縱波預(yù)測目標(biāo)函數(shù)，對反演的參數(shù)進(jìn)行巖石物理正反演迭代實(shí)現(xiàn)。由于目前絕大多數(shù)頁巖巖石物理模型中沒有包含水平層理縫密度參數(shù)，因此也無法實(shí)現(xiàn)測井尺度巖石物理參數(shù)反演。

對于各向同性介質(zhì)，Zoeppritz基于反射界面的應(yīng)力和位移連續(xù)性推導(dǎo)了反射波和透射波的振幅公式，包括反射縱波、反射橫波、透射縱波和透射橫波等四個(gè)方程，求個(gè)方程可以得到各向同性介質(zhì)中反射與透射波的反射系數(shù)或振幅；Ruger(1998)給出了HTI介質(zhì)半空間與上覆各向同性半空間介質(zhì)之間界面反射的Zoeppritz方程的線性化近似公式，這個(gè)近似公式也可以擴(kuò)展到兩個(gè)HTI半空間之間界面上的AVO(振幅隨偏移距變化)方程，目前廣泛研究和應(yīng)用的方位各向異性裂縫預(yù)測方法都是基于這個(gè)方程及其變形。對于VTI介質(zhì)的AVO方程，Thomsen(1993)采用他的弱各向異性參數(shù)ε和δ將VTI介質(zhì)AVO響應(yīng)寫成各向同性和各向異性兩部分，Ruger(2002)根據(jù)Thomsen VTI介質(zhì)AVO方程，給出VTI介質(zhì)AVO方程。Daley和hron(1977,1979)發(fā)表了第一篇關(guān)于TI介質(zhì)的AVO公式，Schoenberg和Protázio(1992)將Zoeppritz方程擴(kuò)展到正交各向異性介質(zhì)。但是，對于水平層理縫的而言，VTI介質(zhì)更能有效表達(dá)。存在的主要問題是反演什么參數(shù)可以表達(dá)水平層理縫發(fā)育，如何反演才能反映頁巖層理內(nèi)部的結(jié)構(gòu)信息。