[發明專利]一種頁巖儲層脆性和各向異性參數預測方法及系統

有效

• 申請號: 202110461462.3
• 申請日: 2021-04-27
• 公開（公告）號: CN113156510B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 潘新朋;葛子建;李磊;張大洲;柳建新
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G01V1/30
• 分類號: G01V1/30
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 李圣梅

本發明公開了一種頁巖儲層脆性和各向異性參數預測方法及系統。該方法利用彈性波逆散射理論、波恩近似及穩相法，推導出基于縱橫波模量的VTI介質地震波反射系數方程，并利用縱橫波模量與楊氏模量和泊松比間的定量關系，將上述方程等價改寫為基于巖石力學參數的VTI介質反射系數方程；通過對方程進行整合化簡，獲得含新三屬性參數的線性反射系數方程；在貝葉斯框架下，提出了VTI介質新三屬性參數線性反演方法，實現了新屬性參數的準確預測，最終實現頁巖儲層脆性和各向異性參數預測。

技術領域

本發明屬于油氣、頁巖氣勘探地震和巖石力學參數預測領域，尤其涉及頁巖儲層脆性和各向異性參數預測方法及系統。

背景技術

本部分的陳述僅僅是提供了與本發明相關的背景技術信息，不必然構成在先技術。

地震反演是獲得地下介質內部圖像、對儲層進行精細描述的有效方法，也是高分辨率地震勘探的最終表現形式，地震數據反演很大程度上提高了儲層表征的價值。隨著地震研究的重點由勘探逐漸向開發轉移，以及由常規油氣向非常規油氣尤其是頁巖氣的轉移，通過地震反演等手段來揭示地下油氣藏的精細分布特征，對油氣藏儲層進行精雕細刻的技術也受到越來越多的關注。

頁巖儲層的水平薄互層構造可以等效為VTI介質。從目前的研究來看，地震反演研究主要涉及基于Zoeppritz方程的AVO反演方法和全波形反演方法。基于精確Zoeppritz方程和全波形反演方法能利用豐富的疊前信息預測模型參數，但其計算量巨大，在反演尺度和計算效率上不能滿足實際油藏儲層精細表征要求，尤其對于實際三維大偏移距地震數據。

針對VTI介質，傳統的基于Zoeppritz方程近似反射系數是一個包含彈性參數和弱各向異性參數的表達式，雖然通過等價改寫能重新表示為5個模型參數的線性表達式，但是5個未知參數造成的病態反演問題限制了方法的應用。并且，常規反演獲得的彈性參數難以直接對頁巖脆性進行刻畫，巖石力學參數的間接計算會引入累積誤差。

發明內容

為了解決在VTI介質的頁巖儲層脆性和各向異性參數預測中，傳統的基于Zoeppritz方程近似反射系數中未知參數過多，造成反演病態，并且巖石力學參數不能直接估計的問題，本發明的第一個方面提供一種頁巖儲層脆性和各向異性參數預測方法，其能夠滿足地震疊前反演對VTI頁巖儲層脆性和各向異性特征的預測。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種頁巖儲層脆性和各向異性參數預測方法，包括：

采集工區內的測井數據，并基于采集的測井數據確定地震子波；

構建含三屬性參數的VTI介質反射系數方程，確定三屬性參數；

基于測井數據和三屬性參數獲取先驗分布函數、初始三屬性參數模型；

根據初始三屬性參數模型、地震子波確定反演殘差；

基于先驗分布函數和似然函數構建最大后驗概率意義下的反演目標函數；

根據反演目標函數和反演殘差確定最優三屬性參數模型；

依據最優三屬性參數模型，預測頁巖儲層脆性、各向異性參數。

進一步地，所述構建含三屬性參數的VTI介質反射系數方程的步驟為：

利用彈性波逆散射理論、波恩近似及穩相法，推導出基于縱橫波模量的VTI介質反射系數方程；

利用縱橫波模量與楊氏模量和泊松比間的定量關系，將基于縱橫波模量的VTI介質反射系數方程等價改寫為基于巖石力學參數的VTI介質反射系數方程；

通過對基于巖石力學參數的VTI介質反射系數方程進行整合化簡，獲得含三屬性參數的VTI介質反射系數方程。

進一步地，所述確定地震子波的步驟為：