專利名稱：一種井震結合定量預測砂巖儲層流體飽和度的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及石油地球物理勘探技術，具體是一種基于孔隙體積模量的井震結合定 量預測砂巖儲層流體飽和度的方法。
背景技術：
利用地震資料對地下巖石的孔隙流體進行預測是地震工作的目標。AVO(振幅隨炮 檢距變化)屬性分析作為油氣直接檢測的手段之一，曾在亮點和平點型氣藏檢測中發(fā)揮了 重要作用，然而AVO屬性分析受調諧的影響，只能對儲層流體進行定性描述，而且存在很多 陷阱。地震反演，尤其是疊前地震反演技術的出現(xiàn)，使得利用地震資料對儲層孔隙流體進行 定量預測成為可能。近年來，利用地震數(shù)據(jù)進行油氣預測已經(jīng)成為一個熱點，但主要研究成 果仍然集中在對流體的定性描述和預測方面，如Ruthorford和Castanga等提出的AVO交 會法，Peters等提出的子波能量分析法等均只能對儲層的含氣性進行定性預測。李宏兵用 小波尺度譜法對柴達木盆地氣藏進行了含氣性預測；甘利燈等詳細論述了彈性阻抗在巖性 和流體預測中的潛力；李宗杰等利用各種地震屬性在塔河油田對奧陶系含油儲層的含油性 進行了預測，并取得了一定的效果；李顯貴等綜合利用吸收速度頻散(AVD)、動態(tài)能譜(DR) 等技術對新場氣田須家河氣藏的非均勻致密砂巖進行了含氣性檢測；李愛山等展示了 AVA 同步疊前反演方法在勝利油田濟陽坳陷中層氣藏有效識別中的應用；高建虎等提出了綜合 利用有效吸收系數(shù)、地震波動力學參數(shù)和振幅譜識別等疊后油氣檢測技術在油氣檢測中的 應用。在流體飽和度定量預測方面國內也有不少學者進行了探索，如，張娥用多元回歸 方法和20多個疊后地震屬性對研究區(qū)的砂巖厚度和目的層進行了預測(石油勘探與開發(fā)， 2000年，27卷1期)，并取得了較好的應用效果。但是由于該方法基于疊后地震屬性、而不 是地震反演參數(shù)，使得該方法具有分辨率低、對地震資料的品質依賴嚴重等缺點。李來林基 于時間平均方程提出了利用地震和測井數(shù)據(jù)求取靜態(tài)剩余油飽和度的思路(大慶石油地 質與開發(fā)，2000年，21卷3期)，對油氣開發(fā)區(qū)的剩余油預測具有一定的借鑒意義。劉洋提 出了一種利用地震數(shù)據(jù)估算巖石孔隙度和流體飽和度的方法和思路(石油學報，2005年， 26卷2期)，其方法是首先利用Gassmarm模型計算縱橫波速度、密度、速度比等彈性參數(shù)隨 孔隙度、飽和度的變化規(guī)律，并建立相應解釋圖版，然后通過各種反演方法得到彈性參數(shù)， 并與解釋圖版對比分析，進而對孔隙度、和飽和度開展半定量估算，其方法和思路具有一定 推廣價值。金龍等提出了一種基于巖石物理模型與混合優(yōu)化算法同時反演孔隙度和飽和度 的新方法(石油學報，2006年，27卷4期)，該方法將孔隙度和飽和度加入反演過程作為約 束，其穩(wěn)定性和有效性經(jīng)過了模型計算結果的檢驗，但是沒有應用到實際地震資料中。可 見，目前國內外還沒有一種實用、有效的定量預測飽和度的方法。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于孔隙體積模量的井震結合定量預測砂巖儲層流體飽和度的方法。本發(fā)明通過以下技術方案實現(xiàn)1)采用大排列，小道距，高密度采樣，采集高質量的地震數(shù)據(jù)，對地震資料進行保 幅處理，形成保真的共中心點道集；步驟1)所述的保幅處理是在處理過程保持AVO特征。2)采集縱波時差、密度、中子、自然電位或自然伽瑪、電阻率常規(guī)測井資料，得到測 井曲線，且處理得到泥質含量、孔隙度、飽和度曲線。步驟2)所述的采集資料至少對一口以上的井采集橫波時差曲線。3)從縱波時差、橫波時差曲線得到縱、橫波速度曲線，根據(jù)縱橫波速度、密度曲線 計算縱波阻抗，橫波阻抗，縱橫波速度比彈性參數(shù)曲線；步驟3)所述的橫波速度曲線在沒有采集橫波時差曲線的井時，利用XU-White模 型計算橫波速度曲線。4)在井點處利用多元統(tǒng)計方法分別確定泥質含量和孔隙度與彈性參數(shù)之間的關 系，建立下述泥質含量和孔隙度的預測模型Vsh= IhO^L2, L3, ···) (1)Φ = f,, (L1, L2, L3, ... ) (2)式中Vsh表示泥質含量，Φ表示孔隙度，f^，、均表示多元函數(shù)，自變量為彈性參 數(shù)、因變量分別為泥質含量和孔隙度，L1, L2, L3, . . . Ln為彈性參數(shù)曲線；5)采用以下公式計算孔隙體積模量和干燥巖石體積模量
Κρ=α2^α-φ) Κ5+φΙΚ{Υ(3)Kd = Ksat-Kp(4)式中Ksat表示完全飽和巖石的體積模量，Kd表示干燥巖石的體積模量，Kp表示孔 隙體積模量，Φ表示孔隙度，Ks表示巖石基質的體積模量，Kf表示孔隙流體的體積模量；6)利用干燥巖石體積模量和彈性參數(shù)曲線，建立干燥巖石體積模量的預測模型Kd = fkd(Li; L2, L3, ... ) (5)式中L1; L2, L3, . . . Ln為彈性參數(shù)曲線，fkd表示以彈性參數(shù)為自變量、干燥巖石體 積模量為因變量的多元函數(shù)；7)利用多元回歸方法建立有效儲層中含水飽和度的預測模型Sw = fsw (Kp, L45L5,...) (6)式中L1; L2, L3……表示彈性參數(shù)曲線，Sw是含水飽和度，fsw表示以彈性參數(shù)為自 變量、含水飽和度為因變量的多元函數(shù)。8)利用疊前地震道集和測井資料進行疊前地震反演，獲得各種彈性參數(shù)的反演數(shù) 據(jù)體，并利用公式(1)和公式(2)從彈性參數(shù)反演數(shù)據(jù)體計算泥質含量和孔隙度數(shù)據(jù)體；9)利用步驟5)建立的預測模型從步驟8)所得彈性參數(shù)反演數(shù)據(jù)體計算干燥巖石 體積模量；10)利用反演彈性參數(shù)數(shù)據(jù)體求飽和巖石的體積模量，進而由公式(4)求孔隙體 積模量Kp;11)利用公式(6)從孔隙體積模量求水飽和度Sw。
本發(fā)明充分利用了疊前地震資料和測井資料，實現(xiàn)了對儲層孔隙流體飽和度的定 量預測，現(xiàn)場測試對含油、氣飽和度預測有良好的地質效果。


圖1為本發(fā)明技術流程圖；圖2為本發(fā)明在某地區(qū)測井解釋的泥質含量、孔隙度和飽和度曲線和由彈性參數(shù) 預測的曲線的比較圖；(實線為實測曲線，虛線為預測曲線)圖2 (a)是泥質含量預測效果圖；圖2 (b)是孔隙度預測效果圖；圖2 (C)是水飽和度預測效果圖；圖3 (a)為某測線保幅處理得到的⑶P道集；圖3(b)為圖3(a)所示⑶P道集的疊加結果；圖4(a)為某測線泥質含量剖面圖；圖4(b)為根據(jù)泥質含量剖面橫向追蹤所得的有效儲層；圖4 (C)為針對有效儲層計算的孔隙度剖面；圖5為某測線的孔隙體積模量剖面圖；圖6為某測線含水飽和度剖面圖；圖7為某測線含氣飽和度與孔隙度乘積剖面圖。
具體實施例方式本發(fā)明利用測井和疊前地震資料定量預測砂巖儲層流體飽和度，首先由測井資料 建立基于彈性參數(shù)的含水飽和度預測模型，然后利用疊前地震反演獲所需的彈性參數(shù)數(shù)據(jù) 體，結合預測模型計算含水飽和度，實現(xiàn)儲層流體的定量預測。圖1為本發(fā)明技術流程圖。下面結合實例對本發(fā)明做進一步說明1)采用大排列，小道距，高密度采樣，采集高質量的地震數(shù)據(jù)，對地震資料進行保 幅處理，形成保真的共中心點道集，如圖3所示。圖3(a)和(b)分別為某區(qū)某測線保幅處 理后的CDP道集和對應的疊加剖面。目的層為盒8段，其頂?shù)讓~同相軸已在圖3(b)中 標出(專利圖中不能有色彩，可換個說法)。2)采集該區(qū)縱波時差、密度、中子、自然電位或自然伽瑪、電阻率常規(guī)測井資料，得 到測井曲線，并解釋了泥質含量、孔隙度、飽和度曲線；該地區(qū)有兩口井有實測的橫波時差 曲線。3)以兩口實測橫波時差為約束，利用Xu-White模型計算了其余井的橫波時差曲 線。根據(jù)縱波時差、橫波時差曲線計算縱、橫波速度曲線，進而根據(jù)縱橫波速度、密度曲線計 算縱波阻抗、橫波阻抗、縱橫波速度比等彈性參數(shù)曲線。4)在井點處利用多元統(tǒng)計方法分別確定泥質含量和孔隙度與彈性參數(shù)之間的關 系，建立下述泥質含量和孔隙度的預測模型。泥質含量(Vsh)可用如下非線性函數(shù)計算
Vsh= f(Vp,Vs, P), R = 0. 836 (7) 式中Vsh表示泥質含量，Vp表示縱波速度，Vs表示橫波速度，P表示密度，R表示相關系數(shù)。在有效儲層中，孔隙度可以直接從密度進行線性變換得到φ = 85. 642-30. 83 P，R = 0. 79 (8)式中Φ表示孔隙度，P表示密度，R表示相關系數(shù)。圖2(a)和圖2(b)分別為泥質含量和孔隙度的預測結果與測井解釋結果的比較， 兩者吻合很好，說明在井點泥質含量和孔隙度的預測結果可靠，這為含水飽和度準確預測 奠定了基礎。5)根據(jù)公式(3)計算孔隙體積模量(Kp)，然后再根據(jù)公式(4)計算干燥巖石體積 模量(Kd)。6)利用干燥巖石體積模量和彈性參數(shù)曲線，建立干燥巖石體積模量的預測模型Kd = 30. 26+0. 1721Vsh_101· 37 Φ，R = 0. 80 (9)式中Kd為干燥巖石體積模量，Vsh為泥質含量，Φ為孔隙，R為相關系數(shù)；7)經(jīng)統(tǒng)計，本區(qū)I類砂巖和II類砂巖中含水飽和度與孔隙體積模量的關系稍有差 別，在I類砂巖中Sw = 20. 42Κρ+18. 26，R = 0. 93 (IOa)在II類砂巖中Sw = 14. 11Κρ+32· 95，R = 0. 79 (IOb)根據(jù)公式(IOa)和(IOb)預測飽和度曲線和測井解釋飽和度曲線比較見圖2 (c)， 二者不但變化趨勢一致，而且數(shù)值相近，說明了建立的飽和度預測模型是有效的。8)利用疊前地震道集和測井資料進行疊前地震反演，獲得了縱波速度、橫波速度 及密度的反演結果，并計算了縱波阻抗、橫波阻抗、縱橫波速度比等彈性參數(shù)。由疊前地震反演所得彈性參數(shù)按公式(7)所示的預測模型計算泥質含量數(shù)據(jù)體， 結果如圖4(a)所示。根據(jù)泥質含量剖面對儲層進行橫向追蹤得到有效儲層分布圖，如圖 4(b)。針對有效儲層由彈性參數(shù)按公式(8)計算孔隙度數(shù)據(jù)體，結果如圖4(c)。圖4(a)，4(b)中顯示了泥質含量曲線，圖4(c)中顯示顯示的曲線為孔隙度曲線。 從圖中看出，泥質含量和孔隙度的預測結果與測井曲線吻合很好。9)利用公式(9)所示預測模型從步驟8)所得彈性參數(shù)反演數(shù)據(jù)體計算干燥巖石 體積模量數(shù)據(jù)體；10)利用反演彈性參數(shù)數(shù)據(jù)體求飽和巖石的體積模量，進而由公式(4)求孔隙體 積模量。圖5為計算得到孔隙體積模量剖面圖，圖中顯示的曲線為水飽和度曲線。從圖可 見，預測結果與水飽和度曲線對應關系良好，說明所求孔隙體積模量剖面可以用于流體預 測。11)利用公式(IOa)和(IOb)從孔隙體積模量計算了水飽和度數(shù)據(jù)體，如圖6所 示。圖中顯示的曲線為測井解釋含水飽和度曲線。由圖可見，地震預測含水飽和度和測井 解釋飽和度吻合良好。按Sg = IOO-Sw將含水飽和度(Sw)轉化為含氣飽和度(Sg)剖面，并與孔隙度(φ ) 剖面相乘得到孔隙度飽和度乘積(\，)剖面，該剖面對儲層含氣性描述比含水飽和度剖 面更直觀，更有效。
圖7為所計算的含氣飽和度與孔隙度乘積剖面圖，圖中顯示的曲線為測井解釋的 含水飽和度曲線。根據(jù)該剖面預測井A和井B處目的層為高產(chǎn)氣層，后經(jīng)鉆井和試氣證實井 A試氣日產(chǎn)15萬方，井B雖未試氣，但測井解釋為優(yōu)質產(chǎn)層，預測結果得到了鉆井的檢驗，說 明預測效果良好。
權利要求
一種基于孔隙體積模量的井震結合定量預測砂巖儲層流體飽和度的方法，其特征是通過以下技術方案實現(xiàn)1)采用大排列，小道距，高密度采樣，采集高質量的地震數(shù)據(jù)，對地震資料進行保幅處理，形成保真的共中心點道集；2)采集縱波時差、密度、中子、自然電位或自然伽瑪、電阻率常規(guī)測井資料，得到測井曲線，且處理得到泥質含量、孔隙度、飽和度曲線。3)從縱波時差、橫波時差曲線得到縱、橫波速度曲線，根據(jù)縱橫波速度、密度曲線計算縱波阻抗，橫波阻抗，縱橫波速度比彈性參數(shù)曲線；4)在井點處利用多元統(tǒng)計方法分別確定泥質含量和孔隙度與彈性參數(shù)之間的關系，建立下述泥質含量和孔隙度的預測模型VSh＝fsh(L1，L2，L3，...)(1)φ＝fφ(L1，L2，L3，...)(2)式中VSh表示泥質含量，φ表示孔隙度，fsh，fφ均表示多元函數(shù)，自變量為彈性參數(shù)、因變量分別為泥質含量和孔隙度，L1，L2，L3，...Ln為彈性參數(shù)曲線；5)采用以下公式計算孔隙體積模量和干燥巖石體積模量Kd＝Ksat-Kp (4)式中Ksat表示完全飽和巖石的體積模量，Kd表示干燥巖石的體積模量，Kp表示孔隙體積模量，φ表示孔隙度，Ks表示巖石基質的體積模量，Kf表示孔隙流體的體積模量；6)利用干燥巖石體積模量和彈性參數(shù)曲線，建立干燥巖石體積模量的預測模型Kd＝fkd(L1，L2，L3，...)(5)式中L1，L2，L3，...Ln為彈性參數(shù)曲線，fkd表示以彈性參數(shù)為自變量、干燥巖石體積模量為因變量的多元函數(shù)；7)利用多元回歸方法建立有效儲層中含水飽和度的預測模型Sw＝fsw(Kp，L4L5，...) (6)式中L1，L2，L3……表示彈性參數(shù)曲線，Sw是含水飽和度，fsw表示以彈性參數(shù)為自變量、含水飽和度為因變量的多元函數(shù)；8)利用疊前地震道集和測井資料進行疊前地震反演，獲得各種彈性參數(shù)的反演數(shù)據(jù)體，并利用公式(1)和公式(2)從彈性參數(shù)反演數(shù)據(jù)體計算泥質含量和孔隙度數(shù)據(jù)體；9)利用步驟5)建立的預測模型從步驟8)所得彈性參數(shù)反演數(shù)據(jù)體計算干燥巖石體積模量；10)利用反演彈性參數(shù)數(shù)據(jù)體求飽和巖石的體積模量，進而由公式(4)求孔隙體積模量Kp；11)利用公式(6)從孔隙體積模量求水飽和度Sw。F200910084537XC0000011.tif
2.根據(jù)權利要求1所述的基于孔隙體積模量的井震結合定量預測砂巖儲層流體飽和 度的方法，其特征是步驟1)所述的保幅處理是在處理過程保持AVO特征。
3.根據(jù)權利要求1所述的基于孔隙體積模量的井震結合定量預測砂巖儲層流體飽和 度的方法，步驟2)所述的采集資料至少對一口以上的井采集橫波時差曲線。
4.根據(jù)權利要求1所述的基于孔隙體積模量的井震結合定量預測砂巖儲層流體飽和 度的方法，步驟3)所述的橫波速度曲線在沒有采集橫波時差曲線的井時，利用Xu-White模 型計算橫波速度曲線。
全文摘要
本發(fā)明是石油物探井震結合定量預測砂巖儲層流體飽和度的方法，先采集處理地震數(shù)據(jù)和測井數(shù)據(jù)得到各參數(shù)曲線，分別確定井泥質含量、孔隙度與彈性參數(shù)之關系，建立泥質含量和孔隙度的預測模型，計算孔隙體積模量和干燥巖石體積模量建立模量預測模型，再建立有效儲層含水飽和度預測模型，利用疊前地震道集和測井資料進行疊前地震反演，獲得各種彈性參數(shù)的反演數(shù)據(jù)體，用所得彈性參數(shù)反演數(shù)據(jù)體計算干燥巖石體積模量求孔隙體積模量，從孔隙體積模量求水飽和度。本發(fā)明充分利用了疊前地震資料和測井資料實現(xiàn)儲層飽和度定量預測，對含油、氣飽和度預測有良好的地質效果。
文檔編號G01V1/40GK101887132SQ20091008453
公開日2010年11月17日 申請日期2009年5月15日 優(yōu)先權日2009年5月15日
發(fā)明者李凌高, 甘利燈 申請人:中國石油天然氣股份有限公司