烃源岩地震声速模型:Gassmann模型与Backus平均(一)

烃源岩被描述为由伊利石和有机介质(干酪根、油、气)组成的横向各向同性多孔介质。油气混合物的弹性体积模量由Kuster&Toksoz干酪根混合流体不饱和模型计算而得。假设油是包含在干酪根基质中的。一般我们运用Backus平均和Gassmann方程所描述的含有固体孔隙填充的各向异性介质模型来计算页岩的地震波速。在后一种方法中(Gassmann),干燥的岩石弹性常数是由Krief各向异性方程计算得到。本文研究11个Bakken页岩的干酪根孔隙填充的数据样品。得出Backus模型可以提供了一个速度上限和下限,而Krief/Gassmann模型提供了更好的匹配数据。我们同样可以通过逆向运算Gassmann方程得到干燥岩石的弹性模量来代替Krief方程。除了这11个样品之外,还有4个样品得到了不确定的物理结果,我们又研究了北海Kimmeridge页岩。而这次研究表明,Backus和Krief/Gassmann方程得到了一样的结果。说明,如果页岩中含有油气,在干酪根含量不变时,波速是相对恒定的。不同的干酪根含量意味着速度和流体饱和度的显著变化。

烃源岩地震声速模型:Gassmann模型与Backus平均(二)

烃源岩被描述为由伊利石和有机介质(干酪根、油、气)组成的横向各向同性多孔介质。油气混合物的弹性体积模量由Kuster&Toksoz干酪根混合流体不饱和模型计算而得。假设油是包含在干酪根基质中的。一般我们运用Backus平均和Gassmann方程所描述的含有固体孔隙填充的各向异性介质模型来计算页岩的地震波速。在后一种方法中(Gassmann),干燥的岩石弹性常数是由Krief各向异性方程计算得到。本文进一步解释页岩地震波速计算过程,通过wood平均的流体模型计算出的混合流体饱和度,计算最终页岩地震横纵波速。

基于Backus等效平均的测井资料尺度粗化方法研究

三维地震资料具有全面反映地下地质信息的能力,而测井曲线则精确地反映了井点处的储层和岩石物理信息,两者之间在尺度上的差异对地震尺度下的储层预测和流体识别提出了挑战。为了对小尺度的测井曲线进行尺度粗化并探讨其在地震尺度下的岩石物理特征,采用Backus等效平均方法开展了测井资料的尺度粗化方法研究。介绍了基于Backus等效平均的尺度粗化方法;讨论了滑动时窗扫描、参考频率和重采样厚度等关键参数对尺度粗化结果的影响;在此基础上对比分析了测井曲线尺度粗化前、后的岩石物理特征,讨论了不同尺度下岩石物理特征分析结论之间的联系与差异。通过等效平均的方法实现测井曲线的尺度粗化,得到可以与地震尺度相比拟的岩石物理分析结论,对于完善地震尺度下基于井震结合的叠前地震反演与储层预测具有重要意义。

济阳坳陷罗家地区各向异性页岩储层全波场地震响应模拟及分析

济阳坳陷罗家地区页岩储层的固有各向异性及水平层理发育使得储层呈现VTI(vertical transversely isotropy)各向异性,而VTI各向异性背景下垂直裂缝的发育使得储层进一步呈现等效正交各向异性特征。本文以正交各向异性介质作为罗家页岩油储层模型,在岩石物理建模中应用Backus平均理论将测井尺度的VTI各向异性粗化至地震尺度,并利用Schoenberg理论在VTI各向异性背景中引入垂直裂缝,进而得到正交各向异性等效介质模型,同时考虑裂缝尺度和流体填充等因素。之后,应用各向异性反射率法进行全波场地震正演模拟,计算正交各向异性页岩油储层AVAZ(amplitude versus azimuth)响应,通过振幅的方位特征进行储层裂缝识别。计算结果表明,PP波、PSV波和PSH波方位振幅响应各不相同,且方位振幅分布图的拟合形状可反映裂缝的发育方向,为页岩油储层中裂缝的地震识别提供依据。

基于两级尺度粗化的裂缝-多孔隙介质地震响应分析方法

实际地震勘探中,储层物性参数的差异是导致地震波响应特征发生变化的根本原因,而建立储层物性参数与地震响应特征之间的联系,需要跨越微观孔隙尺度、介观测井尺度以及宏观地震尺度等三个不同尺度空间.本文基于已知井的岩石物理实验数据和测井数据,利用复杂多孔隙介质理论将微观尺度孔隙岩石粗化到介观测井尺度,利用Backus平均理论将介观测井尺度的模型进一步粗化到宏观地震尺度,最终,得到地震尺度裂缝-多孔隙介质模型.其数值计算结果与测井数据和地震数据的对比表明:基于两级尺度粗化算法的裂缝多孔隙介质模型在给定参数下是有效的,且基于该模型的地震响应特征分析方法能够对储层的地震响应特征随物性参数的变化进行分析.

干酪根对富含有机质页岩弹性性质的影响

改进的Backus平均模型已被证明能较好地模拟Bakken页岩,对于同样的对象,本文采用各向异性DEM模型进行分析,分别模拟了干酪根作为岩石背景基质与内部包含物时岩石的等效弹性张量随干酪根含量的变化规律,发现将干酪根看作岩石基质时模拟结果更接近目标页岩的实验室测量数据,与目标岩样的电镜扫描结果一致;继而将粘土矿物的纵横比以及干酪根与粘土矿物的弹性模量看作自由参数,通过最小二乘法求取了各向异性DEM模型的最佳输入参数,由此得到的预测结果优于改进的Backus平均模型,说明采用各向异性DEM模型来分析有机质的含量和分布对岩石弹性性质的影响是有效可行的.最后,拟合生成了目标页岩的实际刚度系数与含氢指数的关系曲线,得出岩石刚度与干酪根成熟度之间具有正相关性.