[发明专利]一种建立地震波衰减岩石物理图板的方法

说明书

本发明公开了一种建立地震波衰减岩石物理图板的方法，属于地震岩石物理建模领域。该方法针对水饱和及油饱和介质中分布有不同尺寸的气泡斑块的情况，利用White模型和推广的Johnson模型提出了一种建立地震波衰减岩石物理图板的方法，并分析了两种部分饱和情况下地震属性：衰减、P波速度、波阻抗、纵横波速度比，对含气饱和度、孔隙度和渗透率的敏感性。

技术领域

本发明涉及地震岩石物理建模技术领域，具体涉及一种建立地震波衰减岩石物理图板的方法，并利用建立的图板进行了地震属性敏感性分析。

背景技术

岩石物理图板能够建立弹性性质(速度、密度、波阻抗、饱和岩石弹性模量和衰减等)和储层属性(孔隙度、流体饱和度、渗透率和黏土含量等)之间的联系。和Avseth(2004)，Avsethetal(2005)，Carcione和Avseth(2015) 在页岩中已经做了相应的研究。

当地震波在小尺度不均匀性介质中传播时，介质内部不同性质的区域间会产生压力梯度。White(1975)和Johnson(2001)的研究表明，中观尺度非均质性和不同波形式之间的能量转换能够解释速度频散和衰减(即品质因子Q的倒数)，其中快纵波到Biot慢波的能量转换是主要的物理机制，这种物理机制被称为中观耗散。其中，中观尺度表示其长度远大于矿物颗粒半径并远小于地震波长。如果相邻区域流体类型不同，在地震频带下不同区域间孔隙流体的扩散是一种很重要的耗散机制。不同的理论和研究人员已经对这种机制进行了解释 (例如Carcione和Picotti(2006)、Müller等(2010)和Carcione(2014))。

建立合理的物理图板需要针对实际的油气储层进行岩石物理建模，一般包括三个步骤：首先分析岩石矿物组分，估算基质弹性参数与密度；其次采用理论、经验公式或者其他方法，基于岩石基质性质、储层孔隙结构、骨架固结程度等因素计算岩石骨架的弹性参数与密度；最后依据储层环境下流体性质，结合流体的分布特征及其与孔隙的联系，估算含流体岩石的波响应特征，并与实际工程相联系。现有技术一般都是基于常规岩石弹性参数(速度、密度、纵横波速度比、弹性模量等)，建立单一孔隙结构、单一尺度数据的常规岩石物理图板。现有的方法无法适用于孔隙结构复杂、横向非均质性强的油气储层。由于非均匀油气藏中不相混溶的流体一般呈“斑块状”分布，并且衰减属性相比于速度等常规岩石弹性参数对储层流体更敏感，针对此情况，本发明通过向介质中嵌入一系列尺寸的气泡斑块建立了精度更高的衰减岩石物理图板。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种建立地震波衰减岩石物理图板的方法，引入衰减属性建立的衰减岩石物理图板，能够切实提高储层流体的检测精度。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种建立地震波衰减岩石物理图板的方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤S1，估算岩石骨架弹性模量和孔隙流体性质；

步骤S2，非均匀饱和介质中气泡斑块形状的表征；

步骤S3，White模型和Johnson模型的推导；

步骤S4，复合介质等效弹性模量的计算；

步骤S5，利用Johnson模型预测相速度和品质因子Q；

步骤S6，绘制衰减岩石物理图板；

步骤S7，地震属性敏感性分析。

优选的，步骤S1中，利用Krief模型估算岩石骨架体积模量和剪切模量。

优选的，步骤S2中，以孔隙流体为气和水为例，用斑块表面积与饱和介质总体积的比值β表征气泡斑块的形状，其公式如下：

其中S_g为含气饱和度，ζ表示水-气接触面的粗糙程度，a为球形气泡的半径。