[发明专利]一种利用地震波速度同时反演孔隙度和泥质含量的方法

说明书

技术领域

本发明属于石油与天然气勘探开发领域，具体涉及一种利用地震波速度同时反演孔隙度和泥质含量的方法。

背景技术

地震勘探方法是利用地震波在地下不同介质中传播的速度、振幅、频率、相位、波形等参数的变化来分析、预测油气储层分布范围及储层物性特征的一种地球物理学方法，是目前地球物理勘探中应用最为广泛的方法。随油气勘探开发的不断推进，常规油气勘探已由原来的寻找构造油气藏转向寻找岩性油气藏和隐蔽油气藏，非常规(煤层气、页岩气和致密砂岩气等)油气勘探开发逐渐受到人们的重视，而这类油气储层通常是波阻抗差异小且非均质性强烈，利用传统的波阻抗反演方法不能有效地实现储层预测。孔隙度和泥质含量作为储层参数中的重要参数，是定性、定量评价储层属性的重要参数。它们与地震波速度之间的关系对于揭示地震信息与岩石物性参数的关系意义重大，对储层评价、预测含油气远景区、储量估计及生产开发具有重要的意义。在确定岩石速度时，孔隙度可能是最重要的因素，而孔隙度与埋深和压力之间的关系使速度也随着这两个参数的变化而改变。泥质含量是影响速度的另外一个重要因素，有学者认为:如果岩石孔隙内充填的是泥质，其纵波速度要比充填流体的速度慢30％，会使横波的速度降低40％。在岩石速度与孔隙度等岩性参数之间关系的研究方面，史謌等利用回归分析得出纵、横波速度与孔隙度、泥质含量线性相关。李忠、贺振华等基于地层的孔隙度与速度、波阻抗等地震属性之间存在内在的联系，建立孔隙度和相应地震属性之间的相关关系，将地震属性数据转换成孔隙度数据，从而实现孔隙度预测。吴国平等提出了测井自然伽马求取泥质含量的新原理，利用测井自然伽马信号和提取的自然伽马真值子波，采用维纳滤波法求取测井系统逆因子函数，根据逆因子函数，用自然伽马测井信号做卷积直接计算泥质含量。

然而地震波在岩石中的传播速度与岩石的孔隙度、孔隙的几何形状、岩石的矿物组分、岩石颗粒的胶结程度等有关，也与孔隙流体的饱和状态、环境的温度、压力有关，还与波本身的频率有关。在考察泥质含量与地震波速度复杂关系的同时，不可避免地要分析孔隙度对其的影响。现在主要的技术手段还以实验室标本分析为主，得到不同孔隙度、不同饱和度、不同泥质含量的实验室岩石波速值，再经过统计平均得到经验公式应用于实践。泥质含量的计算通常跟孔隙度的计算是不可分割的，目前求泥质含量主要采用测井方法。然而测井数据虽然具有较高分辨率，但是探区内往往钻井数量较少，插值得到的泥质含量剖面横向分辨率无法保证。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种利用地震波速度同时反演孔隙度和泥质含量的方法，测井数据虽然具有较高分辨率，但是探区内往往钻井数量较少，为此本发明将具有较高纵向分辨率的测井数据和具有较高横向分辨率的地震数据结合，利用岩石物理学方法原理，充分挖掘地震数据中所包含的岩性参数信息，反演得到孔隙度和泥质含量剖面，以辅助岩性(和地层)圈闭油气藏和非常规油气藏(煤层气、页岩气等)的精细储层描述和钻前预测，为油气勘探开发优选目标提供可靠的基础性资料。

本发明是通过以下技术方案实现的:

一种利用地震波速度同时反演孔隙度和泥质含量的方法，包括:

(1)输入基础数据，包括砂岩体积模量K_s、泥岩体积模量K_sh、密度ρ、孔隙流体纵波速度V_pf和从地震振幅数据反演得到的纵波速度V_pi;输入终止条件的值ε，ε由用户给定，是一个较小的数，比如ε＝0.001。

(2)在孔隙度和泥质含量取值范围内生成孔隙度φ和泥质含量β的可行解;

(3)利用步骤(1)输入的砂岩体积模量K_s、泥岩体积模量K_sh、密度ρ及步骤(2)生成的孔隙度φ和泥质含量β的可行解，计算岩石骨架的等效体积模量K_p0;

(4)利用所述岩石骨架的等效体积模量K_p0和密度ρ，计算岩石骨架的纵波速度V_p0;

(5)利用所述岩石骨架的纵波速度V_p0和孔隙流体纵波速度V_pf及步骤(2)生成的孔隙度φ计算岩石的纵波速度V_p;

(6)由地震振幅数据反演得到的纵波速度V_pi和上述步骤(5)计算得到的岩石的纵波速度V_p建立同时反演泥质含量及孔隙度的目标函数f(φ,β);