[发明专利]基于Norris-KG等效介质建模的储层频散衰减分析方法

说明书

本发明提供了一种基于Norris‑KG等效介质建模的储层频散衰减分析方法，是首先将周期成层等效介质模型即Norris模型与周期成层裂缝‑孔隙等效介质模型即KG模型相结合，构建能够考虑流体饱和度信息的部分饱和裂缝‑孔隙等效介质模型即Norris‑KG模型；然后在给定参数下，利用Norris‑KG模型对流体饱和度对裂缝‑孔隙岩石的频散和衰减的影响进行分析。本发明构思合理，通过所建立的Norris‑KG裂缝‑孔隙等效介质模型对裂缝型储层的频散和衰减进行分析，具有较高的有效性和实用性，能有效分析流体运动机制对储层频散衰减的影响，能为非常规油气储层的勘探开发提供可靠的理论依据。

技术领域

本发明涉及油气勘探技术领域，具体涉及一种基于Norris-KG等效介质建模的储层频散衰减分析方法。

背景技术

随着油气资源量的减少以及国际形势的影响，在油气勘探领域中，非常规油气起到的作用也越发凸显出来，已成为全球石油工业可持续发展的重要接替领域。与常规油气相比，以泥页岩、致密砂岩、致密碳酸盐岩等为代表的非常规油气储层孔隙结构复杂，流体运聚机理特殊，导致其规模勘探开发难度极大。因此，准确刻画孔隙结构，探索流体运聚机理成为非常规油气地质研究的关键。

裂缝作为非常规油气储层孔隙结构不可或缺的孔隙类型，在非常规油气储层中起到重要作用，是影响储层油气产量的关键因素。在碳酸盐岩储层中，受构造及成岩作用等影响，裂缝通常较为发育，其为油气聚集提供了空间，同时将储层中的孔、洞相连，对油气运移起关键作用。对于非常规页岩油气藏，天然裂缝与压裂诱导缝极大提高了储层有效渗透率，其往往是油气运移的主要通道。因此，对裂缝进行探测和表征是此类裂缝油气藏地震勘探的重要任务之一。由于裂缝尺度通常较小，难于从地震剖面上直接对裂缝进行识别和描述，故常利用地震属性对裂缝进行探测与表征。当地震波在裂缝储层中传播时，通常会发生明显的频散、衰减及频变各向异性，故可利用这些地震属性进行裂缝探测。为此，首先需要理解地震波在裂缝储层中发生频散、衰减及频变各向异性的机制。

大量研究表明，当地震波在裂缝储层中传播时，主要的频散衰减与频变各向异性机制有两种，一种为地震波引起的流体相对于岩石骨架的运动，简称流体运动(Wave-induced fluid flow，WIFF)，另一种为地震波在裂缝表面产生的散射(Wave scattering)。

一、散射机制发展现状

地震波在裂缝表面可发生弹性散射，进而引起地震波的频散衰减与频变各向异性。针对这一机制，目前已提出一些相关理论模型对其进行描述。Mal研究了无限各向同性弹性介质中，纵波垂直入射到一个硬币型裂缝上时发生的散射。通过数值求解相应的积分方程，可获得裂缝附近及远端的应力与位移场。Martin提出了一种解决线性边界值问题的新方法，据此研究了无限弹性固体中弹性波与硬币型干裂缝之间的相互作用。类似地，Krenk等、Keogh及Martin等均对无限弹性介质中单个干裂缝的散射效应进行了研究。基于单个干裂缝的结果，根据Foldy近似可给出多裂缝分布下弹性波的散射频散、衰减及频变各向异性。Kikuchi利用Foldy近似研究了含平行随机裂缝介质中波的散射衰减。Zhang等考虑了随机分布平行硬币型裂缝之间的相互作用，通过Foldy近似给出了低频下波的散射频散衰减解析表达式。Zhang等还将这一结果推广到了全频率域范围内。对于2D裂缝介质，Kawahara研究了类似的问题。除了应用Foldy近似外，部分学者通过动态自洽理论等亦研究了平行裂缝分布下波的散射频散衰减。以上研究均假设裂缝为干裂缝，而在实际储层中，裂缝作为油气运移的重要通道，其往往充填有油气等流体。因此，有必要研究饱和流体裂缝的散射效应及引起的地震波频散衰减与频变各向异性。相对干裂缝的散射，对于饱和流体裂缝的散射的相关研究较少。Kawahara等研究了饱和平行缝的散射，重点考察了黏滞摩擦对散射频散衰减的影响。Murai对这一结果进行了扩展，考察了饱和裂缝之间的相互作用。除此之外，Sabina等及Smyshlyaev等利用动态自洽理论同样研究了饱和非黏性流体的随机分布硬币型裂缝的散射。Eriksson等利用T矩阵和Foldy近似的方法研究了相似的问题。

二、流体运动机制发展现状