CN104975851A

CN104975851A - 用于振幅随炮检距变化道集分析的油藏模型优化方法

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Publication number: CN104975851A
Application number: CN201410142188.3A
Authority: CN
Inventors: 黄旭日; 王光海; 李法律
Original assignee: BGP Inc
Current assignee: BGP Inc
Priority date: 2014-04-10
Filing date: 2014-04-10
Publication date: 2015-10-14
Anticipated expiration: 2034-04-10
Also published as: CN104975851B

Abstract

本发明是用于振幅随炮检距变化道集分析的油藏模型优化方法，建立油藏模型，对岩石物理模型标定，建立地震响应参数与岩石参数之间的非线性关系，利用标定后的岩石物理模型，计算油藏模型的纵波速度、横波速度以及密度；再将纵波速度与密度相乘得到合成的阻抗，用测井资料确定油藏模型的上下边界、子波以及正演的地震到的角度范围和角度间隔，生成AVO叠前道集正演结果。本发明为地质模型的修改提供了依据，可得到与实际地下情况最为接近的油藏模型，有利于油藏开发。

Description

用于振幅随炮检距变化道集分析的油藏模型优化方法

技术领域

本发明涉及石油的地震勘探领域，尤其涉及一种用于振幅随炮检距变化道集分析的油藏模型优化方法。

背景技术

振幅随炮检距变化（AVO）分析是继亮点技术之后又一项利用振幅信息研究岩性、检测油气的重要方法。在叠前对地震反射振幅随炮检距（入射角）的变化规律进行分析，进而确定反射界面上覆、下伏介质的岩性特征及物性参数，借此对岩石中孔隙中的流体性质和岩性做出推断。

反射波地震勘探中最重要的假设之一是：两种波阻抗不同的介质之间的界面是个反射面，当界面两边的波阻抗确定后，反射界面的反射系数也就唯一的确定了。根据反射时间和反射波振幅，可以反演地下界面的构造形态和介质的某些主要性质。然而实际地震反射系数是随着炮检距的变化而改变的，AVO技术正是利用这一变化来进行油气流体分析的。Zoeppritz方程是AVO技术研究的理论基础，但由于该方程比较复杂，一直没有得到直接应用，后人在Zoeppritz的基础上总结了很多Zoeppritz的简化形式。

传统的AVO技术是利用模型正演AVO现象，结合油藏特征，分析不同地质条件下的油、气、水等不同流体产生的AVO特征，建立相应的AVO标志，在实际的地震记录中，直接识别岩性及含油气性。

然而，一般情况下模型与地下的实际情况误差会比较大，原因是油藏模型通常由测井资料、地震资料、生产数据以及岩心数据，通过历史拟合构建，通过测井资料仅了解地下某一点的实际情况，而地震数据虽然在一定程度上解决了对横向的认识，但是纵向上的分辨率有限，而实际上，地下地质情况是错综复杂的，建模结果往往与实际情况误差较大，因此，正演的AVO结果对解释地下含油气性可能会带来偏差。

发明内容

本发明目的是提出一种模型正演结果会更贴近于实际的用于振幅随炮检距变化道集分析的油藏模型优化方法。

本发明通过以下步骤实现：

1）根据工区地震解释数据、测井解释数据、生产数据以及岩心数据，通过历史拟合，建立油藏模型；

步骤1）所述的数据包括：流体参数、

弹性参数、岩石属性、油藏分区参数、初始化计算参数、输出控制参数、模拟工作的基本信息以及生产参数；其中：

流体参数包括油、气、水的地面密度或重度，油、气的地层体积系数，水的粘度、体积参数，压缩系数，岩石压缩系数；

弹性参数包括横波速度，拉梅常数以及泊松比。

步骤1）所述的建立油藏模型，是利用地震解释结果建立格架模型，结合测井数据以及岩心数据，建立物性模型，在生产数据基础上进行历史拟合得到油藏模型。

2）利用工区测井解释数据和油藏模型数据对岩石物理模型标定，建立地震响应参数与岩石参数之间的非线性关系；

所述的岩石物理模型是Voigt与Reuss理论模型或Gassmann理论模型。

所述的建立地震响应参数与岩石参数之间的非线性关系是建立声波参数、弹性参数与岩石物性、流体参数之间的关系。

3）根据油藏模型的流体参数及弹性参数，利用标定后的岩石物理模型，计算油藏模型的纵波速度、横波速度以及密度；再将纵波速度与密度相乘得到合成的阻抗；

所述计算采用gassmann模型，岩石体积弹性模量K计算：

其中，K_s为岩石颗粒弹性模量；K_d为干岩石弹性模量；Φ为孔隙度；

K_f为流体弹性模量，由下式计算：

其中，K_w，K_o，K_g分别是水、油、气的弹性模量，S_w，S_o分别是水、油的饱和度，1-S_w-S_o为含气饱和度；

声波在岩石中的纵波速度V_p由下式计算：

其中，μ为岩石剪切模量；ρ为岩石密度；Vs为横波速度。

其中，ρ_w、ρ_o、ρ_g分别是水、油、气密度，ρ_ma为岩石骨架密度。

合成阻抗为：AI=ρV_p。

4）利用工区测井资料确定油藏模型的上下边界、子波以及正演的地震到的角度范围和角度间隔，利用纵波速度、横波速度和密度，进行AVO叠前道集正演，生成AVO叠前道集正演结果；

在道集正演前，利用测井资料在无效网格处实测的声波参数和密度值对油藏模型中无效网格处的纵波速度及密度进行设定；

所述测井资料是密度测井曲线以及声波时差测井曲线。

所述设定为将测井资料中的密度和速度赋值给对应深度的油藏模型的中的无效网格处，以避免油藏模型在正演时无效网格中的空值对正演结果的影响。

所述子波的相位与频率与实际地震数据的子波相位与频率一致。

在道集正演前，根据所述纵波速度、横波速度、密度以及设定的角度范围和角度间隔计算反射系数；

所述的计算反射系数的方法包括boltfeld或Aki。

5）将AVO叠前道集正演结果与实际采集的地震数据进行对比，如一致则完成油藏模型的优化，如不一致修改一致。

所述的对比是：

某一时间点的井点位置的AVO道集，与时间点的生产测井曲线进行对比，或AVO叠前道集正演结果与实际地震采集时间点一致的AVO道集与实际采集地震数据的AVO分析进行对比。

所述的一致是：

AVO特性符合井点处的流体规律，AVO特性一致无区别，振幅随炮检距的增大而增大或者减小，甚至发生相位的反转或，

AVO叠前道集正演结果与实际地震采集时间点一致的AVO道集与实际采集地震数据的AVO分析进行对比，AVO特性是否一致。

所述的修改是对油藏模型中的孔隙度或泥质含量或净毛比或含油饱和度或者压力或者温度进行修改。

本发明用于AVO道集分析的油藏模型的优化建立方法，为地质模型的修改提供了依据，而常规的地质模型的修改通常是根据油藏工程师的经验，这样就有很多的不确定性，因此本发明可得到与实际地下情况最为接近的油藏模型，有利于油藏开发。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的用于AVO道集分析的油藏模型优化建立方法的方法流程图；

图2为本发明实施例的用于AVO道集分析的油藏模型优化建立方法的参数计算流程图；

图3为本发明具体实例试验区的模型平面分布图；

图4为本发明具体实例试验区的岩石物理模型标定示意图；

图5、6、7分别为本发明具体实例实验区油藏模型计算的纵波速度、横波速度、密度；

图8为本发明具体实例实验区的纵波速度和密度计算出的阻抗；

图9及图10分别为本发明具体实例试验区油藏模型的设定上下边界及子波示意图；

图11为本发明具体实例试验区的选定的L8-182井点位置的设定的角度范围、角度间隔及计算反射系数方法的示意图；

图12为本发明具体实例试验区的L8-182井点位置合成的PP叠前道集示意图；

图13为本发明具体实例试验区的L8-182井点位置的AVO叠前道集分析的示意图；

图14为本发明具体实例试验区的L8-182井点位置的实际测得的含水饱和度曲线。

具体实施方式

本发明实施例提供一种用于AVO道集分析的油藏模型的优化建立方法，包括：根据地震解释数据、测井解释数据、生产数据以及岩心数据，通过历史拟合，建立油藏模型；利用工区测井解释数据和油藏模型数据对岩石物理模型标定，建立地震响应参数与岩石参数之间的非线性关系；根据油藏模型的流体参数及弹性参数，利用标定后的岩石物理模型，计算油藏模型的纵波速度、横波速度以及密度；再将纵波速度与密度相乘得到合成的阻抗；利用工区测井资料确定油藏模型的上下边界、子波以及正演的地震到的角度范围和角度间隔，利用纵波速度、横波速度和密度，进行AVO叠前道集正演，生成AVO叠前道集正演结果；将AVO叠前道集正演结果与实际采集的地震数据进行对比，如一致则完成油藏模型的优化，如不一致修改一致。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例的用于AVO道集分析的油藏模型优化建立方法的方法流程图，一并参考图2为本发明实施例的用于AVO道集分析的油藏模型优化建立方法的参数计算流程图。如图1和图2所示，本发明的用于AVO道集分析的油藏模型优化建立方法，核心是岩石物理模型标定以及标定后基于油藏模型的叠前正演，通过标定后生成的纵波速度、密度等，形成波阻抗，设定油藏模型的上下边界信息及子波，最终完成不同角度的AVO叠前道集，进而与井实际流体情况进行对比分析。在本实施例的图1中，用于AVO道集分析的油藏模型优化建立方法包括：

步骤S101，根据地震解释数据、测井解释数据、生产数据以及岩心数据，通过历史拟合，建立油藏模型。地质学家对油田进行详细的油藏描述工作，基于地震解释数据，测井解释数据，岩芯数据以及结合地质家对油田的认识建立三维地质模型。根据数模工程师的要求，地质家对三维地质模型进行粗化处理，可以直接为数模工程师输出符合数模工程师需要的油藏模拟模型。其中，油藏模型数据包括：流体参数、弹性参数、岩石属性、油藏分区参数、初始化计算参数、输出控制参数、模拟工作的基本信息以及生产参数；其中，流体参数包括油、气、水的地面密度或重度，油、气的地层体积系数，水的粘度、体积参数，压缩系数，岩石压缩系数；弹性参数包括横波速度，拉梅常数以及泊松比等。

步骤S102，利用工区测井解释数据和油藏模型数据对岩石物理模型标定，建立地震响应参数与岩石参数之间的非线性关系。油藏模型数据里没有速度和密度这些值，因此需要利用测井数据解释结果与油藏模型对应的测井位置的一些动态参数进行拟合，这样一个过程称之为标定。以速度为例，先把测井里的速度应用到油藏模型对应的井点处，然后利用井点处与非井点处的动态参数的对应关系，合成出非井点处的速度。即：岩石物理模型标定是将通过对各种岩心资料、测井资料和地震资料进行综合分析，研究岩石岩性、孔隙度、孔隙类型、孔隙流体、流体饱和度和频率等对岩石中弹性性质如纵波(P波)和横波(S波)速度及衰减的影响，并提出利用地震响应预测岩石物理性质的理论和方法，是地震响应与储层岩石参数之间联系的桥梁，是进行定量储层预测的基本前提。表征岩石物理学特征的地震参数主要有岩石的弹性模量、密度、纵波速度、横波速度等，它们是我们识别岩性及油气的重要参数，也是进行定量地震油藏描述的桥梁。

在本实施例中，建立的岩石物理模型包括：Voigt与Reuss理论模型、Gassmann理论模型。

其中，所述Gassmann理论模型为：

岩石体积弹性模量计算：

其中，Ks为岩石颗粒弹性模量；Kd为干岩石弹性模量；Φ为孔隙度；

Kf为流体弹性模量，其可由下式计算：

其中，Kw，Ko，Kg分别是水、油、气的弹性模量，Sw，So，Sg分别是水、油、气的饱和度；

声波在岩石中的纵波速度由下式计算：

其中，μ为岩石剪切模量；ρ为岩石密度，它与饱和度有线性关系：

其中，ρ_w、ρ_o、ρ_g分别是水、油、气密度，ρ_w、ρ_o、ρ_g为岩石骨架密度，为了取得合理的Vp，需要在物性参数条件下求取干岩石骨架弹性模量（Kd）。Kd在测井声波速度下一般表示为：式中，K是已知Vp及Vp/Vs关系下计算获得的弹性模量。

把压力作为Kd的函数，并满足指数关系，就可以把压力放到Gassmann关系式中。可以通过油、水层以及油水过渡层的多波和叠前特征模拟，模拟多波和叠前特征和观测属性的对比，来优化岩石物理参数，如岩石骨架的参数等，取得最优的模拟特征和观测特征的拟合。

步骤S103，根据油藏模型的流体参数及弹性参数，利用标定后的岩石物理模型，计算油藏模型的纵波速度、横波速度以及密度，再将纵波速度与密度相乘得到合成的阻抗。在岩石物理模型标定后，则可以通过油藏模型的流体参数及岩石的弹性参数等获得合成的油藏模型的纵横波速度以及密度等。这里可以通过选取井点位置的合成数据与测井实测的速度，密度等进行实测分析。本实施例中，本步骤后还包括由合成的纵波速度以及密度，计算出合成的阻抗数据。

步骤S104，利用工区测井资料确定油藏模型的上下边界、子波以及正演的地震到的角度范围和角度间隔，利用纵波速度、横波速度和密度，进行AVO叠前道集正演，生成AVO叠前道集正演结果。由于油藏模型在纵向上通常针对某一个目的层或者油组，是一个局部的信息。因此，需要对油藏模型的上边界、下边界以及模型中的无效网格的纵波速度及密度进行设定。通常设定的声波参数与模型中顶底的合成的声波参数接近。通常设定子波的相位以及频率与实际地震数据的子波相一致。

所述进行AVO叠前道集正演前，还包括根据所述纵波速度、横波速度、密度以及设定的角度范围和角度间隔计算反射系数，计算反射系数的方法主要为Zoeppritz方程，然而Zoeppritz方程的计算方程比较复杂，因此提供的Zoeppritz简化形式的计算反射系数的方法有：boltfeld或Aki。

步骤S105，将AVO叠前道集正演结果与实际采集的地震数据进行对比，如一致则完成油藏模型的优化，如不一致修改一致。由于油藏模型中的动态参数是随时间变化的，因此，可进行随时间变化的动态AVO分析。合成的AVO叠前道集可以与井或者实际采集的地震数据进行对比分析：

第一、分析某一时间点的井点位置的AVO道集，并且与时间点的生产测井曲线进行对比，分析其AVO特性是否符合井点处的流体规律；

第二、合成与实际地震采集时间点一致的AVO道集与实际采集地震数据的AVO分析进行对比，分析二者的AVO特性是否一致。

当AVO特性与井点处的流体规律不符或与实际采集的地震数据的AVO特性相悖时，则返回到油藏模型，进行模型的修改，重新历史拟合，以达到油藏模型的精细刻画的目的。

图3至图10是以具体试验区实例，来具体说明本发明的油藏模型的优化建立方法流程。

具体实例以三角洲沉积为主，实验区内共有156口井，面积约为3.6km2，如图3所示，由试验区的地震解释数据、测井解释数据、生产数据以及岩心数据，通过历史拟合，建立油藏模型的模型分布图，以油藏模型为例进行分析。首先，提取目的层段生产测井数据，形成岩石物理模型量板，如图4所示。在岩石物理模型标定后，利用标定结果与油藏模型计算纵波速度、横波速度以及密度，再将纵波速度与密度相乘得到合成的阻抗，图5、6、7分别为本实例试验区油藏模型计算出的纵波速度、横波速度、密度。图8为本实例实验区由纵波速度和横波速度计算出的阻抗。图9及图10分别为本实例试验区油藏模型的设定上下边界及子波示意图，即确认了动态参数与声波参数之间的关系，以此为基础合成整个油藏模型的声波参数场，设定模型的上下边界的声波参数，并且利用该地区的实际地震数据获得其子波的相位及频率。图11为本实例试验区的选定的L8-182井点位置的设定的角度范围、角度间隔及计算反射系数方法的示意图，如图所示，选取L8-182井点位置，设定其角度范围0到30度，其中角度间隔为5度，计算反射系数的方法为Aki近似方程，得到合成的PP叠前道集如图12所示，选取925m到975m（图12中A框所示）进行AVO分析（图13所示），通过振幅与入射角的交汇图分析其斜率为405，截距为-326，可以得出振幅随入射角（即炮检距的距离）的增大而减小的，属于第一类AVO。分析结果为该段含水，由实际的该井的生产测井曲线（图14）进行对比分析，该段属于高含水。因此，AVO的分析结果与实际是相符合的，可以得出油藏模型准确的刻画地下流体状况的结论。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种用于振幅随炮检距变化道集分析的油藏模型优化方法，特点是通过以下步骤实现：

2.根据权利要求1的方法，特点是步骤1）所述的数据包括：流体参数、弹性参数、岩石属性、油藏分区参数、初始化计算参数、输出控制参数、模拟工作的基本信息以及生产参数；其中：

弹性参数包括横波速度，拉梅常数以及泊松比。

3.根据权利要求1的方法，特点是步骤1）所述的建立油藏模型，是利用地震解释结果建立格架模型，结合测井数据以及岩心数据，建立物性模型，在生产数据基础上进行历史拟合得到油藏模型。

4.根据权利要求1的方法，特点是步骤2）所述的岩石物理模型是Voigt与Reuss理论模型或Gassmann理论模型。

5.根据权利要求1的方法，特点是步骤2）所述的建立地震响应参数与岩石参数之间的非线性关系是建立声波参数、弹性参数与岩石物性、流体参数之间的关系。

6.根据权利要求1的方法，特点是步骤3）所述的岩石物理模型是Voigt与Reuss理论模型或Gassmann理论模型；

所述计算采用gassmann模型，岩石体积弹性模量K计算：

K_f为流体弹性模量，由下式计算：

声波在岩石中的纵波速度V_p由下式计算：

其中，μ为岩石剪切模量；ρ为岩石密度；Vs为横波速度；

其中，ρ_w、ρ_o、ρ_g分别是水、油、气密度，ρ_ma为岩石骨架密度；

合成阻抗为：AI=ρV_p。

7.根据权利要求1的方法，特点是步骤4）所述测井资料是密度测井曲线以及声波时差测井曲线。

8.根据权利要求1的方法，特点是步骤4）所述设定为将测井资料中的密度和速度赋值给对应深度的油藏模型的中的无效网格处，以避免油藏模型在正演时无效网格中的空值对正演结果的影响。

9.根据权利要求1的方法，特点是步骤4）所述子波的相位与频率与实际地震数据的子波相位与频率一致。

10.根据权利要求1的方法，特点是步骤4）所述的计算反射系数的方法包括boltfeld或Aki法。

11.根据权利要求1的方法，特点是步骤5）所述的对比是：

12.根据权利要求1的方法，特点是步骤5）所述的一致是：

AVO特性符合井点处的流体规律，AVO特性一致无区别，振幅随炮检距的增大而增大或者减小，甚至发生相位的反转，或，

13.根据权利要求1的方法，特点是步骤5）所述的修改是对油藏模型中的孔隙度或泥质含量或净毛比或含油饱和度或者压力或者温度进行修改。