CN107479104B - 泊松反射率及泊松流体反射率的求取方法及地层分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种泊松反射率及泊松流体反射率的求取方法及地层分析方法，包括以下步骤：A、获得测井资料以计算纵波阻抗和横波阻抗；B、根据纵波阻抗、横波阻抗及岩性或物性资料交会分析得到泊松阻抗参数C；C、根据泊松阻抗参数C计算泊松角度θ或泊松角对应的射线参数P值；D、对叠前道集资料进行泊松角度部分叠加求得泊松反射率剖面。其提供一种方法求得泊松反射率剖面及泊松流体反射率，提高岩性预测工作的准确性和快速性。

Description

泊松反射率及泊松流体反射率的求取方法及地层分析方法

技术领域

本发明涉及勘探或探测分析方法领域，具体涉及一种射线域泊松反射率及泊松流体反射率的求取方法。

背景技术

2006年，国外Quakenbush等人率先提出泊松阻抗属性的概念；随后Mazumdar等在2007 年提出泊松阻尼因子属性概念，实际上泊松阻尼因子是对泊松阻抗的应用推广和进一步深化。

泊松阻抗PI可以看成是泊松比和密度的函数，只要利用纵波阻抗AI和横波阻抗SI及泊松阻抗PI三者的特殊交会方式，即可识别岩性和含油气性变化。

地球物理解释工作中常用AI和SI交会图分析岩性和含油气性。图1为AI和SI的岩石物理交会示意图，图中的含气砂岩、含水砂岩和泥岩的纵、横波阻抗有一定差异，但均有一定交叉重叠。如果将横坐标轴AI旋转到PI对应的角度，则PI就可以描述任意两种岩石或流体类型，具有类似流体因子的作用。定义：

PI＝AI-C*SI (1)

式中：AI为纵波阻抗；SI为横波阻抗；C为常数，决定坐标轴的旋转，旋转的角度取决于旋转后的PI能最有效地识别不同岩性和流体。单独的AI或者SI都不能完整识别含油气砂岩、含水砂岩和泥岩，而虚线方框中显示的部分可以较好识别。

但是泊松阻抗仅仅是通过纵横波阻抗线性转换而来，转换参数C在不同地区具有不同的数值，不能直接推广应用到各个勘探区。泊松阻抗定义为一种阻抗的量纲，那根据地球物理理论，它就具有与之对应的反射率剖面，因此可以把这种反射率剖面称为泊松反射率剖面，泊松反射率剖面是泊松阻抗的一种实际表现形式，但是现有技术中还没有一种能直接求取泊松反射率剖面的方法。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题提供一种射线域泊松反射率及泊松流体反射率的求取方法。

本发明通过下述技术方案实现：

一种泊松反射率剖面的求取方法，包括以下步骤：

A、获得测井资料以计算纵波阻抗和横波阻抗；

B、根据纵波阻抗、横波阻抗及岩性或物性资料交会分析得到泊松阻抗参数C；

C、根据泊松阻抗参数C计算泊松角度θ或泊松角对应的射线参数P值；

D、对叠前道集资料进行泊松角度部分叠加求得泊松反射率剖面。

本方案通过上述方法求得泊松反射率剖面，泊松反射率剖面的求取，对地震岩性学将是一个关键技术突破，它具有多用途，提高岩性预测工作的准确性和快速性。

作为优选，所述步骤A的具体方法为：

获得测井资料，该测井资料包括纵波速度、横波速度、密度及岩性或物性资料；

将纵波速度、横波速度分别与密度相乘得到纵波阻抗和横波阻抗。

作为优选，所述步骤B具体方法为：

将纵波阻抗、横波阻抗及岩性或物性资料做三维交会，通过坐标转换找到区分岩性或物性的泊松阻抗参数C。

作为优选，所述步骤C具体为：

利用关系式将泊松阻抗参数C与入射角θ建立关联，并使泊松阻抗等于该入射角对应的叠前射线弹性阻抗乘以入射角的余弦，得到计算泊松角度θ或泊松角对应的射线参数P值。

进一步的，所述泊松阻抗参数C与入射角θ关联的关联式为：

其中，C＝4Vs/Vp*sin²θ，PI＝ρ*(Vp-C*Vs)，REI_i(P)为某个角度的射线弹性阻抗，单位m/s*g/cc；AI为纵波阻抗，单位m/s*g/cc；SI为横波阻抗，单位m/s*g/cc；PI为泊松阻抗，单位m/s*g/cc；C为泊松阻抗参数，Vs为横波速度，单位m/s；Vp为纵波速度，单位m/s；ρ为密度，单位g/cc；

使泊松阻抗等于该入射角θ对应的叠前射线弹性阻抗乘以入射角θ的余弦，

根据得到泊松角度θ，

根据得到泊松角对应的射线参数P值。

泊松阻抗只是一种AI和SI的合成方法，合成因子C是固定的，故无法计算反射系数，所以业内现阶段并没有直接求解泊松反射率的方法。仅有泊松阻抗的简单转换公式，转换公式基于纵、横波阻抗的简单线性转换，转换参数C为常数，C的地球物理物理意义不明确，这限制了泊松阻抗的应用范围。本方法首次建立射线弹性阻抗和泊松阻抗关系，基于泊松角概念，推导泊松角和C的关系，将泊松阻抗应用范围扩大至叠前射线域。

进一步的，所述泊松阻抗参数C为1.378，Vp/Vs等于1.87时对应的射线域P为0.23。

一种泊松流体反射率剖面的求取方法，包括以下步骤：

采用上述方法求得泊松反射率剖面；

利用近角度叠加剖面和泊松反射率剖面求得泊松流体反射率剖面。

流体因子实质上是一种用来表征地层含油气特征的地震属性，通常建立在岩石物理学基础上，与孔隙流体在地震资料中表现出的异常特性有关。而流体识别则是利用流体因子来识别储层内所含流体的类型，因此构建流体因子是识别油气藏流体类型的关键技术。

基于Biot-Gassmann理论的流体因子对于固结成熟的碎屑岩储层孔隙流体具有较高的灵敏度。地下岩石介质含有大量的孔隙和裂隙，而这些孔隙和裂隙对于油气的赋存至关重要。孔隙与裂隙并存的情况下，裂隙的纵横比要比孔隙小很多，在外力的作用下，裂缝中的流体会被挤压到与其相连的孔隙中，产生挤喷流现象，因此描述岩石的弹性性质会相当复杂。 Russell流体因子是基于Biot-Gassmann理论的流体因子，不考虑裂隙而仅考虑孔隙，且孔隙分布均匀，另外孔隙连通的假设也保证了波传播引起的孔隙流体流动是充分均衡的，即忽略了“挤喷流”效应对波传播的影响，使得弹性波传播经过裂隙时产生的相当可观的衰减和频散现象不能够得到更加准确地描述。Russell流体因子表达式：

式中：AI为纵波阻抗；SI为横波阻抗；系数a等于干燥岩石的纵横波速度比Vp/Vs(dry)。流体因子数学表达式与泊松阻抗类似，具备和泊松阻抗类似的反射率剖面，因此可以把这种反射率剖面称为泊松流体反射率剖面，泊松流体反射率剖面是流体因子的一种实际表现形式，但是现有技术中也还没有一种能直接求取泊松流体反射率剖面的方法。本方法推导流体因子和泊松阻抗关系，得出泊松流体反射率的计算方法。

作为优选，所述泊松流体反射率剖面f的计算方法为将纵波阻抗对应的近角度叠加剖面与泊松阻抗对应的泊松角度下的部分叠加剖面进行相乘得到泊松流体反射率剖面，即：

一种地层岩性、物性的分析方法，包括以下步骤：

采用上述方法求得泊松反射率剖面；

取该泊松反射率剖面的井旁道与孔隙度做交会分析以区分岩性、物性。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明提供一种方法求得泊松反射率剖面，提高岩性预测工作的准确性和快速性。

2、本发明的方法在求得泊松反射率剖面的基础上进一步的求得泊松流体反射率剖面，为识别油气藏流体类型奠定基础。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为AI和SI的岩石物理交会示意图，图中A表示含气砂岩，B表示含水砂岩，C表示泥岩。

图2为泊松阻抗岩石物理交会图。

图3为图2坐标转换后的泊松阻抗岩石物理交会图。

图4为射线弹性阻抗与泊松阻抗相关度示意图。

图5为泊松反射率交会图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

一种射线域泊松反射率剖面的求取方法，包括以下步骤：

A、获得测井资料以计算纵波阻抗和横波阻抗；

B、根据纵波阻抗、横波阻抗及岩性或物性资料交会分析得到泊松阻抗参数C；

C、根据泊松阻抗参数C计算泊松角度θ或泊松角对应的射线参数P值；

D、对叠前道集资料进行泊松角度部分叠加求得泊松反射率剖面。

实施例2

基于实施例1的方法原理，本方案公开一具体实施方法。

A、获得测井资料，该测井资料包括纵波速度、横波速度、密度及岩性或物性资料；

将纵波速度、横波速度分别与密度相乘得到纵波阻抗和横波阻抗。

B、将纵波阻抗、横波阻抗及岩性或物性资料做三维交会，发现纵波阻抗和横波阻抗联合作用可区分目的层不同岩性甚至是物性，如图1所示，这种联合作用可通过坐标转换的方式实现，具体可通过泊松阻抗的数学表达式计算：PI＝AI-C*SI，式中PI为泊松阻抗，AI为纵波阻抗；SI为横波阻抗；C为常数，决定坐标轴的旋转，旋转的角度取决于旋转后的PI能最有效地识别不同岩性和流体。通过坐标旋转，找到有效区分岩性或物性的泊松阻抗参数C，如图2、图3所示，能有效区分孔隙度的泊松阻抗对应的参数C取值1.378。

C、利用关系式将泊松阻抗参数C与入射角θ建立关联，并使泊松阻抗等于该入射角对应的叠前射线弹性阻抗乘以入射角的余弦，得到计算泊松角度θ或泊松角对应的射线参数P 值，具体的，令：

C＝4Vs/Vp*sin²θ，

则泊松阻抗：

PI＝ρ*(Vp-C*Vs)可改写为：PI＝ρ*(Vp-4Vs/Vp*sin²θ*Vs)，

进一步的：

上述关系式将泊松参数C与入射角θ关联，使泊松阻抗等于该入射角θ对应的叠前射线弹性阻抗乘以入射角θ的余弦，该入射角被称为“泊松角”，因此，

根据得到泊松角度θ，

根据得到泊松角对应的射线参数P值。

当泊松阻抗参数C为1.378时，Vp/Vs等于1.87时，根据泊松角公式求得对应的射线域P 为0.23。如图4所示，通过计算射线弹性阻抗曲线对比发现，P取0.23时的射线弹性阻抗REI (P＝0.23)与泊松阻抗PI相关度最高。

D、求得泊松角或对应的射线参数P值后，将叠前道集进行泊松角度范围内的部分叠加，最后得到的部分叠加剖面即是对应的泊松反射率剖面。本领域中，泊松反射率剖面即泊松反射率，泊松流体反射率剖面即泊松流体反射率。

求得泊松反射率剖面后，取该泊松反射率剖面的井旁道与孔隙度做交会分析，发现该剖面具备泊松阻抗的特性，如图5，可直接区分不同岩性、物性。

泊松反射率剖面可应用在多个方面，泊松反射率剖面的求得是对地震岩性学将是一个关键技术突破，其可应用于地震沉积应用、储层预测应用、叠前地质统计学反演、相控建模等方面。

实施例3

上述两个实施例公开了泊松反射率剖面的求取方法，而泊松流体反射率剖面作为识别油气藏流体类型的关键参数的求取其建立在泊松反射率剖面的基础上，在上述实施例的上，本实施例公开一种泊松流体反射率剖面的求取方法，包括以下步骤：

采用上述实施例的方法求得泊松反射率；

利用近角度叠加剖面和泊松反射率剖面求得泊松流体反射率剖面。

具体的，所述泊松流体反射率剖面f的计算方法为将纵波阻抗对应的近角度叠加剖面与泊松阻抗对应的泊松角度下的部分叠加剖面进行相乘得到泊松流体反射率剖面，即：

以上所述的具体实施方式，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方式而已，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 (8)

1.一种泊松反射率剖面的求取方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、获得测井资料以计算纵波阻抗和横波阻抗；

B、根据纵波阻抗、横波阻抗及岩性或物性资料交会分析得到泊松阻抗参数C；

C、根据泊松阻抗参数C计算泊松角度或泊松角对应的射线参数P值，具体为：利用关系式将泊松阻抗参数C与入射角θ建立关联，并使泊松阻抗等于该入射角对应的叠前射线弹性阻抗乘以入射角的余弦，得到计算泊松角对应的射线参数P值；

D、对叠前道集资料进行泊松角度部分叠加求得泊松反射率剖面。

2.根据权利要求1所述的一种泊松反射率剖面的求取方法，其特征在于，所述步骤A的具体方法为：

获得测井资料，该测井资料包括纵波速度、横波速度、密度及岩性或物性资料；

将纵波速度、横波速度分别与密度相乘得到纵波阻抗和横波阻抗。

3.根据权利要求1所述的一种泊松反射率剖面的求取方法，其特征在于，所述步骤B具体方法为：

将纵波阻抗、横波阻抗及岩性或物性资料做三维交会，通过坐标转换找到区分岩性或物性的泊松阻抗参数C。

4.根据权利要求1所述的一种泊松反射率剖面的求取方法，其特征在于，所述泊松阻抗参数C与入射角θ关联的关联式为：

其中，C＝4Vs/Vp*sin²θ，PI＝ρ*(Vp-C*Vs)，

REI_i(P)为某个角度的射线弹性阻抗，单位m/s*g/cc；AI为纵波阻抗，单位m/s*g/cc；SI为横波阻抗，单位m/s*g/cc；PI为泊松阻抗，单位m/s*g/cc；C为泊松阻抗参数，Vs为横波速度，单位m/s；Vp为纵波速度，单位m/s；ρ为密度，单位g/cc；

使泊松阻抗等于该入射角θ对应的叠前射线弹性阻抗乘以入射角θ的余弦，

根据得到泊松角度，

根据得到泊松角对应的射线参数P值。

5.根据权利要求4所述的一种泊松反射率剖面的求取方法，其特征在于，所述泊松阻抗参数C为1.378，Vp/Vs等于1.87时对应的射线域P为0.23。

6.一种泊松流体反射率剖面的求取方法，其特征在于，包括以下步骤：

采用权利要求1至5所述的方法求得泊松反射率剖面；

利用近角度叠加剖面和泊松反射率剖面求得泊松流体反射率剖面。

7.根据权利要求6所述的一种泊松流体反射率剖面的求取方法，其特征在于，所述泊松流体反射率剖面f的计算方法为将纵波阻抗对应的近角度叠加剖面与泊松阻抗对应的泊松角度下的部分叠加剖面进行相乘得到泊松流体反射率剖面，即：

8.一种地层分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

采用权利要求1至5所述的方法求得泊松反射率剖面；

取该泊松反射率剖面的井旁道与孔隙度做交会分析以区分岩性、物性。