CN114859407A - 火山岩储层声学特征参数的确定方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种火山岩储层声学特征参数的确定方法及装置。其中，该方法包括：建立火山岩储层的纵波声波时差与含气饱和度的关系；建立不同火山岩储层的横波声波时差的计算模型；依据关系和计算模型确定火山岩储层的声学特征参数，其中，声学特征参数至少包括：火山岩储层的纵波声波时差及横波声波时差。本申请解决了现有资料和方法均无法提供火山岩地层所需的声学特征参数的技术问题。
Description
技术领域
本申请涉及石油勘探中的复杂油气藏地层测井评价技术领域，具体而言，涉及一种火山岩储层声学特征参数的确定方法及装置。
背景技术
在石油地质研究通常采用点、线、面的研究思路，即岩心标定测井、测井标定地震，三者结合综合研究地质目标的地质特征。其中面向地震反演的岩石物理研究是测井与地震结合的关键，但无论叠前还是叠后反演，要获得好的地质效果，必须具有能够真实反映地震声学特征的测井资料。具体描述岩石声学特征的独立测井参数有岩石的密度、纵波速度和横波速度，其它动态参数都可由这三个参数计算获得。然而由于测井测量深度的限制，测量值基本为冲洗带和侵入带的响应，无法直接得到原状地层的测井响应值。而地震资料的反演(叠前、叠后)需要的是原状地层的声学特征参数。原始测井资料无法提供这种声学特征参数。但从理论上讲，在地层声速一定的情况下，采用不同发射频率，声波测井的波长是不同的，探测深度也有差异，用反演的方法求出原状地层的声波速度是可能的。只是这种方法需要多次测井，测井成本高，若采用过低的频率(增加波长，提高探测深度)测井工业上也无法实现(DSI现最低频率为8khz)。为此，密度、纵、横波测井资料的侵入校正基本上采用的是正演的方法。
目前为了用正演的方法有效的描述声波的传播特征，国内外进行了大量的研究工作。最为著名的是高斯曼方程。但该方程涉及较多的参数，对于准确选定有一定难度。同时声波的传播速度受矿物类型、孔隙结构、孔隙内流体类型多种因素的影响。虽然有众多的模量计算模型，但都是半经验型的，且基本是针对粒间孔的砂泥岩模型，以溶蚀孔为主的火山岩还未详细研究。
针对现有资料和方法均无法提供火山岩地层所需的声学特征参数的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本申请实施例提供了一种火山岩储层声学特征参数的确定方法及装置，以至少解决现有资料和方法均无法提供火山岩地层所需的声学特征参数的技术问题。
根据本申请实施例的一个方面，提供了一种火山岩储层声学特征参数的确定方法，包括：建立火山岩储层的纵波声波时差与含气饱和度的关系；建立不同火山岩储层的横波声波时差的计算模型；依据关系和计算模型确定火山岩储层的声学特征参数，其中，声学特征参数至少包括：火山岩储层的纵波声波时差及横波声波时差。
可选地，建立火山岩储层的纵波声波时差与含气饱和度的关系，包括：拟合如下纵波声波时差的计算公式：
其中，Dt为纵波声波时差，Dtw为完全含水的纵波声波时差，α为流体因子，Sw为火山岩储层中的含水饱和度。
可选地，建立火山岩储层的横波声波时差与含气饱和度的关系，包括：拟合如下横波声波时差的计算公式：DTS1＝-43.74×DEN+0.97×AC+156.96；DTS2＝-30.75×DEN+0.63×AC+151.84，其中，DTS1为偏酸性火山岩的横波声波时差，DTS2为偏基性火山岩的横波声波时差，DEN为补偿密度，AC为火山岩储层的声波时差。
可选地，拟合纵波声波时差的计算公式或拟合横波声波时差的计算公式之前，上述方法还包括确定各类火山岩的如下声学特征：酸性火山岩和中基性火山岩的声波骨架相似；酸性火山岩的密度骨架小于中基性火山岩的密度骨架。
可选地，上述方法还包括：确定火山岩的波阻抗和泊松比。
可选地，确定火山岩的波阻抗和泊松比之后，上述方法还包括：依据火山岩的波阻抗和泊松比联合反演预测火山岩的如下特征：岩性、物理性质以及火山岩储层中的含气性。
可选地，依据关系和计算模型确定火山岩储层的声学特征参数之后，上述方法还包括：依据火山岩储层的声学特征参数验证依据火山岩的波阻抗和泊松比联合反演预测得到的火山岩的特征是否准确。
根据本申请实施例的另一方面，还提供了一种火山岩储层声学特征参数的确定装置，包括：第一建立模块，用于建立火山岩储层的纵波声波时差与含气饱和度的关系；第二建立模块，用于建立不同火山岩储层的横波声波时差的计算模型；确定模块，用于依据关系和计算模型确定火山岩储层的声学特征参数，其中，声学特征参数至少包括：火山岩储层的纵波声波时差及横波声波时差。
根据本申请实施例的再一方面，还提供了一种非易失性存储介质，其特征在于，非易失性存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制非易失性存储介质所在设备执行以上的火山岩储层声学特征参数的确定方法。
根据本申请实施例的再一方面，还提供了一种处理器，处理器用于运行存储在存储器中的程序，其中，程序运行时执行以上的火山岩储层声学特征参数的确定方法。
在本申请实施例中，采用建立火山岩储层的纵波声波时差与含气饱和度的关系；建立不同火山岩储层的横波声波时差的计算模型；依据关系和计算模型确定火山岩储层的声学特征参数，其中，声学特征参数至少包括：火山岩储层的纵波声波时差及横波声波时差的方式，通过利用火山岩物理实验数据、常规测井数据建立计算声学参数所需的流体替换模型，从而实现了完善火山岩的岩石物理研究的整体技术组合，为火山岩的天然气勘探提供技术支持的技术效果，进而解决了现有资料和方法均无法提供火山岩地层所需的声学特征参数技术问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1是根据本申请实施例的一种火山岩储层声学特征参数的确定方法的流程图；
图2是根据本申请实施例的密度-孔隙度、纵波时差-孔隙度、岩电参数的相关关系图；
图3是本申请实施例的纵横波计算模型相关关系图；
图4为本申请实施例提供的不同火山岩声学特征的火山岩的纵波均值直方图、密度均值直方图以及泊松比分布直方图；
图5为本申请实施例提供的阻抗和纵横波速度比的岩石物理参数量版；
图6是根据地质体的正演计算验证了地震反演识别岩性、物性及含气性的可行性分析图；
图7为本申请实施例的地震反演应用效果图；
图8是根据本申请实施例的一种火山岩储层声学特征参数的确定装置的结构框图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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施例，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
由背景技术可知，现有的面向地震的岩石物理参数的测井评价模型不能评价针对火山岩不同含气饱和度下声波时差的计算问题。本发明针对上述问题进行研究，提出了一种应用流体替换模型下的火山岩不同含气饱和度声波时差的计算方法。该方法利用火山岩物理实验数据、常规测井数据建立计算声学参数所需的流体替换模型，以解决现有资料和方法均无法提供的火山岩地层所需的声学特征参数。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案来实现的：
主要是研究地层(储层+盖层)的声学特性及多相流体条件下储层声学特征(动态弹性参数)的变化规律，分析在特定的储盖组合条件及理想情况下应用地震资料测井约束反演(叠前、叠后)的手段预测岩性、物性、含油(气)性的可行性，建立敏感参数的岩性、物性及含油性的岩石物理量版，提供反演所需的地层条件下密度及纵、横波曲线。
整个方案涉及油藏描述测井工作的全过程。首先从测井资料的深度匹配、环境校正、垮塌校正、归一化处理、侵入校正、岩心实验设计、常规即岩石物理实验、岩石学及储层研究、实验数据的岩石物理研究出发，建立岩石物理及储层参数的模型，再通过单井处理、地层对比、油水界面确定、多井处理、声学特征分析、AVO特征描述等测井评价验证声学参数所提供的地震反演火山岩岩性、物性及含油性的可行性。
最终总结实验数据的变化规律，形成了适用性的声波时差随饱和度变化的计算模型—声波增大率模型，突破了特殊岩性声波时差正演、反演的技术难题。
与现有技术相比，本发明具有如下的优点：
本发明首先选取具有代表性的火山岩岩心进行不同含气饱和度的实验，由于气体在高压环境下，易发生爆炸，因此本项研究的数据获取尤为难得，同时取得了满足回归公式所需的样品数据，更具可靠价值。
本发明解决了现有技术中未涉及到针对火山岩不同含气饱和度的储层声波时差的计算。虽然已有众多的模量计算模型，但都是半经验型的，且基本是针对粒间孔的砂泥岩模型。因此通过引入岩石物理实验分析确定声学参数所需的流体替换模型的重要参数，使得最终确定的正演模型更贴近实际地层和岩石物理特征，反演准确性具有更高的精度，从而完善火山岩的岩石物理研究的整体技术组合，为火山岩的天然气勘探提供技术支持。
下面通过具体的实施例对本发明提供的上述方案进行说明：
根据本申请实施例，提供了一种火山岩储层声学特征参数的确定方法的实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
图1是根据本申请实施例的一种火山岩储层声学特征参数的确定方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：
步骤S102，建立火山岩储层的纵波声波时差与含气饱和度的关系；
步骤S104，建立不同火山岩储层的横波声波时差的计算模型；
步骤S106，依据关系和计算模型确定火山岩储层的声学特征参数，其中，声学特征参数至少包括：火山岩储层的纵波声波时差及横波声波时差。
通过上述步骤，通过利用火山岩物理实验数据、常规测井数据建立计算声学参数所需的流体替换模型，从而实现了完善火山岩的岩石物理研究的整体技术组合，为火山岩的天然气勘探提供技术支持的技术效果。
根据本申请的一个可选的实施例，步骤S102通过以下方法实现：拟合如下纵波声波时差的计算公式：
其中，Dt为纵波声波时差，Dtw为完全含水的纵波声波时差，α为流体因子，Sw为火山岩储层中的含水饱和度。
首先，选取完全含水的火山岩的样品进行多次试验，同时针对不同岩性在不同饱和度条件下进行多次声学实验，确定沉积岩随着孔隙度的减小和压实程度的增加VP/VS(地震波纵波波速与横波波速的比值)明显减小，随着含气饱和度的增加，VP/VS值也显著减小，与波阻抗呈负相关，可以用Biot-Gassmann模型描述。但火山岩则出现不同的岩石物理现象，随着波阻抗的减小(孔隙度增大)，VP/VS逐渐减小。说明火山岩的声学特征与常规的沉积岩存在明显的差异。主要原因为在沉积岩中声速主要受碎屑颗粒的声速、胶结物的声速及含量和分布、颗粒的接触方式、孔隙度及孔隙结构和孔隙流体声速等因素的影响，其声学特性可以用Biot-Gassmann模型描述。而在火山岩中声速主要受骨架声速，孔隙度及结构、孔隙充填物含量与声学性质的影响，其声学特性不适用Biot-Gassmann等现有模型，因此需要新的模型。
应用配套的岩石物理实验数据，建立纵波声波时差与岩石含气饱和度的关系。拟合如下纵波声波时差的计算公式：
根据本申请的另一个可选的实施例，在执行步骤S104时，拟合如下横波声波时差的计算公式：DTS1＝-43.74×DEN+0.97×AC+156.96；DTS2＝-30.75×DEN+0.63×AC+151.84，其中，DTS1为偏酸性火山岩的横波声波时差，DTS2为偏基性火山岩的横波声波时差，DEN为补偿密度，AC为火山岩储层的声波时差。
针对火山岩样品做岩电实验，明确孔隙度计算的骨架参数、含气饱和度计算的电性参数，最终建立不同火山岩类横波声波时差的计算模型以及纵波声波时差与含气饱和度的关系，如图2和图3所示。
本发明提供的上述方法是以实验资料(见表1)为基础所建立的流体替换模型，由于实验危险性大，最终选取了具有代表性的数据点，进行公式的回归拟合。其与常用的高斯曼方程相比更便捷，可操作性更强。
表1
在本申请的一些可选的实施例中，拟合纵波声波时差的计算公式或拟合横波声波时差的计算公式之前，还需要确定各类火山岩的如下声学特征：酸性火山岩和中基性火山岩的声波骨架相似；酸性火山岩的密度骨架小于中基性火山岩的密度骨架。
在本步骤中，进行系统的声学特征的岩石物理实验及测井响应值统计，搞清火山岩的声学特征，建立火山岩的岩石物理量版，分析敏感参数。首先选取213块火山岩岩样的岩石物理实验结果，说明不同岩性的火山岩声波骨架整体变化不大，但密度骨架变化大，从基性岩到酸性岩逐渐减小。最终明确了各类岩性的纵波阻抗，从玄武岩、安山岩、英安岩到流纹岩为14600、14400、1120、10700，说明火山岩的波阻抗明显大于沉积岩，且中基性火山岩的波阻抗明显大于酸性岩。
在本申请的另一些可选的实施例中，还需要确定火山岩的波阻抗和泊松比。
同时针对不同岩性火山岩分析其泊松比，得出火山岩的泊松比明显小于沉积岩，且酸性的流纹岩和英安岩的泊松比值小于基性的玄武岩与安山岩。最终确定火山岩中波阻抗和泊松比是火山岩最为敏感的参数，如图4所示。
根据本申请的一个可选的实施例，确定火山岩的波阻抗和泊松比之后，依据火山岩的波阻抗和泊松比联合反演预测火山岩的如下特征：岩性、物理性质以及火山岩储层中的含气性。
建立火山岩反演参数的岩石物理量版，即通过波阻抗和泊松比的联合反演进行岩性、物性、含气性预测，如图5所示。图6是根据地质体的正演计算验证了地震反演识别岩性、物性及含气性的可行性分析图。
根据本申请的另一个可选的实施例，依据关系和计算模型确定火山岩储层的声学特征参数之后，依据火山岩储层的声学特征参数验证依据火山岩的波阻抗和泊松比联合反演预测得到的火山岩的特征是否准确。
通过获取准确的声波时差后，应用地震反演描述地质效果变化，利用P波阻抗反演侵入岩体的边界、纵横波速度比反演气水边界，针对距离石炭系顶界的不同时间，提取反演属性，整体反应出火山岩体的变化、分布范围以及与油气水的关系(如图7所示)，并结合平面上多井实钻分析情况予以验证。
本发明提供的上述计算方法解决了现有方法参数选取多，且不能评价准确提供反演所需的火山岩声波时差的技术问题，提升了特殊岩性储集层井震结合的准确性，具有更好的地质效果。
本发明提供的火山岩不同含气饱和度下声波时差计算的方法解决了填补了目前未研究的区域，同时提供的准确声波参数为反演岩性、物性和含油气性提供有力的技术支持，并验证已有方法技术在复杂的岩性组合火山岩气藏的适应性，完善火山岩的岩石物理研究的整体技术组合，为火山岩的天然气勘探提供技术支持。
图8是根据本申请实施例的一种火山岩储层声学特征参数的确定装置的结构框图，如图8所示，该装置包括：
第一建立模块80，用于建立火山岩储层的纵波声波时差与含气饱和度的关系；
第二建立模块82，用于建立不同火山岩储层的横波声波时差的计算模型；
确定模块84，用于依据关系和计算模型确定火山岩储层的声学特征参数，其中，声学特征参数至少包括：火山岩储层的纵波声波时差及横波声波时差。
需要说明的是，图8所示实施例的优选实施方式可以参见图1所示实施例的相关描述，此处不再赘述。
本申请实施例还提供了一种非易失性存储介质，其特征在于，非易失性存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制非易失性存储介质所在设备执行以上的火山岩储层声学特征参数的确定方法。
上述非易失性存储介质用于存储执行以下功能的程序：建立火山岩储层的纵波声波时差与含气饱和度的关系；建立不同火山岩储层的横波声波时差的计算模型；依据关系和计算模型确定火山岩储层的声学特征参数，其中，声学特征参数至少包括：火山岩储层的纵波声波时差及横波声波时差。
本申请实施例还提供了一种处理器，处理器用于运行存储在存储器中的程序，其中，程序运行时执行以上的火山岩储层声学特征参数的确定方法。
上述处理器用于运行执行以下功能的程序：：建立火山岩储层的纵波声波时差与含气饱和度的关系；建立不同火山岩储层的横波声波时差的计算模型；依据关系和计算模型确定火山岩储层的声学特征参数，其中，声学特征参数至少包括：火山岩储层的纵波声波时差及横波声波时差。
上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
在本申请的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
Claims (10)
1.一种火山岩储层声学特征参数的确定方法，其特征在于，包括：
建立火山岩储层的纵波声波时差与含气饱和度的关系；
建立不同所述火山岩储层的横波声波时差的计算模型；
依据所述关系和所述计算模型确定所述火山岩储层的声学特征参数，其中，所述声学特征参数至少包括：所述火山岩储层的纵波声波时差及横波声波时差。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，建立火山岩储层的纵波声波时差与含气饱和度的关系，包括：
拟合如下纵波声波时差的计算公式：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，建立火山岩储层的横波声波时差与含气饱和度的关系，包括：
拟合如下横波声波时差的计算公式：
DTS1＝-43.74×DEN+0.97×AC+156.96
DTS2＝-30.75×DEN+0.63×AC+151.84
其中，DTS1为偏酸性火山岩的横波声波时差，DTS2为偏基性火山岩的横波声波时差，DEN为补偿密度，AC为火山岩储层的声波时差。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，拟合所述纵波声波时差的计算公式或拟合所述横波声波时差的计算公式之前，所述方法还包括确定各类所述火山岩的如下声学特征：
酸性火山岩和中基性火山岩的声波骨架相似；
所述酸性火山岩的密度骨架小于所述中基性火山岩的密度骨架。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
确定所述火山岩的波阻抗和泊松比。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，确定所述火山岩的波阻抗和泊松比之后，所述方法还包括：
依据所述火山岩的波阻抗和泊松比联合反演预测所述火山岩的如下特征：岩性、物理性质以及所述火山岩储层中的含气性。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，依据所述关系和所述计算模型确定所述火山岩储层的声学特征参数之后，所述方法还包括：
依据所述火山岩储层的声学特征参数验证依据所述火山岩的波阻抗和泊松比联合反演预测得到的所述火山岩的特征是否准确。
8.一种火山岩储层声学特征参数的确定装置，其特征在于，包括：
第一建立模块，用于建立火山岩储层的纵波声波时差与含气饱和度的关系；
第二建立模块，用于建立不同所述火山岩储层的横波声波时差的计算模型；
确定模块，用于依据所述关系和所述计算模型确定所述火山岩储层的声学特征参数，其中，所述声学特征参数至少包括：所述火山岩储层的纵波声波时差及横波声波时差。
9.一种非易失性存储介质，其特征在于，所述非易失性存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述非易失性存储介质所在设备执行权利要求1至7中任意一项所述的火山岩储层声学特征参数的确定方法。
10.一种处理器，其特征在于，所述处理器用于运行存储在存储器中的程序，其中，所述程序运行时执行权利要求1至7中任意一项所述的火山岩储层声学特征参数的确定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110150208.1A CN114859407A (zh) | 2021-02-03 | 2021-02-03 | 火山岩储层声学特征参数的确定方法及装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202110150208.1A CN114859407A (zh) | 2021-02-03 | 2021-02-03 | 火山岩储层声学特征参数的确定方法及装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114859407A true CN114859407A (zh) | 2022-08-05 |
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ID=82623702
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|---|---|
| CN (1) | CN114859407A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115822580A (zh) * | 2022-12-15 | 2023-03-21 | 吉林大学 | 一种定量预测深层火山岩气层空间分布的方法 |
-
2021
- 2021-02-03 CN CN202110150208.1A patent/CN114859407A/zh active Pending
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