基于岩石物理模型的纵、横波速度反演方法
印兴耀;李龙
【摘 要】纵、横波速度是储层特征评价、流体识别的重要参数.针对勘探生产中缺乏速度测井资料的情况,研究并提出了基于岩石物理模型的速度反演预测方法.首先介绍了前人给出的速度-孔隙度关系式和基于岩石物理模型的速度估算过程;然后以岩石孔隙参数为基础,建立测井数据与岩石弹性参数之间的岩石物理关系;最后重构反演目标函数,通过模拟退火反演获得可靠的纵、横波速度.实验室数据和实际测井资料的计算结果表明,该方法能够在不使用速度测井信息作为先验约束的情况下得到可信度较高的速度预测结果.
【期刊名称】《石油物探》
【年(卷),期】2015(054)003
【总页数】6页(P249-253,281)
【关键词】纵波速度预测;横波速度预测;模拟退火;Xu-White模型;Raymer公式
【作 者】印兴耀;李龙
【作者单位】中国石油大学(华东)地球科学与技术学院,山东青岛266580;中国石油辽河油田公司勘探开发研究院,辽宁盘锦124010
【正文语种】中 文
【中图分类】P631
纵、横波速度是储层评价和流体识别的重要保证,在缺乏速度测井资料的情况下,岩石的纵、横波速度可以通过基于岩石物理分析的方法或非弹性参数拟合的方法求取。基于岩石物理分析的方法是借助于速度关系式和岩石物理模型。速度关系式考虑了岩石的速度与孔隙度、密度等的关系。Raymer等[1]给出了速度-孔隙度关系式,可以用矿物和流体计算岩石的地震速度。Nur[2]提出的临界孔隙度模型则是岩石速度与孔隙度关系研究的重要进展之一。随着岩石物理研究的深入,许多专家和学者提出了利用岩石物理模型计算饱和岩石速度的技术手段。岩石物理模型考虑了岩石的孔隙结构,适合描述结构更复杂的岩石[3-4]。Xu等[5]推导出反映砂泥岩孔隙结构的关系式,进而计算岩石速度。张广智等[6]将Xu-White模型改进后应用于碳酸盐岩储层。印兴耀等[7]基于Biot相洽理论计算了致密砂岩弹性参数。非弹性参数拟合的方法主要考虑了岩石速度与非弹性参数之间的联系,如利用视电阻率等曲线拟合法、神经网络分析法、邻井拟合法等方法来计算岩石速度。与该方法相比,基于岩石物理分析的方法参数之间具有更加明确的弹性关系。
・７２・ 油气地球物理 ２０１５年１月
由图１可以看出，除Ｈａｙｎｅｓｖｉｌｌｅ外，声波阻抗值
和横波阻抗值随干酪根增多而减小，原因是其超压 比其他远景区或井的更大，有效应力更低。显然，干
酪根、矿物、孔隙度、ＨＣ饱和度和有效应力共同决定 了每口井在ＡＩ—ＳＩ域中的位置。因此，岩石物理模
型应该捕捉到所有这些参数的变化情况。
２岩石物理模型
在具有空隙和裂缝的各向同性固体研究中已使
用过Ｖｅｒｎｉｋ和Ｋａｃｈａｎｏｖ（２０ｌ０）模型。该模型适用于
有机页岩中的层状均匀介质方向，忽略由页岩强度 引起的复杂情况，且不考虑ＶＴＩ各向异性约束。这
种适用性只适用于弹性强度轴对称方向，因为这是 在层平面中微裂隙首选的方向。对每口井创建一个 具有平均含量的数据集，并对该模型进行校正与测 试（表１）。
表１用于校正与测试建立的岩石物理模型４口井的平均含量
Ｖｅｒｎｉｋ—Ｋａｃｈａｎｏｖ模型（Ｖｅｍｉｋ和Ｋａｃｈａｎｏｖ，
２０１０；Ｖｅｒｎｉｋ和Ｍｉｌｏｖａｋ，２０１ １）基于由固相、孔隙度 和（微）裂隙引起的符合规律的贡献总和，采用互不 影响的近似值预测各向同性岩石的干燥弹性成分。
该模型对层状均匀介质层理方向的ＶＴＩ弹性强度趋 向于合理的近似
ｒ 、，一 １＋户 ＋ｆ１叩ｏｅｘｐ（一ｄａ） ，。、
，： …
。 １＋ ＋ｃｇ？０ ｅｘｐ（一ｄａ）
式中： ｓｓ 与Ｃ 分别为层状均匀介质的固体基
质压缩强度和剪切强度； 为孔隙度；Ｐ为孔隙类 型因子；ｒ／为零压力下的裂隙密度；ｆ 与ｆ２为各向
同性原始公式中泊松比的函数（分别等价于１．９４和 １．５９，由Ｖｅｒｎｉｋ和Ｋａｃｈａｎｏｖ（２０１０）研究具有近似于
各向同性泊松比的碎屑物质时提出）； 为垂直有效 应力；ｄ为决定压力敏感曲线形态的参数。
其他模型（包括ＤＥＭ）由采用代表整个岩石的 孔隙空间进行假设的椭圆体纵横比建立，而该模型 的一个优势是可以采用更多真实的夹杂物参数准确
利用机器学习与改进岩石物理模型预测页岩油层系横波速度
方志坚;巴晶;熊繁升;杨志芳;晏信飞;阮传同
【期刊名称】《石油地球物理勘探》
【年(卷),期】2024(59)3
【摘 要】传统的横波速度预测方法包括经验公式法和岩石物理模型法。前者适用于岩石矿物组分相对单一的储层,且受区域限制等因素的影响,不具有普适性,预测精度较低。后者需要根据不同的实际情况选择合适的岩石物理模型,才能达到预期的目的。大多数机器学习横波速度预测方法基于纯数据驱动,数据集的质量和数量将直接决定横波预测模型精度,并缺乏充分的物理内涵。为此,基于深度神经网络(DNN)的方法,假设研究区储层波传播方程的数学形式已知,通过测井数据训练DNN得到未知的弹性参数,以确立目的层的波传播方程。利用平面波分析法得到相应的纵波、横波速度,实现神经网络与理论模型的结合。此外,针对传统Xu-White模型的不足,考虑随深度变化的孔隙纵横比,提出了改进横波速度预测岩石物理模型。利用研究区较丰富的测井数据,分别采用构建的DNN模型和改进横波速度预测岩石物理模型预测横波速度,并与传统的Xu-White模型预测结果进行对比、分析。结果表明,由DNN模型和改进岩石物理模型均可获得较高精度的横波速度预测结果,且前者的预测效果更好。
【总页数】11页(P381-391)
【作 者】方志坚;巴晶;熊繁升;杨志芳;晏信飞;阮传同 【作者单位】河海大学地球科学与工程学院;北京雁栖湖应用数学研究院;中国石油天然气股份有限公司勘探开发研究院;中国石油天然气股份有限公司地球物理重点实验室
【正文语种】中 文
【中图分类】P631
【相关文献】
1.基于各向异性岩石物理模型的页岩气储层横波速度预测2.基于岩石物理模型的页岩气储层横波速度估算方法3.富有机质泥页岩岩石物理横波速度预测方法研究4.基于岩石物理模型的页岩孔隙结构反演及横波速度预测
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中国石油大学（华东）
I
第一篇 地震岩石物理学及在储层预测的应用
Seismic Rock physics Theory and the Application in Reservor Discrimination
摘要
储层预测研究主要在于弄清储层构造特征、岩性特征及储层参数，进而减少勘探开发风险。储层参数包括孔隙度、渗透率、流体类型等，而地震资料提供的是地震波旅行时和振幅信息，再通过反演可得到弹性参数。地震岩石物理学则为储层参数和弹性参数之间搭建桥梁。横波速度是重要的地球物理参数在近些年发展起来的叠前地震储层弹性参数反演及流体检测方面起着重要的作用。地震横波速度估计技术是根据地震岩石物理建立的目标岩石模量计算模式，利用计算出的模量重建纵波曲线，与实测曲线建立迭代格式修正岩石模量，实现横波速度等关键参数估计。在方法实现上利用了Xu-White模型为初始模型。流体因子是识别储层流体的重要参数，常规流体因子多是基于单相介质理论提出的，而从双相介质岩石物理理论出发可以更好的研究孔隙流体对介质岩石弹性性质的影响，为敏感流体因子的构建提供更好的指导。本文采用了Gassmann流体因子，并分析了其敏感性。
关键词：等效介质模量，孔隙度，横波速度估算，Xu-White模型，Gassmann流体因子。
中国石油大学（华东）
II
Seismic Rock physics Theory and the Application in
Reservor Discrimination
Abstract
The study of reservoir prediction is mainly to investigate the characteristics of reservoir
structure,lithologic features and reservoir parameters,aim to reduce the risk of exploration.
