8第八章地震孔隙度和地层压力

第八章地震孔隙度和地震地层压力分析储层孔隙度确定方法实验测定法（岩心）：精度最高测井解释法：精度居中地震解释法：精度最差第一节地震孔隙度分析第一节地震孔隙度分析一、地震孔隙度预测应用的速度地震孔隙度预测时，应用地震反演的绝对速度层速度分辨率太低！对地震资料作反演处理，利用反演出的合成声波速度类资料（如Seislog、Velog、ISIS、Jason等）进行孔隙度定量分析二、地震波阻抗反演1、地震反演由地震信息得到地下地质信息的过程，称之为地震反演。包括叠前反演和叠后反演。具体又分为（1）道积分反演、（2）递推反演、（3）基于模型的反演、（4）波动方程反演和（5）人工神经网络反演等。2、波阻抗反演由地震反射剖面得到地下波阻抗剖面的过程（一）基本概念（二）递推反演方法原理递推反演方法是根据反射系数进行递推计算地层波阻抗或层速度的方法。其关键在于由原始地震记录估算反射系数和波阻抗，测井资料不直接参与反演，只起到标定和质量控制的作用，因此又称为直接反演。地层的反射系数和波阻抗之间存在如下关系：式中，Ri为界面反射系数，ρi+1和ρi为界面两侧介质的密度，Ｖi+1和Ｖi为界面两侧介质的速度，Zi+1和Zi为界面两侧介质的波阻抗。地震记录为反射系数和子波的褶积，通过反褶积处理，得到地层的反射系数。同时，由上式可以得到：这样即可由递推的方法通过反射系数计算出地层各层的波阻抗（或层速度）：式中Z0为初始波阻抗，Zi十l为第i+1层地层波阻抗。（二）递推反演方法原理低频速度分量补偿反演的速度剖面反演成果显示中波阻抗色标的岩性标定技术P1x3P1x2P1x11-551-561-581-601-511-541-59西东P1x3P1x2P1x11-861-221-241-33DK241-69DK321-551-471-251-12南北南北向剖面(3)反演的速度剖面反演成果显示中波阻抗色标的岩性标定技术砂体的纵横向展布特征清楚，井间小层关系清楚，可以实现小层的横向追踪。在井网较密的区域，反演剖面上能够清楚地反映各单砂体在井间的变化，从而可以分析各单砂体在井间的连通关系，为分层系开采或开发过程中的注采关系调整提供依据。新立三维区T2反射层构造图三、地震孔隙度分析原理第一节地震孔隙度分析利用时间平均方程计算地震孔隙度：()()fmfmVVVVVV1、在纯净砂岩储层中时间平均方程物理模型示意图(1600/fVms盐水）(1300/fVms油）(300~400/fVms气）Vm=5486～5944m/s11fmVVVV是地震反演得到的砂岩绝对速度，Vf和Vm是孔隙流体和岩石骨架的速度，均可视为常数。mfmtttt利用时间平均方程计算地震孔隙度：1、在纯净砂岩储层中Δt是从合成声波测井剖面上拾取的砂岩时差值；Δtf和Δtm孔隙流体和岩石骨架的时差，均可视为常数。二、地震孔隙度分析原理二、地震孔隙度分析原理11fmVVV利用时间平均方程计算地震孔隙度：()()fmfmVVVVVV1、在纯净砂岩储层中注意：时间平均方程只适用于纯净砂层，而不适用于含泥质砂岩。一般情况下，在海相砂岩中应用此公式预测效果较好；在陆相砂岩中，只有少数纯净砂层适用此公式。泥质含量为0%泥质含量80%砂岩速度与孔隙度的关系受到泥质含量等因素的影响！二、地震孔隙度分析原理利用扩展时间平均方程计算地震孔隙度：2、在含泥质砂岩储层中（1）宏观尺度11sshVVV式中Vs是纯砂岩的速度，Vsh是纯泥质的速度，ψ是泥质含量。（2）微观尺度该砂层视为由岩石骨架颗粒、泥质和孔隙流体三部分组成11fshmaVVVV扩展时间平均方程岩石模型示意图Ψ泥质Ψ泥质Φ孔隙1-Ψ纯砂岩ma骨架该砂层视为由纯砂岩和纯泥质两部分组成二、地震孔隙度分析原理利用扩展时间平均方程计算地震孔隙度：1、在含泥质砂岩储层中1111sshpfshmaVVVKVVVVKp为校正因子，可由实测资料求得扩展时间平均方程岩石模型示意图Ψ泥质Ψ泥质Φ孔隙1-Ψ纯砂岩ma骨架扩展时间平均方程计算的孔隙度与实测孔隙度交会图1．45°对角线；2.多项式拟合曲线应用实例辽西凹陷东下段DM1砂体泥质含量等值线图辽西凹陷东下段DM1砂体孔隙度等值线图一、地震地层压力预测的意义第二节地震地层压力分析1、预测盆地压力场分布，确定油气运移方向和有利的油气聚集场所；2、钻前预测地下压力，估算油藏产能。3、钻前预测地下压力，设计合理钻井程序，保障钻探安全；二、地层压力的确定手段第二节地震地层压力分析1、地层压力测试；2、据声波测井等资料转换出的地层压力；3、地震地层压力预测。泥岩孔隙度和流体压力与埋深关系示意图ZZe三、地震地层压力预测的主要方法第二节地震地层压力分析1、等效深度法欠压实段中埋深为Z的A点处页岩孔隙度值与其正上方正常压实段投影点B处页岩孔隙度值相等，Ze是等效深度因此A点的有效应力就与B点的有效应力相等AB假设:等孔隙度时有效应力相等ZZe1、等效深度法AAfASpBBfBSp根据特察模型，存在两个等式，即此处SA和SB分别是A、B两点的上覆负荷压力；σA和σB分别是A、B两点的有效应力；PfA和PfB分别是A、B两点的孔隙（流体）压力。fAABfBpSSpAB因为SA=ρrgZSB=ρrgZeρr是岩石平均密度，Ze是等效深度pfB=ρwgZeρw是孔隙水密度；g为重力加速度ZZe1、等效深度法pfA=ρrgZ+(ρw–ρr)gZeB点等效深度Ze为：0CZeeφ为A点的页岩孔隙度，φ0为地表页岩孔隙度，C为经验常数。mfmttttΔt为页岩声波时差，Δtm和Δtf分别是页岩孔隙流体和页岩骨架的声波时差，均可视为常数A点的地层压力为0lnln[()()]()mfmfArewrttttpgZgC0lnln[()()]()mfmfArewrttttpgZgC2、菲利普恩法三、地震地层压力预测的主要方法maxintmaxminfovVVppVVpf是地层孔隙压力，POV为上覆静岩压力（上覆负荷压力）；Vint是地层中的层速度；Vmax接近于在岩石刚性基质中的速度；Vmin接近于岩石孔隙流体速度。Vmax和Vmin与Vint相比，是两个常数故只要给定某点的埋深和地层速度，就可根据上式求出地层压力。Pov=ρrgZPOV上覆负荷与深度成正比：菲利普恩法存在的问题：maxintmaxminfovVVppVV实际上，菲利普恩公式仅仅在两个极端条件下成立：（1）当Vint=Vmax时，岩石为致密层，无孔隙和孔隙流体存在，自然也不存在地层压力。按上式也同样得出pf=0，说明公式成立。（2）当Vint=Vmin时，岩石为纯流体，无固体骨架存在，液体承担全部上覆负荷。这时按上式也求出Pf=Pov，表明公式在这一点上也成立。实际地层是介于这两种极端条件之间，总是含有一定孔隙流体。如果按菲利普恩公式，实际计算地层压力时，只是用地层实际速度，在这两个极端点间进行直线内插。则要求地层压力与层速度呈直线关系----隐含的假设条件实际上，在中浅层，当异常压力幅度不太大时，地层压力与地层速度可能为对数关系。3、改进的菲利普恩模型刘震（1993）提出了一个新的计算模型该模型计算精度明显提高三、地震地层压力预测的主要方法实际上，在中浅层，当异常压力幅度不太大时，地层压力与地层速度可能为对数关系。maxintmaxminln()ln()fovVVppVV改进的菲利普恩模型计算精度明显提高辽东湾地区地层压力计算误差对比图(a)Phillippon公式压力计算误差；(b)Phillippon修正式压力计算误差修正式所具有的误差不超过5.07MPa，而原菲利普恩公式计算的误差，最大可达10.13MPa,平均也在8.1MPa左右。也就是说，修正式的误差比原公式误差降低了近一半。沙四上段除北部陡坡带外其它地区均在超压控制之下，最大压力系数在义17井区沙四下段超压分布局限于南部缓坡带，压力系数总体上比沙四上段小得多沙三下段压力系数等值线图沙三下段大部分地区处于超压控制之下，最大压力系数达1.55之上。