2015储层地球物理试题及答案--石大

储层地球物理学试题一、简答题（5*7）1、什么是储层地球物理。2、什么是岩石物理学。3、什么是分辨率。4、写出Zoeppritz方程及其主要的近似公式。5、地震反演有哪些类型。6、什么是地震属性。7、什么是时移地震（4D）。二、论述题（选作三道15*3）1、写出三种岩石物理的主要理论及其适用条件。2、提高分辨率的主要途径是什么。3、Avo分析在油气勘探中能起到什么作用。4、地震反演中如何结合测井与地质资料。5、地震属性技术在储层描述中有哪些应用。6、时移地震（4D）的适用条件是什么，能做什么。三、结合研究工作，谈谈储层地球物理技术在油气勘探开发工作中的重要性。（20）1、储层地球物理学（reservoirgeophysics）是在勘探地球物理学的基础上，利用以储层为目标的观测方法和信息处理技术，综合地球物理、地质和油藏工程等多学科的资料，对油气储层进行圈定、描述和监测的一门新兴学科，亦称开发地球物理学、开采地球物理学。储层地球物理的意义主要是通过储层的物理性质研究储层的物性参数（孔、渗、饱等）；根据实验数据，建立和修改油藏地质模型，提供储量，预测产量；调整开发方案，确保实现最大的采收率，降低开采、开发成本，提高经济效益。2、岩石物理学：岩石物理学就是研究岩石的物理性质，近年来，岩石物理偏重于研究岩石的地震特性，即：地震波速度及衰减与岩石的其他性质及所处状态条件的关系。岩石物理特性包括孔隙度、渗透性、孔隙压力和流体饱和度。它是联系地球物理学，岩石学，水文地质学，工程地质学，岩土力学等学科的纽带和桥梁。岩石物理学是一门综合性的边缘学科。3、分辨率：所谓分辨率，指的是分辨相距很近的分界面而来的反射波信号的能力。主要决定于地震记录上反射脉冲的延续时间、地层厚度以及反射波的频率成分等。定义时间间隔t的倒数为分辨率。地震勘探中的分辨率包括垂向和横向两方面。垂向分辨率是指地震记录或地震剖面上能分辨的最小地震地层厚度。横向分辨率（空间分辨率）是指在地震记录或水平叠加剖面上能分辨相邻地质体的最小宽度。分辨率的评价准则：Rayleigh准则：课本p9Ricker准则：Wides准则：4、Zoppritz方程的由来及其在地震勘探中的应用/？由波动理论可知，在应力和位移连续的边界条件下，如图1所示，P波入射到弹性界面时反射波和透射波振幅的分配满足Zoeppritz方程：M*A=C式中：M为Zoeppritz矩阵，A为振幅向量，C为射线角函数向量。具体有：2111212122121221122212112111212122111212121212cos2sincossin2sin2cos2sin2cos2cos2sin2cos2sinsincossincoscossincossinPSPPPSPPPSPPPSSSPSPSSSPTTRRvvvvvvvvvvvvvvv（*）式中，1Pv和1Sv分别为上层介质纵、横波速度，和2Sv分别为下层介2Pv质的纵、横波速度，1和2分别为上、下层介质的密度，1和2分别为纵波入射角和透射角，1和2分别为横波反射角和透射角。方程（*）是以入射角为函数给出了平面波的反射系数和透过系数及6个弹性参数之间的关系。其中PSPPPSPPTTRR、、、分别为以位移振幅表示的反射P波、反射SV波、透射P波和透射SV波的反射系数和透射系数。用途：利用Zoeppritz方程可以得出好多具有物理意义的简化公式，在AVO分析时得到好的效果，用于岩性识别和油气检测。即位移振幅表示的反射透射系数的关系。2.2.2Zoeppritz方程近似式1)Bortfeld近似式[18]x1介质2：2Pv,2Sv,2介质1：1Pv,1Sv,1P波透射S波透射1122图1平界面的P波反射和透射图中箭头表示质点振动方向72)lnlnln2)((sincoscosln212112121222212112111122PPR1983年Hiltermen对Boltfield近似式做了改进得到了反射振幅的表达式：8223sincoscoscoscos2121122121211211122211122R该式第一项只包含纵波速度和密度，第二项包含纵横波速度和密度，因在理想流体中不包含横波，因此可以将第一项称为流体因子，第二项称为刚体因子。该近似式和Zoeppritz方程比较而言，增加了反射系数和角度之间的线性化关系，而且可以区分流体和固体。2)Aki和Richard近似式[19]92)sin41(21sin4sec2122222）（R其中：21、21和21分别表示纵波速度反射系数、横波速度反射系数和密度反射系数。=/，为纵横波速度比。在反演过程中，先验速度模型可以确定和，可以将上式变为关于纵横波速度反射系数和密度反射系数的线性方程，利用其它约束信息，结合反演方法可以求出该参数的值来。该近似方程充分说明了在叠前共中心点道集中，非零炮检距地震道所包含的速度和密度信息。与叠后反演比较，基于佐普利兹方程的近似公式的叠前反演能够更精确的描述储层流体特征，但是在实际应用中，Aki和Richard近似式的内核条件数较大，使得反演稳定性降低，进而误差较大，其应用的广泛性受到制约。3)Shuey近似式[20]102tansinsin222CBAR）（其中）（21A，20)1(ABB121)1(20DDB，D，21C式中：与分别为介质两侧的平均泊松比和泊松比之差。参数A表示在垂直入射下纵波的反射系数，而参数B为梯度项，表示在中等入射时，振幅随炮检距的变化规律。参数C表示在入射角大于30度时，振幅随炮检距的规律。由于一般入射角小于30度，其第三项中的表达式的值很小，可以忽略。因此，通常可以将Shuey方程简化成以下形式：112sin2BAR）（由于Shuey将泊松比引入到Zoeppritz近似式中来，使得泊松比能够比较直观的反映振幅随入射角的变化情况。4)Smith和Gidlow近似式[21]122sin4)sin41(tan12122222gR）（g为指数。5）Gidlow近似式[22]13221)tan-sin4)(21sin8)(21sec222222（）（R该近似式中，，分别表示为纵波阻抗反射系数、横波阻抗反射系数、密度反射系数。应用波阻抗反射系数进行AVO反演，其结果相对比较稳定，但采用Gidlow近似式，的获取不可避免的会带来误差，因此，对于建立平滑的背景纵波速度及岩石物理经验关系的研究对于降低误差至关重要。6）Gray近似式[23]142)tan1(41sin2sec31sec3141)tan1(41sin2sec21sec2141222222222222）（）（RR7）Fatti近似152sin4tan21sin4tan121222222ssppippIIIIR其中，16211221122ppII17211221122ssII如果密度变化很小，式（2-15）中最后一项可以忽略，得到两参数近似方程：182sin4tan121222ssppippIIIIR式（2-15）为三项fatti近似式，式（2-18）为两项fatti近似式。上式主要利用拉梅参数和密度参数来反映纵波反射系数，其最大特点是直接利用与含油气储层敏感的弹性参数相对变化表示反射系数，利用地震数据结合该方程可以得出关于岩性参数的拉梅参数。而且，拉梅参数可以由岩石物理关系式直接转换成反映岩石参数的其他参数，AVO三参数反演可以很明确的求出关于岩石和油藏的特性。Downton指出包含密度的反射系数比不包含密度的反射系数更加稳定。5、地震反演的类型1．1反演的分类1）从所利用的地震资料来分可分两类：叠前反演和叠后反演;2）从测井资料在其中所起作用大小可分为四类：地震直接反演，测井控制下的地震反演，测井—地震联合反演和地震控制下的测井内插外推；3）从实现方法上可分三类：直接反演、基于模型反演和地震属性反演。4）从反演模型参数来分主要有：储层特性(如:孔隙度、渗透率、饱和度等)反演、岩石物性反演、地质结构反演、各向异性参数反演、阻抗反演以及速度反演等;5）从使用的数学方法可分为：最优化拟合反演、遗传算法反演、蒙特卡罗反演、Born近似反演、统计随机反演以及基于神经网络的反演等。6、地震属性-概念地震属性（seismicattribute）指的是那些由叠前或叠后地震数据，经过数学变换而得出的有关地震波的几何学、运动学、动力学或统计学特征。其中没有任何其他类型数据的介入。地震属性-分类到目前为止，还没有一个公认的地震属性分类。QuincyChen等以波的运动学和动力学特征将地震属性分为：振幅、频率、相位、能量、波形、衰减、相关和比率等八大类，每一大类包含几至二十几类不等。从地震属性的基本定义看，它是表征地震波形态、运动学特征、动力学特征和统计特征的物理量，有这明确的物理意义。三维地震的成功带来了地震属性的普遍应用。属性有助于洞察数据，尤其是当显示在所解释过的空间层位上时。然而，多数有效属性并不是独自存在的，事实上它们是以不同的方式来表示有限的几个基本属性。成功应用属性的关键在于选择最适当的属性。另外，用属性进行统计分析必须在理解其意义的基础上进行，不能基于简单的数学关系。7、时移地震的定量分析研究包括了确定含水饱和度、过水区域监测及水驱前缘变化的监测等。四维地震技术,即时延三维地震监测技术,是近年来发展起来的一项储层开发和管理新技术,它既突出了随时间变化的储层地震信息,又充分利用了三维地震的全部优点。通过分析差异信息把储层中的流体前缘界面作为时间的函数进行追踪,对开发过程中发生的变化作出预报,从而延长生产井的寿命或加快开发进度,优化油藏管理,提高采收率。四维地震技术是三维地震技术在时间上的延伸。该技术要求以适当的时间间隔对同一油气藏进行多次三维地震测量。为了研究地下储层流体变化所引起的时延三维地震资料的差异,四维地震资料必须在储层范围外(特别是储层之上)要具有重复性或一致性。二、论述题（选作三道15*3）1、写出三种岩石物理的主要理论及其适用条件。在合理的资料统计分析基础上，需要通过岩石物理模型建立起地球物理量与地下储层参数之间对应关系。典型的模型有Gassmann模型、Biot模型、BISQ模型、Xu-White模型等。在低频条件下，Gassmann推导出了饱和流体状态条件下岩石体积模量的理论方程。Gassmann方程是岩石物理研究的最基本方程，用来描述从干岩石状态到饱和流体孔隙状态下的模量变化。该方程的一个重要的适用条件是低频条件，也即只有在足够低频条件下，该方程是有效的，此时孔隙所受的压力在整个孔隙空间达到平衡（即对于孔隙流体，有足够的时间消除压力梯度，达到平衡）。Biot采用连续介质力学的方法导出了流体饱