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11 储层地球物理
概述弹性波和岩石性质地震分辨率垂向分辨率横向分辨率振幅随偏移距变化分析反射和折射反射界面曲率振幅与偏移距方程振幅与偏移距分析处理流程叠前振幅反演的振幅与偏移距属性推导振幅与偏移距属性解释三维振幅与偏移距分析波阻抗反演合成声波测井曲线波阻抗反演处理流程波阻抗属性推导三维波阻抗反演瞬时属性垂直地震剖面垂直地震剖面采集观测系统垂直地震剖面资料处理 VSP-CDP变换四维地震方法四维地震资料处理地震储层监测四分量地震方法四分量地震资料记录检波器数据的Gaiser耦合分析纵波资料处理水平检波器分量的旋转共转换点面元转换波资料速度分析转换波资料倾角时差校正转换波资料偏移地震各向异性各向异性速度分析各向异性倾角时差校正各向异性偏移各向异性对振幅与偏移距的影响在各向异性介质中横波分离****题附录L:弹性波传播的数学基础应力与应变关系弹性波方程地震波类型——体波和面波波传播现象――绕射、反射和折射 Zoeppritz方程叠前振幅反演参考文献
概述
在第8章中,论述了2D和3D、叠前和叠后偏移方法实现深度域地质成像。在第9章中,学****了旅行时反演技术来估计获得精确深度成像必需的地质构造模型。在第10章中,提供了构造反演例子来研究地质模拟和深部成像。通过构造反演,定义了储层单元及上覆和下伏沉积单元的几何形状。然而,旅行时仅仅是记录地震波场的两个分量之一,振幅则是另一个分量。
在本章中,我们将注意力转到反射振幅反演来推断沉积单元内储层岩石的物理特性。岩石物理特性包括孔隙度、渗透性、孔隙压力和流体饱和度。特别讨论叠前振幅反演来推导振幅随偏移距变化(AVO)属性,讨论叠后振幅反演来估计地质模型的波阻抗()。通过振幅反演来估计波阻抗和AVO属性的流程可以适当的参考地层反演。我们的最终目标是通过钻井资料标定,在地震资料构造和地层反演的基础上实现储层表征。
定义储层单元几何图形的垂向和横向变化后,可以适当地从研究地震资料中得到的分辨率开始。分辨率是分辨两条非常靠近的同相轴的能力()。地震分辨率有两个方面:垂向(时间)和横向(空间)。地震分辨率在绘制小的构造特征时,如小封闭的断层,和描绘有限面积范围的地层特征时变得特别重要。
储层表征包括地面地震资料分析结果的校准――从构造反演到钻井资料,从地层反演到钻井资料。一类钻井资料包括钻孔中记录的不同类型的测井曲线。与地震资料关系最密切的测井曲线有声测井、横波测井和密度测井。另一类钻井资料是垂直地震剖面(VSP)()。
就像我们能用地震的方法表征储层一样,也可以用地震的方法监测储层的变化。它的实现是以适当的时间间隔对正在进行和开采的整个油田进行三维(3D)地震资料记录,并探测储层条件,特别是储层岩石物理特性(如流体饱和度和孔隙压力)的变化。尤其是这种变化可表现为从上次三维勘探到下次三维勘探地震振幅的变化。储层的延时三维地震监测可看作四维(4D)地震方法(),第四维代表储层监测的过程时间。
某些储层应用横波资料可以更好的确定和监测。例如,储层顶界面的波阻抗差可能太小而无法检测,而横波阻抗差则可能足够大。记录海底的多分量资料,可以得到P波和S波影像。一般记录四种资料分量——压力场、纵测线、横测线和质点运动的垂直分量。因此,多分量地震资料记录及分析常指四分量地震方法()。
本章结束时对各向异性进行简短的讨论。勘探地震学全部建立在各向同性介质假设的基础上,而实际的地层是各向异性的。这意味着地层的弹性性质随记录方向的变化而变化。地震各向异性常常表现为速度随方向的变化。例如,垂向断裂的石灰岩储层中,沿断裂方向的速度比垂直于断裂面方向的速度低(方位角各向异性)。速度随方向的变化还包括水平层理和平行于层理的断裂。在这种情况下,水平速度比垂向速度高(横向各向异性)。,将简述与地震各向异性有关的速度分析、偏移、NMO校正和AVO分析。
弹性波和岩石性质
地震波引起沿地下传播路径的弹性形变。弹性的意思是引起形变的应力取消时形变消失。要研究弹性振幅,进而研究它们在勘探地震学中的应用,回顾波在弹性固体中的传播是必要的,这使我们有机会理解下面估计波阻抗和AVO属性的假设。
弹性波传播理论的简述在附录L中给出。为便于下面弹性波和岩石性质间关系的讨论,首先,我们简述弹性波理论的有关定义。
应力是单位面积上的力。设想固体内部有一点,用包含该点的无限小体积表示,大小为(图L-1)。作用在其中一个面上的应力,如面,可以为任意方向。但它可以分解成三个分量,即一个垂直于面,两个与面相切。应力的垂直分量称为正应力,切向分量称为剪应力。正应力分量如果为正表示张性力,如果为负表示压缩力。流体不支持剪应力。在流体介质中,只有一个独立的应力分量存在,即静水压力。