地震岩石物理建模方法及其在油页岩勘探中的应用

摘要

地震岩石物理是研究岩石物理性质与地震响应之间关系的一门学科，主要研究岩石岩性、孔隙大小、孔隙类型、孔隙流体、流体饱和度和频率参数等对岩石弹性性质的影响，建立储层物性参数与地震响应特征之间的关系。因此，地震岩石物理为地震数据与储层参数之间架起了沟通的桥梁。地震岩石物理包括岩石物理建模与岩石物理分析两部分。地震岩石物理建模就是为模拟实际岩石弹性模量提供一个等效的介质模型。地震岩石物理模型的准确性，直接关系到岩石物理分析的成败。因此，地震岩石物理建模是地震岩石物理研究中的基础问题，同时也是最重要的部分。
　　 本文通过对地震岩石物理建模理论的研究，总结常用地震岩石物理建模方法，确定以Gassmann方程为基础和以岩石基质、岩石骨架、饱和岩石以及孔隙流体为框架的地震岩石物理建模步骤，并进行模型正演、速度预测和Biot系数计算等方法，发现常用地震岩石物理建模特别是岩石骨架弹性模量的求取过程中存在的问题，指出常用的岩石骨架模型如Kreif模型和临界孔隙度模型不适用于低压、低孔岩石的缺点。
　　 针对传统临界孔隙度模型在岩石物理建模中存在的问题，本文对其进行发展和修正，指出临界孔隙度是可变的，并且是岩石孔隙形状的函数，在此基础上建立一种新的模型--可变临界孔隙度模型，并提出利用纵波速度反演得到临界孔隙度的方法，弥补传统临界孔隙度模型在低压、低孔岩石中不适用的不足，最后把可变临界孔隙度模型引入到横波预测中，提高横波预测的精度。
　　 油页岩是一种重要的潜在资源，因为它可以用来制取页岩油，而页岩油可作为天然油气的替代能源。目前油页岩的识别和评价主要是依靠测井方法，地震及地震岩石物理方面的研究非常薄弱。本文在现有的测井△logR方法基础上，引入速度、波阻抗等地震属性与常规的油页岩测井响应特征进行重叠的新方法；同时建立油页岩的岩石物理模型，确立其有机质含量与速度之间的变化关系，并提出利用速度反演得到油页岩有机质含量的方法。

目录

文摘

英文文摘

谨献

1 前言

1.1 课题来源

1.2 研究目的及意义

1.3 国内外研究现状

1.4 研究内容

1.5 技术路线

1.6 主要创新点

2 地震岩石物理建模理论

2.1 空间平均模型

2.1.1 Voigt-Reuss-Hill平均模型

2.1.2 Hashin-Shtrikman界限

2.1.3 Wood模型

2.1.4 Wyllie时间平均方程

2.2 Gassmann方程

2.3 Biot理论

2.4 小结

3 常用地震岩石物理建模方法及存在问题

3.1 常用地震岩石物理建模方法

3.1.1 常用岩石物理模型基本框架

3.1.2 饱和岩石的弹性模量和密度

3.1.3 岩石基质的弹性模量

3.1.4 孔隙流体的弹性模量和密度

3.1.5 岩石骨架的弹性模量

3.2 常用地震岩石物理建模方法存在的问题

3.2.1 模型正演

3.2.2 速度预测

3.2.3 Biot系数计算

3.2.4 岩石骨架模型的适用性分析

3.3 小结

4 可变临界孔隙度模型

4.1 临界孔隙度模型

4.2 可变临界孔隙度模型

4.3 小结

5 基于可变临界孔隙度模型的横波预测方法

5.1 模拟退火算法

5.2 临界孔隙度反演方法

5.3 基于可变临界孔隙度模型的横波预测方法

5.4 小结

6 油页岩地震岩石物理建模方法

6.1 油页岩的基本性质

6.2 油页岩测井识别评价方法

6.3 油页岩地震岩石物理模型

6.4 油页岩有机质含量反演方法

6.5 小结

7 结论与建议

7.1 结论

7.2 建议

参考文献

致谢

个人简历

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