裂缝性储层等效介质模型及地震波场传播特征研究

摘要

在油气勘探和丌发过程中,裂缝性储层不断显示出其重要性。储层中裂缝的存在极大的影响了地震波在地球介质中的传播,引起地震波反射特征的改变,从而在地震剖面上指示裂缝的存在。因此,通过地震波场数值模拟研究裂缝性储层地震响应特征,为识别裂缝提供模式和理论依据。要实现裂缝性储层地震波场数值模拟,关键技术在于如何准确表征裂缝性储层介质。目前,将裂缝性介质进行等效的方法是研究裂缝介质的普遍方法。
　　 本文根据裂缝介质是否含有基质孔隙,研究的裂缝性储层包括两种类型。第一种是基质孔隙度较低的裂缝性储层(或只存在裂缝的情况)。本文利用宏观裂缝等效介质理论,从描述不同的裂缝空间关系角度(如裂缝的倾向,走向,裂缝的发育组数及分布情况等)出发,深入研究弹性参数与裂缝参数(如裂缝的密度,开度等)之间的关系,建立相应的裂缝等效介质模型,并将其置于地层的实际空间位置,得到实际地层裂缝等效介质模型;利用地震波场数值模拟方法建立了不同构造部位、不同岩性裂缝性储层的地震响应模式。研究表明,该方法可以模拟地下发育的裂缝网络组合,能更准确地表征地下裂缝的地震波场传播特征。另一种类型是裂缝性储层含有较大的基质孔隙度。地震波在地下介质中传播,不仅受到裂缝的影响,岩石中存在的孔隙也对其产生一定的影响,因此需要更为接近地球实际的介质理论来描述。在石油地震勘探频带内,本文建立了一种裂缝-孔隙等效介质模型,来描述同时包含裂缝和孔隙的介质。首先把裂缝当做是固体骨架的一部分,等效为各向异性介质,再结合Biot理论的孔隙弹性方程,得到裂缝-孔隙等效介质的波传播方程,并进一步研究了其频散关系。本方法将描述裂缝和孔隙的参数有效地结合起来,综合考虑了裂缝系统和基质孔隙系统的两种孔隙度和两种渗透率参数。结果表明,模型中的裂缝和孔隙严重地影响了地震波的传播,使介质呈现各向异性、双相的特性;此外,裂缝的存在还会引起相速度和衰减的变化。通过对上述研究表明,本文建立的等效介质模型可以对地下裂缝性储层介质进行准确表征。