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由油藏模型合成時移地震屬性

8.2.1.1 與油藏模擬器的掛接程序

要完成時移地震的動態解釋,就必須和動態數據相結合進行壹定意義的標定,這個過程壹般而言是 通過與油藏動態工具相結合完成的。油藏數值模擬作為油藏工程的主要工具之壹,對油藏動態分析是必 不可少的方法,因此,將時移地震和油藏數值模擬相結合,或者說數模是後面進行各種標定的基礎。

掛接程序的主要功能是完成讀取油藏數值模擬器(如Eclipse、流線/流管模擬器)的模擬輸出數據,計算密度、波速和聲阻抗,並將其從模擬網格轉換到地震網格數據,然後再合成地震合成記錄數據。該 程序是時移地震資料解釋中數據處理的基礎。其處理流程如圖8.11所示。

圖8.11 掛接程序的處理流程

8.2.1.2 合成時移地震響應的生成

(1)由油藏模型生成聲阻抗

油藏數值模擬模型是通過建模,網格粗化形成的數值模型,它表現為深度與非規則網格,以及各種 物性參數的總和。如何由此模型合成和實測地震數據壹致的合成地震數據,是時移地震數據基於數值模 擬解釋的基礎。

由油藏模型生成聲阻抗的主要目的是為了由數值模擬模型合成時移地震信號。采用Gassmann模型,聲阻抗可以由模型計算得到。

巖石體積彈性模量由下式計算:

海上時移地震油藏監測技術

式中:Ks為巖石顆粒彈性模量;Kd為幹巖石彈性模量;Φ為孔隙度;Kf為流體彈性模量,可由下式計算:

海上時移地震油藏監測技術

式中:Kw,Ko,Kg分別是水、油、氣的彈性模量;Sw,So,Sg分別是水、油、氣的飽和度。

聲波在巖石中的速度可由下式計算:

海上時移地震油藏監測技術

式中:μ為巖石剪切模量;ρ為巖石密度,它與飽和度有線性關系:

海上時移地震油藏監測技術

式中:ρw,ρo,ρg分別是水、油、氣的密度;ρma為巖石骨架密度。

於是,聲阻抗AI=ρvP

為了取得合理的vP,需要在物性參數條件下求取幹巖石骨架彈性模量(Kd)。Kd在測井聲波速度下 壹般表示為

海上時移地震油藏監測技術

式中:K是已知vP及vP/vs關系下計算獲得的彈性模量。

vP和水壓力的關系為

海上時移地震油藏監測技術

式中:Vp40為40MPa有效壓力時的速度;Peff為有效壓力,Peff=圍壓-孔隙壓力。

其計算程序的巖石物理參數輸入界面如圖8.12。運用上述方法合成密度、速度和聲阻抗如圖8.13(a ~c)。

時移地震屬性是在合成密度、波速和聲阻抗的基礎上,將兩個地震屬性相減。在合成時移地震差異時,首先在主界面上合成地震屬性或地震記錄,然後在如圖8.14的界面中選取合成時移地震屬性的起始時間 和終止時間,合成該時間段內的時移地震屬性差異數據,如圖8.15(a~c)。

圖8.12 巖石模型界面

圖8.13a 合成密度

圖8.13b 合成速度

圖8.13c 合成聲阻抗

圖8.14 起止時間選擇界

圖8.15a 合成密度差

圖8.15b 合成速度差

圖8.15c 合成聲阻抗差

(2)生成時移地震響應

地震剖面的獲取實際上是使用人工子波對地層聲阻抗進行正演的結果,即地震子波與地層反射系數 的褶積:

海上時移地震油藏監測技術

式中:S(t)為地震記錄;R(t)為地層反射系數;W(t)為地震子波。

其中地層反射系數R(t)可以表示為

海上時移地震油藏監測技術

式中:ρ表示地層密度;v為地震波在地層中的傳播速度。

圖8.16 正演過程使用的地震子波

在地層不變的情況下,地震記錄只與地震子波(即 震源信號)有關。零相位尖脈沖 “1” 是理想子波,但 在實際情況中不可能得到,通常人工震源所產生的子波 可以近似地看成雷克子波。見圖8.16:正演過程使用的 地震子波。

S油藏測井資料合成的地震記錄顯示,采用雷克 子波,子波主頻為35Hz和地震資料匹配較好,因此正 演過程采用35Hz零相位雷克子波對模型進行正演。圖 8.17,圖8.18為合成地震記錄振幅平面分布圖。

時移地震記錄是在合成地震記錄的基礎上,將兩個 合成地震記錄做差。將圖8.17,圖8.18顯示的合成記錄 1,2相減得到合成的時移地震記錄差異如圖8.19。

圖8.17 合成振幅1

圖8.18 合成振幅2

圖8.19 合成振幅的差

(3)重新網格化

地震響應在縱、橫向上的網格和油藏數值模擬的網格劃分不同,建立這兩種網格的相互轉換關系,可以使實測時移地震屬性與油藏數模合成的時移地震屬性的對比容易完成。完成此過程的方法主要有:

1)將油藏數值模擬網格數據利用Kriging 3D方法重新網格化轉換到時移地震數據測線網格上來。該 方法對於數據量較大的油藏數值模擬數據速度慢,用機時間太長,因此壹般不用該法,在這裏提供了這 種重新網格化的方法,Kriging 3D方法重新網格界面,見圖8.20。

圖8.20 Kriging 3D方法重新網格界面

2)按油藏數值模擬網格中心點坐標將地震數據提取出來,形成與油藏數值模擬網格坐標對應的地震 數據體。如果地震數據的網格長度小於油藏模型網格長度,那麽該方法所產生的誤差是允許的。其具體 做法是:(1)在油藏數值模擬數據中提取網格中心點的大地坐標;(2)按各個大地坐標在地震(屬性)數據 中提取地震數據;(3)形成與油藏數值模擬網格對應的地震(屬性)數據體。

(4)時間-深度的網格轉換

首先用測井曲線合成地震記錄,並將測井合成的地震記錄與實測地震記錄微調對齊,從而獲得時-深 轉換關系,實現地震數據與油藏模型之間時間與深度的相互轉換。然後將油藏模型中的地層頂界面與地 震記錄中對應的層界面對齊,然後用時-深轉換關系計算頂界面以下的其余各界面的時間,繼而將各個參 數轉換到地震網格或數值模擬網格上。

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