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[摘 要]DLJ地区的馆三段为浅层河流相储层，多为构造-岩性油藏，油气富集而且勘探潜力较大，但储层精细描述与预测存在着储层薄，砂体横向变化快，平面展布不清晰，岩性复杂，储层预测多解性高等难题。本文采用岩石物理建模反演横波速度的方法，估算并分析对储层特征反应敏感的弹性参数，并通过叠前高精度反演方法精确提取地层弹性参数，利用叠前反演敏感参数进行储层与油藏特征的表征。本方法在馆三段的储层识别与预测应用中取得了良好的效果。
[关键词]浅层；岩石物理建模；横波速度估算；叠前反演；储层识别
中图分类号：TD327.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）36-0264-01
DLJ地区的馆三段河流相储层紧邻临南生油洼陷，是油气运聚的主要指向区，由于临邑断层的长期活动，中浅层油气成藏条件优越，成为惠民地区重要的油气富集区。该区域河流相储层砂体横向变化快，平面展布不清晰，受到多种岩性弹性特征相似和复杂构造的影响，单靠一般的地震储层预测方法多解性高，给下一步的勘探开发造成一定困难。
2015年DLJ地区进行了地震资料的目标处理，进一步精细刻画了构造，提高了地震资料品质，为后续的储层预测工作提供了好的资料基础。但是储层厚度薄，横向变化快的难点，仍需要寻找行之有效的方法进行解决，多个与储层相关的敏感弹性参数的组合应用可以达到进一步提高储层描述的精度的目的。叠前反演是目前较成熟可靠的地层弹性参数求取方法，而工区内却没有相关的横波速度数据。基于此，本文采用以岩石物理建模为基础的横波速度估算方法和叠前反演泊松比等敏感弹性阻抗数据体对储层进行了精细描述。
1 横波速度估算的方法原理
目前，单一弹性参数已不能满足岩性油藏的勘探需要，因此纵波速度，横波速度、密度等多种弹性参数的参数组合在储层岩性、物性研究等方面有着重要应用.在DLJ工区内没有横波速度测井资料，因而准确估算求取横波速度是敏感参数分析、构建叠前反演弹性参数与油藏参数关系以及准确储层预测的关键。
基于Gassmann岩石物理模型及数学方程的转换推导，正、反演计算得到横波速度的原理与过程包括以下几个部分：①储层矿物成分主要以石英、长石、粘土矿物为主，根据Voigt-Reuss-Hill平均模型，对于任意己知各矿物组分体积含量和弹性模量的岩石，计算其等效模量的平均公式为：
（1）
式中，M为岩石矿物的等效弹性模量，为各组成成分的弹性模量，为第i个组成成分的体积含量，a为常数，在-1和+1之间。
Hill（1952）提出了将Voigt上限和Reuss下限取算术平均值的办法，即Voigt-Reuss-Hill（V.R.H）平均模型，V-R-H模型可用于根据岩石的孔隙度和各组分矿物的体积模量及体积含量，进而用来估算基质矿物（颗粒）部分的有效体积模量。②基于含水饱和度和孔隙度等测井信息，应用流体混合理论，得到混合流体弹性模量。③反演獲得岩石矿物组分的弹性模量后，在给出初始参数后，可用K-T方程来估算初始干岩石骨架弹性模量。④利用岩石物理理论Gassmann模型正演模拟，公式为：
（2）
其中，为介质总体积模量，为骨架体积模量，为基质（颗粒）体积模量，为孔隙流体体积模量，为介质总剪切模量，为骨架剪切模量。
最终用岩石弹性模量（砂岩、泥岩、流体弹性模量）与岩石物性参数（密度、纵波速度）关系迭代计算出岩石横波速度。
计算过程中要用实测纵波、密度与估算纵波速度和密度进行对比，如果不同则修改岩石物理模型及参数，多次反复最终确保得到弹性参数与实测参数接近。
2 敏感弹性参数分析
据测井资料和岩石物理理论，再考虑工区覆盖广、测井曲线全和探井关注程度估算了L93、L12、L981、L99、T10、LX111、TX19等10余口井横波速度、纵波阻抗、横波阻抗、拉梅参数*密度、剪切模量*密度、泊松比、纵横比等常用的弹性参数，为分析储层与油藏相关性好的敏感参数和叠前反演提供了丰富的基础资料。
利用数据交汇分析技术对纵波速度、横波速度、泊松比、纵横波速度比等弹性参数岩性敏感性进行了分析，如图1（a）所示，对单参数来说，只依靠纵波阻抗区分岩性的能力有限，砂质泥岩和泥质砂岩有大范围的叠置。图1（c）泊松比相比其他弹性参数对岩性更敏感，储层岩性区分要别其他参数图1（b）更好。双参数交汇要比单参数对储层识别效果更好，其中纵波速度和泊松比交汇对于储层与围岩区分效果更好。
3 敏感弹性参数反演与应用效果
叠前反演是以测井数据为约束信息，利用地震多入射角度的分角度叠加数据为基础，以平面波非垂直入射理论为指导的地层多弹性参数求取技术。采用了高精度反演方法对Zoeppritz方程直接求解建立反射系数与纵、横波速度、介质密度关系，导出Zoeppritz方程和与储层有效弹性参数有关的Jacobi偏导数矩阵方程，实现基于Zoeppritz方程反射系数梯度矩阵的精确计算。
在储层识别中利用泊松比参数可以将储层和非储层进行很好的区分，本次通过叠前反演得到泊松比反演数据体，比纵波速度以及纵波阻抗单参数更有利于储层的识别，从而提高了河流相储层的描述能力。
相比地震资料，叠前反演分辨率更高，图2（左）是过L94井-L93-L12井的地震剖面，L93井钻遇的两个砂体无法分辨，如图2（右）所示，通过叠前反演以后分辨率提高，L93井两个砂体能够区分，而且地震在横向上反映为一个连续的同向轴，无法识别在L12井处的尖灭点，通过叠前反演以后，薄层识别能力提高，砂体尖灭点更清楚。
4 认识与结论
（1）岩石物理是地震弹性参数与岩石储层参数的桥梁。建立合理的岩石物理模型和合适的参数选取才能精确估算横波速度。通过DLJ地区的实际应用可以看出，在此基础上计算的多种弹性参数联合应用能更好的对河流相储层的岩性进行识别。
（2）河流相储层横向变化快，砂体薄，垂向叠置，叠前反演泊松比数据可以将储层与非储层进行较好的区分，并且纵向分辨率更高，储层尖灭点清晰，储层预测能力大大提高。
参考文献
[1] 张勇.辫状河心滩特征及其与河道填充的识别[J].石油天然气学报2011，33（10）：25-29.
[2] 国井星.冲积-河流相层序地层模式[J].新疆地质.2003，21（4）：393-397.
[3] 王玉梅.岩石物理横波速度曲线计算技术[J].油气地质与采收率.2006，13（4）：58-61，79.
[4] 王振涛.孤南地区浅层稠油弹性参数敏感性分析及应用[J].油气地球物理.2015，13（1）：48-52.
[关键词]浅层；岩石物理建模；横波速度估算；叠前反演；储层识别
中图分类号：TD327.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）36-0264-01
DLJ地区的馆三段河流相储层紧邻临南生油洼陷，是油气运聚的主要指向区，由于临邑断层的长期活动，中浅层油气成藏条件优越，成为惠民地区重要的油气富集区。该区域河流相储层砂体横向变化快，平面展布不清晰，受到多种岩性弹性特征相似和复杂构造的影响，单靠一般的地震储层预测方法多解性高，给下一步的勘探开发造成一定困难。
2015年DLJ地区进行了地震资料的目标处理，进一步精细刻画了构造，提高了地震资料品质，为后续的储层预测工作提供了好的资料基础。但是储层厚度薄，横向变化快的难点，仍需要寻找行之有效的方法进行解决，多个与储层相关的敏感弹性参数的组合应用可以达到进一步提高储层描述的精度的目的。叠前反演是目前较成熟可靠的地层弹性参数求取方法，而工区内却没有相关的横波速度数据。基于此，本文采用以岩石物理建模为基础的横波速度估算方法和叠前反演泊松比等敏感弹性阻抗数据体对储层进行了精细描述。
1 横波速度估算的方法原理
目前，单一弹性参数已不能满足岩性油藏的勘探需要，因此纵波速度，横波速度、密度等多种弹性参数的参数组合在储层岩性、物性研究等方面有着重要应用.在DLJ工区内没有横波速度测井资料，因而准确估算求取横波速度是敏感参数分析、构建叠前反演弹性参数与油藏参数关系以及准确储层预测的关键。
基于Gassmann岩石物理模型及数学方程的转换推导，正、反演计算得到横波速度的原理与过程包括以下几个部分：①储层矿物成分主要以石英、长石、粘土矿物为主，根据Voigt-Reuss-Hill平均模型，对于任意己知各矿物组分体积含量和弹性模量的岩石，计算其等效模量的平均公式为：
（1）
式中，M为岩石矿物的等效弹性模量，为各组成成分的弹性模量，为第i个组成成分的体积含量，a为常数，在-1和+1之间。
Hill（1952）提出了将Voigt上限和Reuss下限取算术平均值的办法，即Voigt-Reuss-Hill（V.R.H）平均模型，V-R-H模型可用于根据岩石的孔隙度和各组分矿物的体积模量及体积含量，进而用来估算基质矿物（颗粒）部分的有效体积模量。②基于含水饱和度和孔隙度等测井信息，应用流体混合理论，得到混合流体弹性模量。③反演獲得岩石矿物组分的弹性模量后，在给出初始参数后，可用K-T方程来估算初始干岩石骨架弹性模量。④利用岩石物理理论Gassmann模型正演模拟，公式为：
（2）
其中，为介质总体积模量，为骨架体积模量，为基质（颗粒）体积模量，为孔隙流体体积模量，为介质总剪切模量，为骨架剪切模量。
最终用岩石弹性模量（砂岩、泥岩、流体弹性模量）与岩石物性参数（密度、纵波速度）关系迭代计算出岩石横波速度。
计算过程中要用实测纵波、密度与估算纵波速度和密度进行对比，如果不同则修改岩石物理模型及参数，多次反复最终确保得到弹性参数与实测参数接近。
2 敏感弹性参数分析
据测井资料和岩石物理理论，再考虑工区覆盖广、测井曲线全和探井关注程度估算了L93、L12、L981、L99、T10、LX111、TX19等10余口井横波速度、纵波阻抗、横波阻抗、拉梅参数*密度、剪切模量*密度、泊松比、纵横比等常用的弹性参数，为分析储层与油藏相关性好的敏感参数和叠前反演提供了丰富的基础资料。
利用数据交汇分析技术对纵波速度、横波速度、泊松比、纵横波速度比等弹性参数岩性敏感性进行了分析，如图1（a）所示，对单参数来说，只依靠纵波阻抗区分岩性的能力有限，砂质泥岩和泥质砂岩有大范围的叠置。图1（c）泊松比相比其他弹性参数对岩性更敏感，储层岩性区分要别其他参数图1（b）更好。双参数交汇要比单参数对储层识别效果更好，其中纵波速度和泊松比交汇对于储层与围岩区分效果更好。
3 敏感弹性参数反演与应用效果
叠前反演是以测井数据为约束信息，利用地震多入射角度的分角度叠加数据为基础，以平面波非垂直入射理论为指导的地层多弹性参数求取技术。采用了高精度反演方法对Zoeppritz方程直接求解建立反射系数与纵、横波速度、介质密度关系，导出Zoeppritz方程和与储层有效弹性参数有关的Jacobi偏导数矩阵方程，实现基于Zoeppritz方程反射系数梯度矩阵的精确计算。
在储层识别中利用泊松比参数可以将储层和非储层进行很好的区分，本次通过叠前反演得到泊松比反演数据体，比纵波速度以及纵波阻抗单参数更有利于储层的识别，从而提高了河流相储层的描述能力。
相比地震资料，叠前反演分辨率更高，图2（左）是过L94井-L93-L12井的地震剖面，L93井钻遇的两个砂体无法分辨，如图2（右）所示，通过叠前反演以后分辨率提高，L93井两个砂体能够区分，而且地震在横向上反映为一个连续的同向轴，无法识别在L12井处的尖灭点，通过叠前反演以后，薄层识别能力提高，砂体尖灭点更清楚。
4 认识与结论
（1）岩石物理是地震弹性参数与岩石储层参数的桥梁。建立合理的岩石物理模型和合适的参数选取才能精确估算横波速度。通过DLJ地区的实际应用可以看出，在此基础上计算的多种弹性参数联合应用能更好的对河流相储层的岩性进行识别。
（2）河流相储层横向变化快，砂体薄，垂向叠置，叠前反演泊松比数据可以将储层与非储层进行较好的区分，并且纵向分辨率更高，储层尖灭点清晰，储层预测能力大大提高。
参考文献
[1] 张勇.辫状河心滩特征及其与河道填充的识别[J].石油天然气学报2011，33（10）：25-29.
[2] 国井星.冲积-河流相层序地层模式[J].新疆地质.2003，21（4）：393-397.
[3] 王玉梅.岩石物理横波速度曲线计算技术[J].油气地质与采收率.2006，13（4）：58-61，79.
[4] 王振涛.孤南地区浅层稠油弹性参数敏感性分析及应用[J].油气地球物理.2015，13（1）：48-52.