孔隙流体介质组分弹性参数的反演数值计算 ——以HAN岩石样品数据为例

论文摘要

在现代油气勘探的发展中,地震勘探占据着极为重要的地位。经典的地震波理论大部分工作以研究单相介质为基础。然而,无论砂岩储层还是碳酸盐储层,都是由固体和流体组成的双相甚至是双相多组分介质。因此,就需要进一步对双相介质模型的理论与实践进行研究,才能更准确的揭示地下介质的组分弹性特征,提取和研究骨架固体和孔隙流体的属性。孔隙流体介质是岩石地层介质的一种重要模型,可以将它视为由岩石颗粒的固体介质与孔隙中所充填的流体介质两部分组成。纵观孔隙流体介质的研究,关键问题是力图寻找更为合理有效的方法把骨架固体和孔隙流体两个局部组分组合在一起,以此表述整体介质的弹性特征。在这方面许多学者曾取得了卓有见识的成果。导师牛滨华教授基于组分孔隙流体介质模型及其组分方程做了大量深入的研究工作,把临界孔隙度模型中的密度、体积和剪切模量组分方程转换为可用于数据反演的密度、横波和纵波速度关于孔隙度的线性方程,得到了一种针对于孔隙流体介质的组分弹性参数的数值计算方法。本文是以导师牛滨华教授提出的孔隙流体介质组分弹性参数的数值计算方法为基础,结合DeHua Han于1986发表论文中的岩石样品实测数据,对该岩石样品进行反演数值计算,提取组分参数信息。HAN岩石样品为孔隙介质,其骨架固体是由石英和黏土组成的复合骨架。首先,将样品遍历分组,对每一种样品的组合进行最小二乘法线性反演,得到骨架和流体的弹性参数信息;其次,对弹性参数进行统计分析,选择具有统计意义的特征主峰值作为弹性参数的估算值,从而得到岩石样品的每一采样点的组分参数信息;最后,结合复合骨架的组分方程,对复合骨架做同样的处理,提取骨架石英和黏土的参数信息。由此便实现了对HAN这组岩石样品的组分信息提取。通过对反组分参数反演结果的评价,进一步验证孔隙流体介质组分弹性参数数值反演方法的合理性和有效性。该方法有效性的成功验证,以及在实际储层预测中的应用,对于油气的勘探开发具有重要意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 双相介质理论研究背景
• 1.2 组分型孔隙流体介质理论简介
• 1.3 研究目的
• 1.4 论文研究内容及章节安排
• 1.4.1 论文主要研究内容
• 1.4.2 论文的章节安排
• 第2章 孔隙流体介质及其反演计算方法
• 2.1 双相组分介质模型
• 2.1.1 四个特征单元体
• 2.1.2 两个特征子区间
• 2.1.3 单元体组合原理
• 2.2 孔隙流体介质的组分方程
• 2.2.1 基于体积比例数的密度组分方程
• 2.2.2 模量组分方程
• 2.2.3 基于组分方程的速度与孔隙度关系式
• 2.3 骨架和流体组分弹性参数的反演数值计算方法介绍
• 2.3.1 输入和输出参数信息
• 2.3.2 骨架和流体密度的反演计算公式
• 2.3.3 临界孔隙度和骨架横波速度的计算公式
• 2.3.4 骨架和临界点纵波速度的计算公式
• 2.3.5 流体速度等参数的计算公式
• 2.4 复合骨架组分弹性参数的反演数值计算方法
• 2.4.1 输入和输出参数信息
• 2.4.2 骨架固体的组分方程
• 2.4.3 密度的计算的公式
• 2.4.4 体积模量的计算的公式
• 2.4.5 剪切模量的计算的公式
• 2.4.6 速度的计算的公式
• 2.5 双向线性反演公式
• 2.6 HAN 样品总体输入输出参数
• 2.7 正演计算介绍
• 第3章 数据概况和数据准备
• 3.1 数据概况
• 3.2 黏土的骨架体积含量计算
• 第4章 统计的应用及计算流程
• 4.1 整体统计方法
• 4.1.1 整体统计方法的特点
• 4.1.2 整体统计方法具体步骤
• 4.2 单点统计方法
• 4.2.1 单点体统计方法特点
• 4.2.2 单点统计方法具体步骤
• 4.3 反演数值计算流程
• 4.3.1 对样品整体进行组分参数反演数值计算
• 4.3.2 对复合骨架进行组分参数反演数值计算
• 4.4 两种评价方法
• 第5章 S 组样品组分参数的反演数值计算
• 5.1 对S 组样品整体进行组分参数反演数值计算
• 5.1.1 整体统计分析
• 5.1.2 单点统计分析
• 5.2 对S 组复合骨架进行组分参数反演数值计算
• 5.2.1 整体统计分析
• 5.2.2 单点统计分析
• 5.3 本章小结
• 第6章 G 组样品组分参数的反演数值计算
• 6.1 对G 组样品整体进行组分参数反演数值计算
• 6.1.1 整体统计分析
• 6.1.2 单点统计分析
• 6.2 对G 组复合骨架进行组分参数反演数值计算
• 6.2.1 整体统计分析
• 6.2.2 单点统计分析
• 6.3 本章小结
• 第7章 总结与建议
• 7.1 成果总结与认识
• 7.2 设想与建议
• 致谢
• 参考文献
• S组岩石样品骨架流体组分参数列表'>附表一:HAN_S组岩石样品骨架流体组分参数列表
• S组岩石样品复合骨架组分参数列表'>附表二:HAN_S组岩石样品复合骨架组分参数列表
• G组岩石样品骨架流体组分参数列表'>附表三:HAN_G组岩石样品骨架流体组分参数列表
• G组岩石样品复合骨架组分参数列表'>附表四:HAN_G组岩石样品复合骨架组分参数列表