基于孔隙度约束条件下的储层含水饱和度定量预测方法技术

本发明专利技术提供了一种基于孔隙度约束条件下的储层含水饱和度定量预测方法，其包括：获取研究工区目的层背景岩石物理参数以及测井曲线；根据双相介质理论模型正演计算储层在不同孔隙度条件下不同含水饱和度时对应的纵波速度、横波速度及密度；根据正演结果计算泊松阻抗属性；对不同孔隙度对应的泊松阻抗属性与含水饱和度进行线性拟合得到线性关系式；在孔隙度约束条件下构建基于泊松阻抗属性的含水饱和度计算公式；根据孔隙度约束以及泊松阻抗属性定量计算目的层对应的含水饱和度曲线。该方法实现了不同孔隙度条件分别定量预测含水饱和度的目的，消除了孔隙度的不利影响，提高了含水饱和度定量预测的精度，降低了勘探开发的风险。

Quantitative prediction method of reservoir water saturation based on porosity constraint

【技术实现步骤摘要】
基于孔隙度约束条件下的储层含水饱和度定量预测方法
本专利技术涉及一种基于孔隙度约束条件下的储层含水饱和度定量预测方法，属于石油地球物理勘探

技术介绍
随着石油天然气勘探开发程度的不断加深，对储层描述的要求越来越高，使得储层预测的目标由最初的定性描述转变为精细勘探的定量预测。储层含水饱和度表征了储层孔隙中不同流体的含量占比，对于双相介质储层含水饱和度反映了储层从勘探潜力与资源储量，定量表征含水饱和度对于油气田开发与稳产具有重大意义。常规的含水饱和度预测通常基于深侧向电阻率曲线计算井周储层的含水饱和度曲线，该方法基于阿尔奇公式建立的经验公式计算储层含水饱和度，在计算过程中需要输入与岩性相关的岩性系数以及饱和度指数，这两个参数通常根据经验获得，受人为因素影响剧烈，且在计算过程中孔隙度不参与约束。随着双相介质理论的发展，近年来岩石物理技术得到迅速发展，促进了储层定量预测的方法及技术进步。岩石物理理论描述了储层参数，包括孔隙度、含水饱和度、渗透率等，与弹性响应，包括速度、密度、衰减等，之间的关系，定量地表征了不同储层参数对于不同弹性响应特征的影响，建立了储层参数与弹性响应的敏感性关系，为基于弹性响应特征定量反演计算储层物性参数提供了理论依据。双相介质理论研究认为孔隙度与含水饱和度是影响储层地震响应特征的两个主要参数，二者对于弹性响应的影响存在耦合效应，即二者对同一弹性响应具有不可忽略的影响，导致在储层参数预测过程中需要将二者的影响分开考虑。常规的基于阿尔奇公式的储层含水饱和度预测通常忽略孔隙度的影响，将研究区孔隙度设定为一个不变的定值，然后研究含水饱和度对于弹性属性的敏感性。传统方法人为忽略了孔隙度对于含水饱和度预测的影响，简化了含水饱和度预测的过程，却不可避免地引入误差，从而降低了含水饱和度预测的精度，增大了勘探开发的风险。因此，提供一种基于孔隙度约束条件下的储层含水饱和度定量预测方法已经成为本领域亟需解决的技术问题。
技术实现思路
为了解决上述的缺点和不足，本专利技术的一个目的在于提供一种基于孔隙度约束条件下的储层含水饱和度定量预测方法。本专利技术的另一个目的还在于提供一种基于孔隙度约束条件下的储层含水饱和度定量预测装置。本专利技术的又一个目的还在于提供一种计算机设备。本专利技术的再一个目的还在于提供一种计算机可读存储介质。为了实现以上目的，一方面，本专利技术提供了一种基于孔隙度约束条件下的储层含水饱和度定量预测方法，其中，所述方法包括：获取研究工区目的层背景岩石物理参数以及测井曲线；根据双相介质理论模型正演计算储层在不同孔隙度条件下不同含水饱和度时对应的纵波速度、横波速度及密度；根据正演结果计算泊松阻抗属性；对不同孔隙度对应的泊松阻抗属性与含水饱和度进行线性拟合得到线性关系式；在孔隙度约束条件下构建基于泊松阻抗属性的含水饱和度计算公式；根据孔隙度约束以及泊松阻抗属性定量计算目的层对应的含水饱和度曲线。在以上所述的方法中，优选地，所述研究工区目的层背景岩石物理参数包括岩石基质体积模量、岩石基质剪切模量、干岩石骨架体积模量、水的密度、烃的密度、矿物颗粒密度、水的体积模量、烃的体积模量以及频率散射参数因子。在以上所述的方法中，优选地，所述测井曲线包括纵波速度曲线、横波速度曲线、密度曲线以及孔隙度曲线。在以上所述的方法中，优选地，根据双相介质理论模型按照如下公式11)-公式12)以及公式10)正演计算储层在不同孔隙度条件下不同含水饱和度时对应的纵波速度、横波速度及密度：公式10)中，Sw为含水饱和度，ρw为水的密度，g/cm3，ρh为烃的密度，g/cm3，ρm为矿物颗粒密度，g/cm3，为孔隙度，ρ为饱和流体岩石的密度，g/cm3；(6)按照如下公式11)-公式12)计算饱和流体岩石的纵波速度Vp及横波速度Vs：公式11)-公式12)中，μm为岩石基质剪切模量，GPa，Vp为饱和流体岩石的纵波速度，m/s，Vs为饱和流体岩石的横波速度，m/s；Ksat为饱和流体岩石的体积模量，按照如下公式9)计算Ksat；公式9)中，Kms为饱和双相流体岩石的固体体积模量，GPa，按照如下公式6)-公式8)计算Kms；公式6)-公式8)中，f(δ)为贝塞尔调节因子，J0和J1分别为零阶和一阶贝塞尔函数，Z为频率散射参数因子，δ为频率调节因子，Kms为饱和双相流体岩石的固体体积模量，GPa，i为虚数单位；公式6)中，Kma为岩石骨架的体积模量，GPa，按照如下公式1)计算岩石骨架的体积模量Kma；公式1)中，K0为岩石基质体积模量，GPa，Kdry为干岩石骨架体积模量，GPa，Kma为岩石骨架的体积模量，GPa；公式9)中，dP/dσ为孔隙压力随围限应力变化率，按照如下公式2)-公式5)计算dP/dσ；Kfl＝KwSw+Kh(1-Sw)公式5)；公式2)-公式5)中，P为孔隙压力，Pa，σ为围限应力，Pa，为孔隙度，Kfl为混合流体体积模量，GPa，a0为模量调节因子，Sw为含水饱和度，Kw为水的体积模量，GPa，Kh为烃的体积模量，GPa，FO为岩石孔隙体积模量，GPa。在以上所述的方法中，优选地，根据正演结果计算泊松阻抗属性，包括：根据如下公式13)所示的泊松阻抗计算公式以及正演计算得到的纵波速度、横波速度和密度，计算得到泊松阻抗属性：pI＝Vp×ρ-c×Vs×ρ公式13)；公式13)中，PI为泊松阻抗属性，单位为m/s·g/cm3，c为旋转因子，根据研究工区岩石物理分析经验数据获得。在以上所述的方法中，优选地，对不同孔隙度对应的泊松阻抗属性与含水饱和度进行线性拟合得到如下公式14)所示的线性关系式：公式14)中，PI为泊松阻抗属性，单位为m/s·g/cm3，Sw为含水饱和度，为孔隙度，k1，k2，k3，k4，d1，d2，d3，d4为拟合系数。在以上所述的方法中，优选地，在孔隙度约束条件下构建基于泊松阻抗属性的含水饱和度计算公式，包括：根据对不同孔隙度对应的泊松阻抗属性与含水饱和度进行线性拟合得到的线性关系式，构建如下公式15)所示的基于泊松阻抗属性的含水饱和度计算公式：公式15)中，Sw为含水饱和度，PI为泊松阻抗属性，单位为m/s·g/cm3，为孔隙度，k1，k2，k3，k4，d1，d2，d3，d4为拟合系数。在以上所述的方法中，优选地，根据孔隙度约束以及泊松阻抗属性定量计算目的层对应的含水饱和度曲线，包括：利用在孔隙度约束条件下构建得到的基于泊松阻抗属性的含水饱和度计算公式，根据已知孔隙度曲线分布特征，分别计算不同孔隙度区间对应的储层含水饱和度，最终得到目的层段的含水饱和度曲线。另一方面，本专利技术还提供了一种基于孔隙度约束条件下的储层含水饱本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于孔隙度约束条件下的储层含水饱和度定量预测方法，其特征在于，所述方法包括：/n获取研究工区目的层背景岩石物理参数以及测井曲线；/n根据双相介质理论模型正演计算储层在不同孔隙度条件下不同含水饱和度时对应的纵波速度、横波速度及密度；/n根据正演结果计算泊松阻抗属性；/n对不同孔隙度对应的泊松阻抗属性与含水饱和度进行线性拟合得到线性关系式；/n在孔隙度约束条件下构建基于泊松阻抗属性的含水饱和度计算公式；/n根据孔隙度约束以及泊松阻抗属性定量计算目的层对应的含水饱和度曲线。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于孔隙度约束条件下的储层含水饱和度定量预测方法，其特征在于，所述方法包括：
获取研究工区目的层背景岩石物理参数以及测井曲线；
根据双相介质理论模型正演计算储层在不同孔隙度条件下不同含水饱和度时对应的纵波速度、横波速度及密度；
根据正演结果计算泊松阻抗属性；
对不同孔隙度对应的泊松阻抗属性与含水饱和度进行线性拟合得到线性关系式；
在孔隙度约束条件下构建基于泊松阻抗属性的含水饱和度计算公式；
根据孔隙度约束以及泊松阻抗属性定量计算目的层对应的含水饱和度曲线。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述研究工区目的层背景岩石物理参数包括岩石基质体积模量、岩石基质剪切模量、干岩石骨架体积模量、水的密度、烃的密度、矿物颗粒密度、水的体积模量、烃的体积模量以及频率散射参数因子。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述测井曲线包括纵波速度曲线、横波速度曲线、密度曲线以及孔隙度曲线。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据双相介质理论模型按照如下公式11)-公式12)以及公式10)正演计算储层在不同孔隙度条件下不同含水饱和度时对应的纵波速度、横波速度及密度：



公式10)中，Sw为含水饱和度，ρw为水的密度，g/cm3，ρh为烃的密度，g/cm3，ρm为矿物颗粒密度，g/cm3，为孔隙度，ρ为饱和流体岩石的密度，g/cm3；
(6)按照如下公式11)-公式12)计算饱和流体岩石的纵波速度Vp及横波速度Vs：






公式11)-公式12)中，μm为岩石基质剪切模量，GPa，Vp为饱和流体岩石的纵波速度，m/s，Vs为饱和流体岩石的横波速度，m/s；
Ksat为饱和流体岩石的体积模量，按照如下公式9)计算Ksat；



公式9)中，Kms为饱和双相流体岩石的固体体积模量，按照如下公式6)-公式8)计算Kms；









公式6)-公式8)中，f(δ)为贝塞尔调节因子，J0和J1分别为零阶和一阶贝塞尔函数，Z为频率散射参数因子，δ为频率调节因子，Kms为饱和双相流体岩石的固体体积模量，GPa，i为虚数单位；
公式6)中，Kma为岩石骨架的体积模量，按照如下公式1)计算岩石骨架的体积模量Kma；



公式1)中，K0为岩石基质体积模量，GPa，Kdry为干岩石骨架体积模量，GPa，Kma为岩石骨架的体积模量，GPa；
公式9)中，dP/dσ为孔隙压力随围限应力变化率，按照如下公式2)-公式5)计算dP/dσ；









Kfl＝KwSw+Kh(1-Sw)公式5)；
公式2)-公式5)中，P为孔隙压力，Pa，σ为围限应力，Pa，为孔隙度，Kfl为混合流体体积模量，GPa，a0为模量调节因子，Sw为含水饱和度，Kw为水的体积模量，GPa，Kh为烃的体积模量，GPa，FO为岩石孔隙体积模量，GPa。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据正演结果计算泊松阻抗属性，包括：
根据如下公式13)所示的泊松阻抗计算公式以及正演计算得到的纵波速度、横波速度和密度，计算得到泊松阻抗属性：
PI＝Vp×ρ-c×Vs×ρ公式13)；
公式13)中，PI为泊松阻抗属性，单位为m/s·g/cm3，c为旋转因子，根据研究工区岩石物理分析经验数据获得。


6.根据权利要求1或5所述的方法，其特征在于，对不同孔隙度对应的泊松阻抗属性与含水饱和度进行线性拟合得到如下公式14)所示的线性关系式：



公式14)中，PI为泊松阻抗属性，单位为m/s·g/cm3，Sw为含水饱和度，为孔隙度，k1，k2，k3，k4，d1，d2，d3，d4为拟合系数。


7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在孔隙度约束条件下构建基于泊松阻抗属性的含水饱和度计算公式，包括：根据对不同孔隙度对应的泊松阻抗属性与含水饱和度进行线性拟合得到的线性关系式，构建如下公式15)所示的基于泊松阻抗属性的含水饱和度计算公式：



公式15)中，Sw为含水饱和度，PI为泊松阻抗属性，单位为m/s·g/cm3，为孔隙度，k1，k2，k3，k4，d1，d2，d3，d4为拟合系数。


8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据孔隙度约束以及泊松阻抗属性定量计算目的层对应的含水饱和度曲线，包括：
利用在孔隙度约束条件下构建得到的基于泊松阻抗属性的含水饱和度计算公式，根据已知孔隙度曲线分布特征，分别计算不同孔隙度区间对应的储层含水饱和度，最终得到目的层段的含水饱和度曲线。


9.一种基于孔隙度约束条件下的储层含水饱和度定量预测装置，其特征在于，所述装置包括：
数据获取单元，用于获取研究工区目的层背景岩石物理参数以及测井曲线；
正演模拟单元，用于根据双相介质理论模型正演计算储层在不同孔隙度条件下不同含水饱和度时对应的纵...

【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，徐中华，陈彬滔，刘雄志，雷明，杜炳毅，石兰亭，方乐华，何世琦，史忠生，薛罗，马轮，史江龙，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11