一种影响致密砂岩储层力学参数的关键因素直接反演方法技术

本发明专利技术提供的一种影响致密砂岩储层力学参数的关键因素直接反演方法，所述反演方法包括：获取地震数据、测井数据和实际井旁地震数据；提取所述地震数据的角度依赖子波；根据所述依赖子波、所述测井数据和各向同性饱和介质精确Zeoppritz方程正演模拟地震角道集并结合实际井旁地震数据确定振幅缩放因子；对所述测井数据进行平滑处理并沿解释层位外推，获得初始参数模型；求解目标函数关于模型参数的导数，并求解目标函数的极小值等价于令所述目标函数导数等于零，结合迭代最小二乘算法获得更新迭代的模型参数公式。基于精确方程的反演计算精度高，反演参数目的性强，避免分步反演或间接计算带来的累积误差，具有很好的工业生产应用价值。应用价值。应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种影响致密砂岩储层力学参数的关键因素直接反演方法


[0001]本专利技术涉及勘探地震和储层关键参数预测领域，尤其涉及一种影响致密砂岩储层力学参数的关键因素直接反演方法。

技术介绍

[0002]地震反演是获得地下介质内部图像、对储层进行精细描述的有效方法，也是高分辨率地震勘探的最终表现形式，地震数据反演很大程度上提高了储层表征的价值。随着地震研究的重点由勘探逐渐向开发转移，以及由常规油气向非常规油气尤其是页岩气的转移，通过地震反演等手段来揭示地下油气藏的精细分布特征，对油气藏储层进行精雕细刻的技术也受到越来越多的关注。
[0003]在岩石物理理论的指导下，与储层流体异常特征敏感的弹性参数可以表征为纵横波流体参数。从目前的研究来看，地震叠前反演研究主要涉及基于近似和精确Zoeppritz方程的AVO反演方法。基于近似Zoeppritz方程的线性反演方法能稳定地解决病态反演问题或局部极值问题，但其在推导过程中的各种假设条件造成反射系数在中、大角度范围内存在较大误差，未能充分利用丰富的叠前信息，在反演精度上不能满足实际油藏储层精细表征要求，尤其对于实际三维大偏移距地震数据。
[0004]针对各向同性饱和介质，传统的基于Zoeppritz方程近似反射系数是一个包含弹性参数和流体特征项相关的表达式，但常规反演获得的弹性参数或流体特征项难以直接对储层孔隙度分布特征进行刻画，分步反演或间接计算会引入累积误差。

技术实现思路

[0005]鉴于上述问题，提出了本专利技术以便提供克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种影响致密砂岩储层力学参数的关键因素直接反演方法。
[0006]根据本专利技术的一个方面，提供了影响储层力学参数的关键因素：孔隙度和流体因子AVO反演方法，所述反演方法包括：
[0007]获取地震数据、测井数据和实际井旁地震数据；
[0008]提取所述地震数据的角度依赖子波；
[0009]根据所述依赖子波、所述测井数据和各向同性饱和介质精确Zeoppritz方程正演模拟地震角道集并结合实际井旁地震数据确定振幅缩放因子；
[0010]根据所述测井数据统计模型参数的先验信息，所述先验信息包括三弹性参数具体为纵横波速度和密度、孔隙度、流体参数的均值和总计参数相关的协方差矩阵；
[0011]对所述测井数据进行平滑处理并沿解释层位外推，获得初始参数模型；
[0012]根据所述初始参数模型进一步推导各向同性饱和介质精确Zeoppritz方程；
[0013]根据Bayesian原理、所述先验信息和正演算子构建最大后验概率意义下的反演目标函数；
[0014]求解目标函数关于模型参数的导数，并求解目标函数的极小值等价于令所述目标
函数导数等于零，结合迭代最小二乘算法获得更新迭代的模型参数公式。
[0015]可选的，所述根据所述依赖子波、所述测井数据和各向同性饱和介质精确Zeoppritz方程正演模拟地震角道集并结合实际井旁地震数据确定振幅缩放因子具体包括：
[0016]获取反演前的地震子波，实际地震叠前道集；
[0017]根据所述实际地震叠前道集和所述测井数据采取统计方法提取子波；
[0018]采用各向同性饱和介质精确Zeoppritz方程正演模拟的地震数据振幅与实际振幅存在一定数值差异；
[0019]以所述测井数据为输入模型利用各向同性饱和介质精确Zeoppritz方程正演模拟角度域的PP波道集，与实际井旁角度域地震道集对比，计算振幅缩放因子；
[0020]将所述振幅缩放因子应用于所提取的地震子波，达到模拟记录与实际记录的振幅匹配，当地震数据信噪比较高时，为角道集的每一道使用统一的振幅缩放因子；当信噪比低时，可分近、中、远偏移距分别计算振幅缩放因子。
[0021]可选的，所述根据所述测井数据统计模型参数的先验信息，所述先验信息包括三弹性参数具体为纵横波速度和密度、孔隙度、流体参数的均值和总计参数相关的协方差矩阵具体包括：
[0022]采用柯西分布函数作为先验分布函数，基于工区内所有测井数据统计各模型参数的均值，求取各参数的自相关系数和互相关系数；
[0023]根据各参数的自相关系数和互相关系数构建参数相关的协方差矩阵，形成符合该工区的模型参数先验分布函数；
[0024]在后续的反演目标函数中柯西分布函数相应的规则化表达式为：
[0025][0026]其中，为参数模型，μ和C
m
分别为所统计的模型参数的均值和模型参数协方差矩阵。
[0027]可选的，所述对所述测井数据进行平滑处理并沿解释层位外推，获得初始参数模型具体包括：
[0028]利用散点插值的方法对各个层位的数据进行插值，完成地质层位建模；根据地质层位进行模型参数横向插值，将测井信息进行横向插值；
[0029]计算得到地下每个点上的模型参数值，完成初始新属性参数建模的任务。
[0030]可选的，所述根据所述初始参数模型进一步推导各向同性饱和介质精确Zeoppritz方程具体包括：
[0031]将弹性介质精确Zeoppritz方程中的纵横波速度V
P
和V
S
替换成饱和纵横波速度，这样饱和介质精确Zeoppritz方程可以表示为，
[0032][0033]其中，
[0034]e
11
＝
‑
sinθ1；e
21
＝cosθ1；e
31
＝sin2θ1；e
41
＝2S
12 sin2θ1‑
1；
[0035]e
22
＝
‑
S
22
sinθ1；
[0036]e
32
＝S
32
‑
2S
22 sin2θ1；
[0037]e
13
＝S
13 sinθ1；
[0038][0039]e
24
＝S
24
sinθ1；
[0040]ꢀꢀ
(3)
[0041]其中
[0042][0043][0044][0045]ρ是密度,θ1为入射角，R
PP
和T
PP
分别表示纵波反射和透射系数；R
PS
和T
PS
表示横波反射和透射系数；饱和的纵横波速度和可以表示为，
[0046][0047]其中，f分别为流体因子；流体因子表示为：
[0048][0049]其中，φ表示孔隙度，K
dry
是干燥岩石的体积模量，K
m
表示固体矿物的体积模量，K
fl
表示岩石中饱和流体的体积模量，假设K
fl
＜＜K
m
，忽略上述方程项，改进的流体系数F，表示为：
[0050本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种影响致密砂岩储层力学参数的关键因素直接反演方法，其特征在于，所述反演方法包括：获取地震数据、测井数据和实际井旁地震数据；提取所述地震数据的角度依赖子波；根据所述依赖子波、所述测井数据和各向同性饱和介质精确Zeoppritz方程正演模拟地震角道集并结合实际井旁地震数据确定振幅缩放因子；根据所述测井数据统计模型参数的先验信息，所述先验信息包括三弹性参数具体为纵横波速度和密度、孔隙度、流体参数的均值和总计参数相关的协方差矩阵；对所述测井数据进行平滑处理并沿解释层位外推，获得初始参数模型；根据所述初始参数模型进一步推导各向同性饱和介质精确Zeoppritz方程；根据Bayesian原理、所述先验信息和正演算子构建最大后验概率意义下的反演目标函数；求解目标函数关于模型参数的导数，并求解目标函数的极小值等价于令所述目标函数导数等于零，结合迭代最小二乘算法获得更新迭代的模型参数公式。2.根据权利要求1所述的一种影响致密砂岩储层力学参数的关键因素直接反演方法，其特征在于，所述根据所述依赖子波、所述测井数据和各向同性饱和介质精确Zeoppritz方程正演模拟地震角道集并结合实际井旁地震数据确定振幅缩放因子具体包括：获取反演前的地震子波，实际地震叠前道集；根据所述实际地震叠前道集和所述测井数据采取统计方法提取子波；采用各向同性饱和介质精确Zeoppritz方程正演模拟的地震数据振幅与实际振幅存在一定数值差异；以所述测井数据为输入模型利用各向同性饱和介质精确Zeoppritz方程正演模拟角度域的PP波道集，与实际井旁角度域地震道集对比，计算振幅缩放因子；将所述振幅缩放因子应用于所提取的地震子波，达到模拟记录与实际记录的振幅匹配，当地震数据信噪比较高时，为角道集的每一道使用统一的振幅缩放因子；当信噪比低时，可分近、中、远偏移距分别计算振幅缩放因子。3.根据权利要求1所述的一种影响致密砂岩储层力学参数的关键因素直接反演方法，其特征在于，所述根据所述测井数据统计模型参数的先验信息，所述先验信息包括三弹性参数具体为纵横波速度和密度、孔隙度、流体参数的均值和总计参数相关的协方差矩阵具体包括：采用柯西分布函数作为先验分布函数，基于工区内所有测井数据统计各模型参数的均值，求取各参数的自相关系数和互相关系数；根据各参数的自相关系数和互相关系数构建参数相关的协方差矩阵，形成符合该工区的模型参数先验分布函数；在后续的反演目标函数中柯西分布函数相应的规则化表达式为：其中，为参数模型，μ和C
m
分别为所统计的模型参数的均值和模型
参数协方差矩阵。4.根据权利要求1所述的一种影响致密砂岩储层力学参数的关键因素直接反演方法，其特征在于，所述对所述测井数据进行平滑处理并沿解释层位外推，获得初始参数模型具体包括：利用散点插值的方法对各个层位的数据进行插值，完成地质层位建模；根据地质层位进行模型参数横向插值，将测井信息进行横向插值；计算得到地下每个点上的模型参数值，完成初始新属性参数建模的任务。5.根据权利要求1所述的一种影响致密砂岩储层力学参数的关键因素直接反演方法，其特征在于，所述根据所述初始参数模型进一步推导各向同性饱和介质精确Zeoppritz方程具体包括：将弹性介质精确Zeoppritz方程中的纵横波速度V
P
和V
S
替换成饱和纵横波速度，这样饱和介质精确Zeoppritz方程可以表示为，其中，e
11
＝
‑
sinθ1；e
21
＝cosθ1；e
31
＝sin2θ1；e
41
＝2S
12
sin2θ1‑
1；e
22
＝
‑
S
22
sinθ1；e
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张子麟，张潦源，李爱山，王昊，陈磊，刘伟，魏亚峰，丁然，李晓倩，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：