基于Gassmann模型的橫波計算研究
2010-12-31 00:00:00廖廣鑫
現代商貿工業 2010年13期
摘要:巖石物理理論模型是地震巖石物理研究的基礎。分析了Gassmann模型的機理，探討了該模型的適用性和關鍵參數。在此基礎之上，提出了基于Gassmann模型正反演相結合的橫波速度曲線優化估算方法，通過對Gassmann模型的解析和轉換推導，分析了橫波計算誤差的影響因素。研究結果為利用地震資料進行儲層表征和流體預測提供了實用技術系列和指導方法。
關鍵詞:機理分析;Gassmann模型;橫波速度;敏感屬性參數
中圖分類號:O4
文獻標識碼:A
文章編號:1672-3198(2010)13-0374-01
1 Gassmann模型機理分析
假設:
(1)巖石(固體和骨架)宏觀上是均勻的;
(2)所有的孔隙是相互連通的;
(3)孔隙中填充的流體(液體、氣體和混合物)無摩擦效應;
(4)巖石-流體組成的系統是封閉的;
(5)孔隙流體和固體間不相互作用。
基于這些條件，Gassmann導出了流體飽和多孔介質的彈性模量與巖石骨架模量、孔隙及流體模量之間的關系。根據彈性模量和速度、密度之間的關系可以推導出計算縱橫波速度的方程:
2 橫波速度估算
2.1 方法原理
橫波速度是進行疊前地震彈性反演和屬性處理的基礎資料，但絕大多數井缺少橫波測井速度資料，因此，需要利用巖石物理理論和測井資料估算橫波速度曲線。
巖石橫波速度的估計涉及到巖石物理理論模型的正演模擬和反演計算兩個方面。巖石物理參數的正演模擬實質上就是巖石有效彈性模量的預測，它是在已知巖石骨架性質和流體性質的條件下計算巖石的等效彈性模量，進而預測縱、橫波參數以及泊松比;反演計算則是巖石物理參數正演計算的逆過程，是在已知介質縱橫波速度或者等效彈性模量和流體性質的條件下，估計巖石的骨架性質。一旦獲得了巖石骨架參數，就可通過正演計算，預測不同流體性質、飽和度下巖石的有效彈性模量。
其中，通過巖石物理參數的反演估算巖石的骨架性質，是橫波速度估算的關鍵。
2.2 橫波速度計算影響因素分析
通過對Gassmann模型的轉換，可以分析不同參數對橫波計算結果的影響。Gassmann模型可寫成
得到線性化的結果并進一步分析單個參數的影響:
式中:Kr=Kd/Ks。通過上式可以解析地分析不同參數對橫波計算結果的影響。計算了橫波計算誤差隨不同參數誤差的變化，計算使用的準確參數值如表1所示。
需要說明的是，以上只是通過Gassmann模型的解析推導，對橫波計算所受影響因素的定性分析，并不能絕對地定量外延。一方面，由于巖石骨架體積模量是由反演計算所得，礦物體積模量是實驗室測量結果，流體體積模量和孔隙度是利用測井曲線計算所得，其參數誤差存在很大的不確定性，因而無法在實際處理中具體分析橫波計算所受的影響因素大小;另一方面，計算橫波的參數是相互影響、相互關聯的，如流體體積模量與孔隙度、干巖石骨架體積模量與孔隙度等，一個參數的改變必定會導致另一參數性質的變化，所以這種單一因素改變條件下誤差影響因素的分析不能直接外延到實際橫波計算的情況;第三，由于橫波影響作用與其他參數是相反的，且橫波計算是受所有參數誤差的綜合作用，所以實際橫波計算有可能由于這種中和作用，使橫波計算的誤差變小。盡管如此，基于Gassmann模型的解析推導能夠定性地量化研究不同參數對橫波計算結果的影響，表明了Gassmann模型潛在的重要應用價值。
參考文獻
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