基于地震数据的页岩储层地应力预测方法研究

发布时间：2020-04-24 04:21

【摘要】：地球物理反演是获取地层弹性参数和储层物性参数的重要手段,为油气田的勘探开发提供了非常丰富的资料。随着研究的深入和要求的提高,地球物理反演逐步从叠后走向了叠前。尤其是基于Zoeppritz方程的AVO技术,在岩性识别、储层预测等方面体现出了极大的优势和广泛的应用前景。Zoeppritz方程描述了各项同性介质中的地层弹性参数与反射系数的关系。对于不同的研究目标和假设条件,不少学者推导了不同形式的反射系数近似式。本文在对各种近似式方程分析的基础上,推导了用于直接反演杨氏模量和泊松比的PP波反射系数近似式,并在设定的模型下,对其精度进行了具体分析。同时,推导了贝叶斯理论下的最小二乘AVA反演的目标方程,并利用不同模型进行了测试。通过反演得到的杨氏模量和泊松比剖面,进一步得到了可以反映压裂难易程度的脆性指数剖面。同时,利用微地震监测数据对预测效果进行了验证和评价。由于天然裂缝的存在,储层表现出了一定的方位各向异性特征。基于TI介质中的纵波AVO反射系数近似式提出以后,对于TI介质的方位各向异性的分析得到了非常迅速的发展。本文首先以Ruger近似为基础,分析了方位角和入射角以及Thomsen各向异性参数对反射系数的影响。在此基础上,推导了以裂缝柔度分量表示的纵波AVAZ反射系数近似式,并同样构建了贝叶斯AVAZ叠前反演方法。叠前反演采用的是部分叠加角道集(CRP道集),道集品质对反演效果有着非常重要的影响。因此在实施反演前,必须要提高道集的信噪比,分偏移距的振幅补偿以及无拉伸动校正等处理。同时,常规的时深关系确立,井震标定等也要做好质量控制。不同于常规孔隙或裂缝性储层,页岩气储层的孔隙微小,渗透率极低,一般需要进行体积压裂,页岩气藏才具备商业开采价值。储层脆性和应力分布是影响储层改造的重要因素,本文从地震叠前反演角度出发,对储层脆性和应力场进行预测,为水力压裂提供技术支持和重要数据。通过与测井数据对比,反演结果对应很好;通过微地震监测数据的验证,脆性和应力场预测和实际情况较吻合。
【图文】：

示意图,各项同性,入射,界面

图 2-1 P 波入射各项同性界面示意图FIG 2-1 P-wave incident in isotropic interface1 2 21 2 221 2 2 1 2 2 1 1 2 22 21 1 1 2 1 11 2 2 2 2 1 2 21 1 1 1 1cos sin cossin cos sincos2 sin2 cos2sin2 cos2 sin2 PPPSP s P S PS s P SPPPSS P SP P PRRv v v v vv v v vTv v vTv v v 示纵波反射系数；PSR 为转换横波反射系数；PPT 为纵波透射射系数。tz 方程在 1919 年就已经被推导出来，但是在之后很长一段时，其原因就是方程中弹性参数与入射角、反射角和透射角耦合在程虽然可以很准确地描述波场在边界处发生的变化，但却不能不同因子变化的关系。为了解决 Zoeppritz 方程反射系数形式

近似式,正波,反射系数,相对误差

上节介绍的不同 Zoeppritz 方程近似式，都需要不同的已知条件和假设条件，因此他们有不同的适用范围，同时可反演得到不同的弹性参数。在实际应用中，结合具体的已知资料和条件，来选用最适合的近似方程。另外也可根据研究区的实际地质情况以及研究目标，推导或修改以上近似公式，以便能更精确地反演计算出研究区的各弹性参数。为分析文章前面叙述的几种近似公式的精度及适用条件等，本文通过 Goodway 三层含油气砂岩与页岩模型模型（模型参数如表 2-1），利用不同近似公式分别计算得到的纵波反射系数和理论 Zoeppritz 方程计算得到的结果进行对比。表 2-1 Goodway 模型参数Tab 2-1 The parameters of the model of Goodway地层 α(m/s) β(m/s) ρ(kg/m3) ζ页岩 2898 1290 2.425 0.38含气砂岩 2857 1666 2.275 0.24页岩 2898 1290 2.425 0.38
【学位授予单位】：中国石油大学(华东)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P631.4

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