本發(fā)明涉及油田開(kāi)發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及到一種基于多組分的砂礫巖體速度重構(gòu)方法。

背景技術(shù)：

巖石物理模型是根據(jù)地質(zhì)體的基本巖石信息評(píng)估其物理性質(zhì)的模型，是連接地質(zhì)、測(cè)井和地震的重要橋梁，合適的巖石物理模型才可保障儲(chǔ)層地球物理預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。巖石由骨架與孔隙流體組成，其巖石物理學(xué)特性受這兩種組分的影響，如何研究?jī)煞N組分的影響，有不同的物理模型。wyllie(1956)時(shí)間平均方程(懷里關(guān)系)是指在沉積巖中孔隙度與速度之間存在一種簡(jiǎn)單的單調(diào)關(guān)系，即飽和流體的巖石速度是由組成巖石的礦物和孔隙流體共同求得的。另外，gassmann方程、wood方程、百靈公式等現(xiàn)有的這些理論模型都是做了大量的假設(shè)和近似，對(duì)低孔低滲的多組分構(gòu)成、強(qiáng)非均質(zhì)性的砂礫巖存在一定的不適應(yīng)性。

在陸相斷陷盆地陡坡帶砂礫巖體中，大大小小的礫徑不等的礫石廣泛存在，其組分、速度等特征與常規(guī)砂巖差異較大，前人基于均勻介質(zhì)的巖石物理模型不能套用。針對(duì)陸相斷陷盆地陡坡帶砂礫巖體，其具有巖石成分復(fù)雜、縱向單層厚度大、橫向相變快的特點(diǎn)，現(xiàn)有巖石物理模型基于均勻組分條件，不能準(zhǔn)確描述非均質(zhì)性極強(qiáng)的致密砂礫巖的速度特征。因此，需要對(duì)砂礫巖體這種巖石成分復(fù)雜、非均質(zhì)性極強(qiáng)的地質(zhì)體探索一種針對(duì)性的巖石物理模型對(duì)其縱橫波速度進(jìn)行正確的求取。為此我們發(fā)明了一種新的基于多組分的砂礫巖體速度重構(gòu)方法，解決了以上技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種克服了現(xiàn)有巖石物理模型適用于均勻介質(zhì)而不適用于砂礫巖體的現(xiàn)狀，針對(duì)非均質(zhì)性強(qiáng)的陡坡帶砂礫巖體創(chuàng)新性地構(gòu)建了基于多組分的時(shí)間平均方程科學(xué)求取巖石縱橫波速度的基于多組分的砂礫巖體速度重構(gòu)方法。

本發(fā)明的目的可通過(guò)如下技術(shù)措施來(lái)實(shí)現(xiàn)：基于多組分的砂礫巖體速度重構(gòu)方法，該基于多組分的砂礫巖體速度重構(gòu)方法包括：步驟1，獲取礫石、砂級(jí)碎屑、泥質(zhì)雜基及膠結(jié)物各巖石組分含量，獲取巖石孔隙度；步驟2，選取典型的礫石、砂級(jí)碎屑顆粒、泥質(zhì)雜基及膠結(jié)物樣品，采用實(shí)驗(yàn)室?guī)r心樣品測(cè)試與趨勢(shì)擬合相結(jié)合的方法對(duì)模型中其各組分的速度進(jìn)行分析與確定；步驟3，建立基于多組分的擴(kuò)展時(shí)間平均方程；步驟4，利用所建立的砂礫巖體時(shí)間平均方程進(jìn)行實(shí)際井的速度計(jì)算與檢驗(yàn)，并利用該方程對(duì)無(wú)井區(qū)進(jìn)行縱橫波速度的預(yù)測(cè)。

本發(fā)明的目的還可通過(guò)如下技術(shù)措施來(lái)實(shí)現(xiàn)：

該基于多組分的砂礫巖體速度重構(gòu)方法還包括，在步驟1之前，進(jìn)行圖像掃描，采集巖心礫石圖像；進(jìn)行巖心薄片鑒定，獲取巖心微觀組分?jǐn)?shù)據(jù)。

在步驟2中，當(dāng)選取典型的礫石樣品時(shí)，首先通過(guò)選取典型礫石取心井段鉆取礫石樣品進(jìn)行測(cè)試，進(jìn)一步利用趨勢(shì)擬合的方法，得到礫石速度隨著礫石含量變化而變化的計(jì)算關(guān)系式。

在步驟3中，建立的基于多組分的擴(kuò)展時(shí)間平均方程包括5個(gè)參數(shù)項(xiàng)，即4個(gè)巖石組分參數(shù)項(xiàng)和1個(gè)孔隙流體項(xiàng)，橫波速度不包括流體項(xiàng)，因此包括4個(gè)參數(shù)項(xiàng)，每一項(xiàng)均為該組分的含量與其速度之比。

在步驟3中，建立的基于多組分的擴(kuò)展時(shí)間平均方程為：

式中：vprock與vsrock分別為砂礫巖體的縱橫波速度，vpg、vsg是礫石的縱橫波速度，vpm、vsm是泥質(zhì)雜基的縱橫波速度,vpc、vsc是膠結(jié)物的縱橫波速度，vps、vss是砂級(jí)顆粒碎屑的縱橫波速度；ag是礫石含量，am是泥質(zhì)雜基含量，ac是膠結(jié)物含量，as是砂級(jí)顆粒碎屑含量；φ是孔隙體積，vpl是孔隙流體速度，各種組分含量之間的關(guān)系滿足下式：

ag+as+ac+am+φ＝100％(式3)

在上述關(guān)系中對(duì)礫石的速度vpg、vsg按照礫石母巖成分的不同進(jìn)行計(jì)算；礫石組分中巖漿巖、變質(zhì)巖和沉積巖巖屑均有發(fā)現(xiàn)，因此，礫石速度的計(jì)算參考巖屑中不同類(lèi)型巖屑含量，如下式：

1/vpg＝cg/vpg+cm/vpm+cc/vpc(式4)

1/vsg＝cg/vsg+cm/vsm+cc/vsc(式5)

式4、式5右邊三項(xiàng)中，cg、cm、cc分別表示巖漿巖、變質(zhì)巖、碳酸鹽巖礫石的百分含量，vpg、vpm、vpc分別表示巖漿巖、變質(zhì)巖、碳酸鹽巖礫石的縱波速度，vsg、vsm、vsc分別表示巖漿巖、變質(zhì)巖、碳酸鹽巖礫石的橫波速度；根據(jù)不同巖屑成分及其含量，利用公式4、式5計(jì)算得到礫石的縱橫波速度，

其中：

cg+cm+cc＝100％(式6)。

該基于多組分的砂礫巖體速度重構(gòu)方法通過(guò)建立包含多巖石組分參數(shù)項(xiàng)的砂礫巖體擴(kuò)展時(shí)間平均方程，構(gòu)建一種基于多組分的砂礫巖體速度重構(gòu)方法。在分析砂礫巖體巖石組分的基礎(chǔ)上，考慮到其中包含的不同母巖成分的礫石及含量、砂級(jí)顆粒碎屑、膠結(jié)物及孔隙流體等因素的影響，對(duì)懷利(wyllie，1956)時(shí)間平均方程進(jìn)行擴(kuò)展，以建立適合砂礫巖體的巖石物理模型，計(jì)算得到砂礫巖體精確的縱橫波速度。該方法可以客觀地表現(xiàn)砂礫巖體特別是礫石含量較大的扇根亞相的縱橫波速度，從與實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)的誤差分析發(fā)現(xiàn)，該方法預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率較高，誤差均在10％以下，同時(shí)與不考慮礫石影響、直接利用wyllie時(shí)間平均方程計(jì)算得到的結(jié)果比較，該方法誤差大大小于經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算結(jié)果，說(shuō)明其與理論模型及前人提出的針對(duì)常規(guī)砂巖的巖石物理模型相比更為適用。該基于多組分的砂礫巖體速度重構(gòu)方法克服了現(xiàn)有巖石物理模型適用于均勻介質(zhì)而不適用于砂礫巖體的現(xiàn)狀，針對(duì)非均質(zhì)性強(qiáng)的陡坡帶砂礫巖體創(chuàng)新性地構(gòu)建了基于多組分的時(shí)間平均方程科學(xué)求取巖石縱橫波速度。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的基于多組分的砂礫巖體速度重構(gòu)方法的一具體實(shí)施例的流程圖；

圖2為本發(fā)明的一具體實(shí)施例中礫石組分含量與速度擬合關(guān)系示意圖；

圖3為本發(fā)明的一具體實(shí)施例中砂級(jí)碎屑組分含量與速度擬合關(guān)系示意圖；

圖4為本發(fā)明的一具體實(shí)施例中實(shí)鉆井橫波速度預(yù)測(cè)圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉出較佳實(shí)施例，并配合附圖所示，作詳細(xì)說(shuō)明如下。

如圖1所示，圖1為本發(fā)明的基于多組分的砂礫巖體速度重構(gòu)方法的流程圖?；诙嘟M分的砂礫巖體速度重構(gòu)方法是借鑒wyllie時(shí)間平均方程，將巖石骨架擴(kuò)展為礫石、砂級(jí)顆粒碎屑、膠結(jié)物、雜基等參數(shù)項(xiàng)，并通過(guò)求取各巖石組分含量及相應(yīng)的縱橫波速度代入相應(yīng)的參數(shù)項(xiàng)，即可求得準(zhǔn)確的砂礫巖體速度。

在步驟101，進(jìn)行圖像掃描，采集巖心礫石圖像。

在步驟102，進(jìn)行巖心薄片鑒定，獲取巖心微觀組分?jǐn)?shù)據(jù)。

在步驟103，獲取礫石、砂級(jí)碎屑、泥質(zhì)雜基及膠結(jié)物等各巖石組分含量，獲取巖石孔隙度。

在步驟104，選取典型的礫石、砂級(jí)碎屑顆粒、泥質(zhì)雜基及膠結(jié)物樣品，采用實(shí)驗(yàn)室?guī)r心樣品測(cè)試與趨勢(shì)擬合相結(jié)合的方法對(duì)模型中其各組分的速度進(jìn)行分析與確定。以礫石為例，首先通過(guò)選取典型礫石取心井段鉆取礫石樣品進(jìn)行測(cè)試，進(jìn)一步利用趨勢(shì)擬合的方法，得到礫石速度隨著礫石含量變化而變化的計(jì)算關(guān)系式，同樣的方法可以得到砂級(jí)組分速度隨砂級(jí)碎屑含量而變化的關(guān)系式，如圖2和圖3所示，膠結(jié)物及雜基等測(cè)試與擬合相結(jié)合的速度計(jì)算關(guān)系式。

在步驟105，建立基于多組分的擴(kuò)展時(shí)間平均方程。該方程包括5個(gè)參數(shù)項(xiàng)，即4個(gè)巖石組分參數(shù)項(xiàng)和1個(gè)孔隙流體項(xiàng)，由于流體不傳播橫波，橫波速度不包括流體項(xiàng)，因此包括4個(gè)參數(shù)項(xiàng)，每一項(xiàng)均為該組分的含量與其速度之比。

式中：vprock與vsrock分別為砂礫巖體的縱橫波速度，vpg、vsg是礫石的縱橫波速度，vpm、vsm是泥質(zhì)雜基的縱橫波速度,vpc、vsc是膠結(jié)物的縱橫波速度，vps、vss是砂級(jí)顆粒碎屑的縱橫波速度；ag是礫石含量，am是泥質(zhì)雜基含量，ac是膠結(jié)物含量，as是砂級(jí)顆粒碎屑含量；φ是孔隙體積，vpl是孔隙流體速度。各種組分含量之間的關(guān)系滿足下式：

ag+as+ac+am+φ＝100％(式3)

另外，由于組成礫石的巖石成分不是單一的，因而在上述關(guān)系中對(duì)礫石的速度vpg、vsg也按照礫石母巖成分的不同進(jìn)行計(jì)算。礫石組分中巖漿巖、變質(zhì)巖和沉積巖巖屑均有發(fā)現(xiàn)，因此，礫石速度的計(jì)算必須參考巖屑中不同類(lèi)型巖屑含量，如下式：

1/vpg＝cg/vpg+cm/vpm+cc/vpc(式4)

1/vsg＝cg/vsg+cm/vsm+cc/vsc(式5)

式4、式5右邊三項(xiàng)中，cg、cm、cc分別表示巖漿巖、變質(zhì)巖、碳酸鹽巖礫石的百分含量，vpg、vpm、vpc分別表示巖漿巖、變質(zhì)巖、碳酸鹽巖礫石的縱波速度，vsg、vsm、vsc分別表示巖漿巖、變質(zhì)巖、碳酸鹽巖礫石的的橫波速度。根據(jù)不同巖屑成分及其含量，利用公式(式4)、(式5)可計(jì)算得到礫石的縱橫波速度。

其中：

cg+cm+cc＝100％(式6)

103、104步求得的各組分含量及速度代入方程即可對(duì)巖石的速度進(jìn)行求解計(jì)算。

在步驟106，利用所建立的砂礫巖體時(shí)間平均方程進(jìn)行實(shí)際井的速度計(jì)算與檢驗(yàn)，并利用該方程對(duì)無(wú)井區(qū)進(jìn)行縱橫波速度的預(yù)測(cè)。利用本速度重構(gòu)方法可以建立針對(duì)砂礫巖體的橫波速度預(yù)測(cè)公式(式7)，對(duì)實(shí)際井的橫波速度進(jìn)行了試算，與直接利用castagna理論模型計(jì)算得到的結(jié)果對(duì)比，本方法模型預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際測(cè)井橫波速度更為接近，尤其是砂礫巖體發(fā)育段(2725-2880m)模型預(yù)測(cè)結(jié)果更為接近實(shí)際橫波測(cè)井曲線，如圖4所示，圖中1為原始測(cè)井曲線，2為本方法預(yù)測(cè)結(jié)果，3為castagna模型預(yù)測(cè)結(jié)果，說(shuō)明該方法模型更為客觀合理。

vs＝0.5919*vp+171.68(式7)

流程結(jié)束。

本發(fā)明中的基于多組分的砂礫巖體速度重構(gòu)方法，充分考慮了砂礫巖體非均質(zhì)性強(qiáng)的特點(diǎn)，從砂礫巖的沉積組構(gòu)研究入手，系統(tǒng)開(kāi)展巖石力學(xué)性質(zhì)的測(cè)試分析，構(gòu)建了適用于陡坡帶砂礫巖的巖石物理模型，將影響其巖石物理性質(zhì)的多種組分賦予相應(yīng)的權(quán)重進(jìn)行綜合計(jì)算，合理的確定不同沉積相帶地層速度，為其精細(xì)勘探和開(kāi)發(fā)提供有效指導(dǎo)，具有極大的理論意義和社會(huì)意義。