[发明专利]一种碳酸盐岩岩石物理参数地震反演方法

说明书

技术领域

本发明属于石油地球物理勘探领域，具体涉及一种碳酸盐岩岩石物理参数地震反演方法，基于改进的Xu&White模型实现基于地震数据的多种碳酸盐岩岩石物理参数同时反演。

背景技术

随着油气勘探的不断深入，不断涌现新的勘探区块和新的领域，随着南方和西部大型海相油气田的陆续发现，使得海相碳酸盐岩油气勘探成为我国油气勘探的重要组成部分，因此碳酸盐岩储层及流体综合解释成为地球物理学家越来越关注的重点研究课题。

基于地震资料的储层预测及流体检测必须以岩石物理研究为基础。地震反射特征(振幅、相位和频率)与地下岩石的弹性性质直接相关，而地下岩石的弹性性质是由岩石本身的岩石物理性质(岩性、矿物组分、孔隙结构、饱和流体类型、成岩作用、压力、温度)决定的。测井及岩芯资料能够提供井点处的岩性、流体及储层物性条件等各类详细信息，且纵向分辨率高，基于测录井资料开展岩石物理研究可以建立地层岩石物理性质同地层弹性性质之间的对应关系，从而在叠前地震反演得到地层弹性参数的基础上进一步反演地层岩石物理参数。但这个关系通常是复杂的、非线性的，常规储层物性参数反演都是基于统计反演理论来建立两者之间的关系，比如模拟退火、遗传算法和神经网络方法等。这类方法由于完全基于统计的假定，进行黑箱反演使储层预测的可信度低，物理意义不明确，缺乏横向外推的理论依据，是一种完全基于数据的反演。而且这类反演方法对工区内井的数量的空间分布规律都有比较苛刻的要求，方法的适用性也受到一定的限制。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种碳酸盐岩岩石物理参数地震反演方法，针对现有岩石物理参数地震反演技术对于复杂储层存在的不足，重点围绕在碳酸盐岩岩石物理参数反演中由于岩石物理关系不明确导致的横向外推稳定性不足的缺点，通过研究适合碳酸盐岩的岩石物理模型，结合统计理论建立适合横向外推的统计岩石物理模型，利用随机模拟方法和非线性反演方法，综合应用地质、测井、地震资料，最终反演得到多种岩石物理参数，包括矿物含量、孔隙度和含流体饱和度等，其中矿物含量可以揭示岩性，而孔隙度和含流体饱和度可以对储层实现更加精细的评价。

本发明是通过以下技术方案实现的：

(1)基于叠前角度道集进行叠前AVO三参数反演，得到地层弹性参数M，所述M包括纵波速度、横波速度和密度，即M={纵波速度、横波速度和密度}；

(2)基于测井资料建立统计岩石物理模型；

(3)结合步骤(2)得到的岩石物理模型，对储层物性条件进行随机模拟，得到随机模拟结果；

(4)对步骤(3)得到的随机模拟结果进行贝叶斯分类模拟，得到后验概率分布，将步骤(1)得到的M作为反演的输入，找到具有最大后验概率分布的R即为最终的反演结果。

所述步骤(2)中统计岩石物理模型的建立需要针对目标储层的不同地质背景，建立相应的岩石物理模型：M=f_RPM(R)+ε

其中，R为岩石物理性质，包括孔隙度、含水饱和度、泥质含量、白云石含量和石灰石含量，即R={孔隙度，含水饱和度，泥质含量，白云石含量，石灰石含量}；f_RPM代表岩石物理模型，ε为模型误差，其服从零均值的截断高斯分布，基于统计理论计算模型误差ε的方差和截断值；

对于碳酸盐岩，其岩石物理模型f_RPM是通过岩石物理模型标定实现的，具体包括：

①利用Voigt-Reuss-Hill模型计算碳酸盐岩骨架弹性模量，具体公式为：

其中，K_ma代表岩石基质弹性模量，

是Voigt提出的n个组分的等效弹性模量的上限，

是Reuss提出的n个组分的等效弹性模量下限，K_mai是第i种组分的弹性模量；c_i为是第i种组分的体积含量，分别指泥质含量、白云石含量和石灰石含量；

②利用连续一阶差分理论实现等效模量计算，其体积模量和剪切模量分别为：

K_d=K_ma(1-φ)^p

U_d=U_ma(1-φ)^q