[发明专利]一种碳酸盐岩岩石物理参数地震反演方法

摘要

本发明提供了一种碳酸盐岩岩石物理参数地震反演方法，属于石油地球物理勘探领域。本方法包括(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；(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。

主权项

一种碳酸盐岩储层物性参数地震反演方法，其特征在于：所述方法包括：(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，所述地层弹性参数M包括纵波速度、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)得到的统计岩石物理模型，对储层物性参数进行随机模拟，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)得到的地层弹性参数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，建立相应的统计岩石物理模型：M＝fRPM(R)+ε；其中，R为储层物性参数，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；fRPM代表函数关系岩石物理模型，ε为统计岩石物理模型的模型误差，其服从零均值的截断高斯分布，基于统计理论计算统计岩石物理模型的模型误差ε的方差和截断值；对于碳酸盐岩，其函数关系岩石物理模型fRPM是通过函数关系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：Kma=12(KmaV+KmaR)]]>其中，Kma代表碳酸盐岩骨架弹性模量，KmaV=Σi=1nciKmai]]>是Voigt提出的n个组分的等效弹性模量的上限，KmaR=Σi=1nciKmai]]>是Reuss提出的n个组分的等效弹性模量下限，Kmai是第i种组分的弹性模量；ci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，干岩骨架的体积模量和剪切模量分别为：Kd＝Km(1‑φ)pUd＝Um(1‑φ)q其中，Kd和Ud分别是孔隙度为φ时的干岩骨架体积模量和剪切模量，Km和Um分别是岩石基质的体积模量和剪切模量，p和q是一组只与纵横比有关的系数，与溶洞、裂缝、粒间孔隙体积分量及孔隙纵横比成正比；③通过Wood方程计算孔隙流体体积模量：1Kf=Σj=1mfjKj]]> 其中，Kf为混合流体体积模量，Kj为单相流体体积模量，fj是相应的单相流体饱和度；④基于体积平均计算含饱和流体岩石的体积密度ρ：ρ=(1-φ)Σi=1nciρmai+φΣj=1mfjρfj]]>其中ρfj为单相流体体积密度，fj是相应的单相流体饱和度；ci和ρmai分别是第i种组分的体积含量和体积密度；⑤基于Gassmann‑Biot‑Geertsma模型给出饱和岩石的弹性模量并计算纵波速度Vp和横波速度Vs：Vp2=1ρ[Kd+43Ud+(1-KdKs)(1-φ-KdKs)1Ks+φKf]]]>Vs2=Kdρ]]>其中，Ks是饱和流体体积模量；通过步骤①至⑤实现了根据地层的储层物性参数R计算得到地层弹性参数M，即完成了函数关系岩石物理模型标定，得到碳酸盐岩的函数关系岩石物理模型fRPM；所述步骤(3)中是采用马尔科夫链蒙特卡罗抽样Metropolis Hastings抽样算法，结合步骤(2)得到的统计岩石物理模型，对储层物性参数R进行随机模拟，得到的随机模拟结果{Rl,Ml}l＝1…L，具体包括：①假定储层物性参数R的先验分布服从多维高斯分布：式中，N代表多维高斯分布，和分别为多维高斯分布的均值和协方差矩阵，NR为统计岩石物理模型中，储层物性参数变量的个数，权重系数αk满足：基于EM算法获取高斯混合模型的储层物性参数估计；②基于储层物性参数先验分布，利用马尔科夫链蒙特卡罗抽样Metropolis Hastings抽样算法对储层物性参数进行随机模拟,得到储层物性参数的随机模拟结果{Rl}l＝1…L，结合统计岩石物理模型M＝fRPM(R)+ε，得到储层物性参数和地层弹性参数的综合随机模拟结果{Rl,Ml}l＝1…L；其中，L代表马尔科夫链蒙特卡罗随机抽样次数,l表示第l次随机模拟。