不同厚度致密砂岩含气储层AVO响应特征分析

许江桥,邢占涛,王学斌

(1.中国地质大学 (北京)能源学院,北京100083;

2.中国石油集团测井有限公司吐哈事业部,新疆鄯善838202)

致密砂岩储层因低孔隙性和含气饱和度变化所产生的地球物理特征相对变化微弱,有利储(气)层预测一直是地震预测中的难点。本文研究中针对致密砂岩储层特点,利用实际测井井数据,通过AVO正演模拟建立储层含流体性质与AVO的关系,应用AVO的属性参数来对储层的含流体性质进行检测[1]。将地质模型和地震有机地结合起来,开展工区致密砂岩地震正演模拟研究,探索地层厚度、孔隙度、含气饱和度引起地震响应的一般性规律,对于指导地震勘探实践具有重要意义[2]。

1 AVO理论及含气砂岩分类

AVO作为一种含气砂岩的异常地球物理现象,最早在 20世纪 80年代初被 Ostrander发现[3]。这一现象表现为:当储层砂岩含气后,地震反射振幅随炮检距会发生明显的加大 (基于SEG标准极性)。因为AVO现象与含气砂岩的对应关系,从而引起勘探地球物理界广泛的重视。后续的研究[4-5]表明:这种异常现象并非一种特殊的形式,而是遵循Zoepp rittz早先所提出的地震反射波动力学方程式,从而对AVO现象的解释有了完整的理论基础。

从图1可以看出Castagna(1998)等人把含气砂岩共分为四类,第一类为正高阻抗差含气砂岩(G<0),第二类为近零阻抗差含气砂岩 (G<0),第三类为负高阻抗差含气砂岩 (G<0),第四类为负高阻抗差含气 (G>0)。

2 理论模型参数设计

首先我们要建立厚度模型,该模型是将储层的设定在井深为4001～5110 m之间,厚度由2m逐步递增到20m,其厚度增量为2m,间隔层为100m厚的泥岩。在模型参数设定中,我们把围岩的纵波速度定为5349m/s,密度为2.73g/cm3,泊松比为0.395;含气砂岩层的骨架纵波速度为5349m/s,密度为 2.73g/cm3,泊松比为 0.395。其中含气饱和度为100%,孔隙度为1%～6%,共有10个含气砂岩层,模型结构见图2～图12。

3 总结分析与建议

在含气饱和度为100、孔隙度从1%到6%变化的情况下,总结出厚度2～20m变化振幅随炮检距变化情况,划分出不同的含气砂岩分类[4]。

1)表面在孔隙度为1%～3%时,当厚度大于8m后,地震反射振幅随炮检距的变化才恢复正常响应,即表现为第Ⅲ类含气砂岩的AVO异常响应特征,AVO方法能分辨含气砂岩层的单层厚度应为8m。

图1 AVO砂岩分类图解 (Castagna,1998)反射系数随入射角变化[6]

图2 密度随含气饱和度变化

图3 泊松比随含气饱和度变化

图4 纵波速度随含气饱和度变化

图5 横波速度随含气饱和度变化

图6 孔隙度为1%～6%时变厚度模型的曲线

图7 变厚度2～20m振幅随炮检距变化图 (孔隙度为1%,含气饱和度为100%)

图8 变厚度2～20m振幅随炮检距变化图 (孔隙度为2%,含气饱和度为100%)

图9 变厚度2～20m振幅随炮检距变化图 (孔隙度为3%,含气饱和度为100%)

图10 变厚度2～20m振幅随炮检距变化图 (孔隙度为4%,含气饱和度为100%)

图11 变厚度2～20m振幅随炮检距变化图 (孔隙度为5%,含气饱和度为100%)

图12 变厚度2～20m振幅随炮检距变化图 (孔隙度为6%,含气饱和度为100%)

2)表面在孔隙度为4%～5%时,当厚度大于6m后,地震反射振幅随炮检距的变化才恢复正常响应,即表现为第Ⅲ类含气砂岩的AVO异常响应特征,AVO方法能分辨含气砂岩层的单层厚度应为6m。

3)表面在孔隙度为6%时,当厚度大于4m后,地震反射振幅随炮检距的变化才恢复正常响应,即表现为第Ⅲ类含气砂岩的AVO异常响应特征,AVO方法能分辨含气砂岩层的单层厚度应为4m。

4)在以后AVO研究过程中,要加强AVO定量化的研究,以消除厚度对AVO预测精度影响,提高分辨率。

[1] 殷八斤,曾灏,杨在岩,著.AVO技术的理论与实践[M].北京:石油工业出版社,1995:1-2.

[2] 李永根,致密砂岩气藏叠前地震储层预测 [D].中国地质大学 (北京)优秀博士论文,2009:68-70.

[3] Ostrander WJ,Plane w aves reflection coefficient s fo r gas sands at normal angles of incidence[J].1 Geophysics,1984,49(10):1637-16481.

[4] Shuey R T,Amp lification of t he Zoepp ritzps equations[J]1 Geophysics,1985,50(4):609-6141.

[5] Rut herfo rd S R,William s R H,Amp litude versus off set variations in gas sands[J].1 Geophysics,1989,54(6):680-6881.

[6] Castagna,J.P.,Sw an,H.W..Framewo rk fo r AVO gradient and intercep t interp retation[J].Geophysics,1998,63(03):948-956.