本发明涉及油气勘探,具体涉及一种砂泥岩储层孔隙流体的识别方法。
背景技术:
1、岩石物理建模理论对于含油气储层的勘探和开发至关重要,它搭建了储层物性参数与岩石弹性参数之间的关系,是面向储层的地震反演研究的理论基础。基于岩石物理理论的岩性区分、孔隙度预测和流体识别等被广泛应用于地震勘探领域。在地震勘探中,通常通过构建流体因子来识别含油气储层,但是现有理论很少从岩石物理建模理论的角度分析流体因子的适用性。对于砂泥岩储层,由于砂岩中脆性矿物的存在,其更易发育裂隙,而裂隙通常被作为油气运移的有利通道和油气储集的可靠空间,因此,在储层解释中,相比与泥岩段,砂岩段更被大家关注,但是流体因子随泥质含量的变化规律还不清楚,需要开展针对性研究,构建新的流体因子,使其与泥质含量满足某一确定关系,从而提高流体识别精度。
2、相比于确定性反演,概率化反演不仅能够得到储层参数的最终预测结果,也可以对预测结果进行不确定性分析,来评估预测可行性。但是储层物性复杂,储层参数之间存在耦合关系,在概率化反演中,通常假设储层参数服从某一特定分布,制约着储层参数的预测精度和描述可靠性。
3、现有流体因子和预测方法存在以下问题:1、现有流体因子的提出未从岩石物理机理的角度分析其适用性;2、现有流体因子未分析储层岩性的影响,这制约着目标砂岩储层中流体的有效识别;3、现有流体因子随泥质含量的变化规律不清楚;4、确定性反演不能对预测结果进行不确定性分析,需开展概率化预测,但是现有概率化预测框架通常假设储层参数服从某一特定分布,制约着预测结果和可靠性。
技术实现思路
1、本发明目的在于提供一种砂泥岩储层孔隙流体的识别方法,以解决现有的流体因子随泥质含量的变化规律不清楚以及预测精度低的问题具体技术方案如下:
2、本发明提供一种砂泥岩储层孔隙流体的识别方法,包括如下步骤:
3、步骤一、通过测井资料获取砂泥岩储层孔隙流体的基本参数,其中:基本参数包括砂岩体积模量、砂岩剪切模量、泥岩体积模量、泥岩剪切模量、水的体积模量、气的体积模量、泥质含量、孔隙度和含水饱和度;
4、步骤二、基于考虑岩性约束的储层参数后验概率预测框架计算新流体因子,具体包括:
5、s2.1:基于步骤一的基本参数构建适用于砂泥岩储层的岩石物理模型;
6、s2.2:基于岩石物理模型获得储层参数,其中:储层参数包括常规流体因子和储层岩石的剪切模量;
7、s2.3:基于贝叶斯理论构建考虑岩性约束的储层参数后验概率预测框架;
8、s2.4:根据储层参数后验概率预测框架,并利用mcmc mh算法求取储层参数的最大后验概率解;
9、s2.5:构建新流体因子,并基于储层参数的最大后验概率解计算得到新流体因子;
10、步骤三、基于步骤二得到的新流体因子对砂泥岩储层孔隙流体进行识别。
11、可选地,所述s2.1包括:
12、s2.1.1、构建考虑多种孔隙包裹体影响的饱和岩石刚度矩阵具体公式如下:
13、
14、其中:为干岩石刚度矩阵;i指岩石中的第i种成分,i=0指背景矿物,i≥1为包含物;φi为第i种成分的含量;n为包裹体的总数;φ*为所有包含物的含量,即总孔隙度。i为单位矩阵;si0为背景矿物与包含物有关的eshelby张量,s0为球状包含物对应的eshelby张量;σi为孔隙流体压力;c0为背景基质的刚度矩阵,cv为孔隙包裹体的等效刚度矩阵,其公式如下:
15、
16、其中:ζ为趋于0的极小值,ζ0,kf为流体体积模量,其公式为:
17、
18、其中:kw和kg分别为水和气的体积模量,sw为含水饱和度;
19、s2.1.2、基于一种孔隙结构和两种孔隙连通性假设,对饱和岩石刚度矩阵进行等效得到适用于砂泥岩储层的岩石物理模型。
20、可选地,所述s2.1.1中,干岩石刚度矩阵的具体公式如下:
21、
22、背景基质的刚度矩阵c0的具体公式如下:
23、
24、其中:k′为岩石背景基质的体积模量,μ′岩石背景基质的剪切模量;
25、岩石背景基质的体积模量k′的具体公式如下:
26、
27、其中:k′sand为砂岩体积模量,ks′hale泥岩体积模量;sh为泥质含量;
28、岩石背景基质的剪切模量μ′的具体公式如下:
29、
30、其中:μs′and为砂岩剪切模量,μs′hale泥岩剪切模量。
31、可选地,所述s2.1.2具体包括:
32、s2.1.2.1、将孔隙空间分为连通孔隙和不连通孔隙,则由饱和岩石刚度矩阵得到公式一:
33、
34、其中:φc为连通孔隙含量,φd分别为不连通孔隙含量;sc0为与连通孔隙有关的shelby张量,sd0不连通孔隙有关的shelby张量;σc为连通孔隙流体压力,σd为不连通孔隙流体压力;
35、s2.1.2.2、将孔隙结构考虑为一种等效孔隙纵横比,则由公式一得到公式二:
36、
37、s2.1.2.3、对公式二进行简化得到岩石物理模型,具体公式为:
38、
39、其中,l*为中间量,具体公式为:
40、
41、等效后的干岩石刚度矩阵具体公式为:
42、
43、其中:φ*=φc+φd。
44、可选地,所述s2.2中,常规流体因子f的表达式为:
45、
46、其中:m为储层岩石的纵波模量;μ为储层岩石的剪切模量;γdry是与干岩石骨架有关的项,具体公式如下:
47、
48、其中:为等效后的干岩石刚度矩阵第一行第一列对应的元素,为等效后的干岩石刚度矩阵第四行第四列对应的元素;
49、储层岩石的纵波模量m的表达式为:
50、
51、其中:为饱和岩石刚度矩阵第一行第一列对应的元素;
52、储层岩石的剪切模量μ的表达式为:
53、
54、其中:为饱和岩石刚度矩阵第四行第四列对应的元素。
55、可选地,所述s2.5中的新流体因子f1的计算公式如下:
56、
57、可选地,所述s2.3中考虑岩性约束的储层参数后验概率预测框架p(m,lith|d)的具体表达式为:
58、p(m,lith|d)∝p(d|m,lith)p(lith|m)p(m);
59、其中:m为储层参数,lith为岩性,观测数据d为地震角道集数据去子波后的地层反射系数;p(d|m,lith)为储层参数m和岩性lith到观测数据d的条件概率;p(lith|m)是通过测井资料统计出的储层参数与岩性的关系;p(m)为储层参数m的先验概率;p(d|m,lith)是高斯噪声假设下正演算子g(m)与观测数据d组成的似然函数,具体公式如下:
60、
61、其中:σ为地震噪音方差;正演算子g(m)为由常规流体因子、储层岩石的剪切模量和密度构建的线性avo表达式,具体公式如下:
62、
63、其中:vp为纵波速度,vs为横波速度;ρ为密度,θ为入射角度;δf是反射界面上下层的流体因子差,δμ是反射界面上下层的储层岩石的剪切模量差,δρ是反射界面上下层的密度差。
64、可选地,所述s2.4包括:
65、s2.4.1、随机生成新的初始储层参数m0和初始岩性lith0,取t=1,并令m=m0,lith=lith0;
66、s2.4.2、根据储层参数后验概率预测框架计算得到后验概率p(m,lith|d);
67、s2.4.3、利用mcmcmh算法的判别法则,若后验概率p(m,lith|d)条件下的m和lith满足概率要求,则保留当前的m和lith,并令t=t+1,返回至s2.4.1中直至t=n结束循环,得到储层参数m的n个后验概率密度解;若不满足概率要求,则采用更新公式对m和lith进行更新,并返回至s2.4.2;
68、s2.4.4、对储层参数m的n个后验概率密度解进行统计分析,出现概率最大的后验概率密度解即为储层参数m最大后验概率解。
69、本发明还提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序指令,当所述计算机程序指令被处理器执行时实现如上所述的砂泥岩储层孔隙流体的识别方法。
70、本发明还提供一种电子设备,包括:至少一个处理器、至少一个存储器以及存储在所述存储器中的计算机程序指令,当所述计算机程序指令被所述处理器执行如上所述的砂泥岩储层孔隙流体的识别方法。
71、应用本发明的技术方案,通过构建砂泥岩岩石物理模型,可以对常规流体因子从理论上进行分析,能够分析不同储层参数的影响;本发明中新流体因子为常规流体因子与剪切模量的比值,其中剪切模量不受孔隙流体影响,只受岩石背景骨架影响,能一定程度上消除了背景矿物的影响,从而更好地指示流体;本发明还采用了岩性约束的先验概率分布,考虑了岩性对不同储层参数的影响,减少了参数之间的耦合关系,有效提高储层参数预测精度,且能够明确与泥质含量的关系以提高流体识别精度;并采用的非线性反演方法为mcmc mh算法,可以对预测结果进行不确定性分析,有利于提高评价预测的可靠性。
72、除了上面所描述的目的、特征和优点之外,本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图,对本发明作进一步详细的说明。
1.一种砂泥岩储层孔隙流体的识别方法,其特征在于,包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的砂泥岩储层孔隙流体的识别方法,其特征在于,所述s2.1包括:
3.根据权利要求2所述的砂泥岩储层孔隙流体的识别方法,其特征在于,所述s2.1.1中,干岩石刚度矩阵的具体公式如下:
4.根据权利要求3所述的砂泥岩储层孔隙流体的识别方法,其特征在于,所述s2.1.2具体包括:
5.根据权利要求4所述的砂泥岩储层孔隙流体的识别方法,其特征在于,所述s2.2中,常规流体因子f的表达式为:
6.根据权利要求5所述的砂泥岩储层孔隙流体的识别方法,其特征在于,所述s2.5中的新流体因子f1的计算公式如下:
7.根据权利要求1-6任意一项所述的砂泥岩储层孔隙流体的识别方法,其特征在于,所述s2.3中考虑岩性约束的储层参数后验概率预测框架p(m,lith|d)的具体表达式为:
8.根据权利要求1-6任意一项所述的砂泥岩储层孔隙流体的识别方法,其特征在于,所述s2.4包括:
9.一种计算机可读存储介质,其特征在于,其上存储有计算机程序指令,当所述计算机程序指令被处理器执行时实现如权利要求1至8中任一项所述的砂泥岩储层孔隙流体的识别方法。
10.一种电子设备,其特征在于,包括:至少一个处理器、至少一个存储器以及存储在所述存储器中的计算机程序指令,当所述计算机程序指令被所述处理器执行如权利要求1至8中任一项所述的砂泥岩储层孔隙流体的识别方法。