基于Xu-White模型横波速度预测的误差分析

在砂泥岩剖面中,基于Gassmann方程和Xu-White岩石物理模型,利用常规测井资料及实验室岩石物理数据进行横波速度估算。模型中考虑了泥质砂岩中基质性质、泥质含量、孔隙度大小和孔隙形状以及孔隙饱含流体性质对岩石速度的影响。综合分析了模型中沙、泥岩和孔隙流体弹性参数以及孔隙纵横比等输入参数的误差对预测横波速度精度的影响。数值模型试验表明,在Xu-White模型中采用变化的孔隙纵横比估算出的横波速度远远比采用固定孔隙纵横比估算出的横波速度准确。     

采用Xu-White模型进行横波预测影响因素分析

砂泥岩的Xu-White模型常被用于横波预测,该模型综合考虑了砂泥岩中的泥质含量、孔隙度及孔隙形状、孔隙饱含流体的性质等对岩石速度的影响。为了深入了解泥质含量、含水饱和度、砂岩孔隙纵横比对Xu-White模型横波预测影响因子的大小,建立了三个气水模型进行试验并分析。结果表明:误差影响权重由高到低依次为泥质含量、砂岩孔隙纵横比、含水饱和度。运用综合考虑三个误差因素的改进Xu-White模型进行横波预测的结果与实测资料吻合性良好。     

基于Xu-White模型的横波速度预测

在叠前地震属性分析和叠前地震反演中,若缺失横波信息,将会降低解释精度,对油气勘探造成不利影响。因此,预测横波速度就显得十分重要。与各种预测横波速度的方法相比,Xu-White模型综合考虑孔隙度、密度、泥质含量等因素的影响,符合砂、泥岩地层的实际情况,具有较高的预测精度。但由于砂、泥岩孔隙纵横比难以在实验室测得,使Xu-White模型的应用受到限制。在对Xu-White模型研究的基础上,通过引入模拟退火算法和粒子群算法寻求最优解,避免了搜索过程陷入局部极小解,提高了横波速度预测的精度。该方法在大港油田的实际资料处理中取得了较好的效果。     

岩石物理模型在横波速度估算中的应用

岩石物理模型是进行岩石物理研究、求取横波速度的重要基础。利用Xu-White砂泥岩混合模型,通过岩心测试数据、纵波和密度曲线、泥质百分含量及孔隙度测量得到岩石骨架的体积模量和剪切模量,然后计算不同流体及流体饱和度下岩石的有效弹性模量,进而计算出纵、横波速度。经过与实测密度、纵波资料的对比,调整参数循环迭代计算,得到最终横波速度。利用岩石物理模型估算横波速度,解决了平湖油气田放鹤亭构造常规测井缺乏横波资料的难题,为AVO正演模拟、叠前AVO/AVA同步反演提供了可靠的基础数据。     

塔中地区ZG5-7井区横波速度的预测

纵、横波速度是储层岩性、物性和流体识别的重要参数,而实际生产中往往缺乏横波速度资料,因此,开展横波速度预测已成为岩石物理研究的重要内容。目前横波预测中普遍使用的是Greenberg-Castagna经验公式,但其在塔里木盆地塔中地区ZG5-7井区应用效果不佳。针对上述问题,充分利用已钻井的纵波速度、地层密度、泥质含量、孔隙度、含水饱和度等常规测井资料以及岩石骨架和流体的各种弹性参数,构建了流体置换的Xu-White模型,用来求取横波速度。该区６口井的横波曲线拟合的实验结果表明：Xu-White模型预测的横波速度与实测横波速度高低趋势一致,其相关系数最高达到0.970 9,完全能满足横波弹性反演和油气预测的需要。结论认为,Xu-White模型不仅适用于碎屑岩储层的横波速度预测,同样在碳酸盐岩的横波速度预测中也能取得良好的应用效果。     

基于等效弹性模量反演的横波速度预测方法

为了有效地解决常规的基于Xu-White模型的横波速度预测方法中基质矿物的弹性模量难以准确设定的问题,本文提出了一种新的基于等效弹性模量反演的横波速度预测方法。该方法首先设定单个测井深度点的干岩石的泊松比和基质矿物的等效体积模量的取值范围和初始值,然后采用两种不同的流体项计算方法从两个不同的角度对相同的流体项进行反演求解,反演出最优的干岩石的泊松比、基质矿物的等效体积模量和等效剪切模量,再采用基于简化的Xu-White模型估算横波速度。实例计算结果表明,文中方法以基质矿物的等效弹性模量为研究对象,通过减小目标参数的个数,有效地提高了横波速度估算的精度和可靠性。     

玛湖地区横波预测方法优选及其对岩石力学参数计算的影响

针对实际生产中缺乏横波速度这一重要的地球物理参数,且利用经验公式计算精度不高的问题,以玛湖地区为例,通过对横波预测理论模型的筛选和分析,最终选择Xu-White模型,考虑地质沉积背景和埋深,利用岩石矿物成分、孔隙度及流体成分曲线,进行横波速度曲线的计算,在此基础上分析了横波速度预测精度对岩石力学参数计算结果的影响。经过实测偶极声波资料、岩心实验室力学测量数据和压裂施工数据的检验,Xu-White模型与常规经验公式计算的结果相比,精度大幅度提高,在玛湖地区百口泉组砂砾岩地层具有显著的普适性。该技术在岩石力学参数的准确计算以及砂砾岩致密油压裂方案设计等应用中取得了较好的效果,对玛湖地区致密油开发的地质工程一体化研究具有重要的意义。     

复杂岩性储层横波速度预测研究——以四川盆地A油田为例

测井横波速度是进行地震资料反演的重要原始资料,但很多老井区缺乏横波测井资料。针对此问题,以A油田侏罗系珍珠冲段复杂岩性储层为研究对象,进行两方面研究:(1)将储层等效为具有一定形状的多种矿物颗粒、孔隙及其中流体的混合物,基于自适应(SCA)岩石物理模型,联合Gassmann方程、Wood方程建立速度预测流程;(2)针对包含两种岩性(砂岩和泥岩)岩石的Xu-White岩石物理模型扩展为针对包含多种矿物岩石的岩石物理模型(称为多矿物扩展Xu-White岩石物理模型)。A油田侏罗系实际数据中的应用表明,多矿物扩展Xu-White模型的速度预测结果优于Xu-White模型;基于自适应模型的速度预测结果优于多矿物扩展Xu-White模型。     

砂泥岩地层横波测井曲线预测方法研究

基于早期开发井普遍缺乏横波测井资料的现实,分别讨论了基于Greenberg-Castagna公式、近似Gas-smann方程和Xu-White模型等3种方法在砂泥岩地层预测横波测井曲线的基本思路,给出了相应的计算流程。以某油田开发井横波时差测井曲线预测为例,通过实测横波测井资料的对比,分析了3种方法在砂泥岩地层的应用效果。结果表明,Greenberg-Castagna公式法简单实用,经过流体校正后在砂泥岩地层的应用效果较好;近似Gassmann方程法和Xu-White模型法相对复杂,对输入参数进行优化将有助于提高横波速度预测的精度。     

基于流体替换的横波速度反演

在叠前弹性阻抗反演中,由于常常缺乏横波时差测井资料,导致叠前AVO分析和反演不能正常进行。针对该问题,在流体替换的基础上,综合利用纵波速度、密度、岩石骨架、流体饱和度、泥质含量等弹性参数,通过Xu-White模型来计算横波速度。利用该方法对TP区块的S102井和T750井的砂泥岩地层进行了横波时差曲线计算,结果表明,该方法的计算效果较好,与实测曲线符合度高,具有良好的推广应用价值。     

基于基质矿物模量自适应提取横波速度反演方法

鉴于运用Xu-White模型时基质矿物模量(体积模量和剪切模量)取值较为困难,本文通过引入干岩石泊松比(σdry),借助Gassmann-Boit-Geertsma方程,提出-种改进基质矿物体积模量的自适应提取方法。在提取基质矿物体积模量的同时,也提取基质矿物剪切模量,从而有效地解决了取值问题,使得利用Xu-White模型准确反演横波速度成为可能。实际资料表明,基于基质矿物模量自适应提取的横波速度反演方法,不仅可以保证基质矿物模量的取值精度,而且能够提高反演横波速度的精度,反演与实测横波速度的相对误差不超过7%,误差均值仅为1.389%。     

横波预测技术在苏里格气田储层预测中的应用

横波资料的缺乏严重制约了苏里格气田A区储层岩性、物性及流体识别等工作的开展,以往横波预测结果精度低,识别能力差,已不能满足储层预测需求。为此,基于地质、钻井、测井、地震等资料,针对苏里格气田A区上古生界砂泥岩地层的实际情况,确定了构建Xu-White模型所需的各项岩石物理参数,进行了横波预测研究,结合岩石物理分析、叠前弹性参数反演等技术实现由点到面的储层预测,获得的预测横波曲线与实测横波曲线吻合度较高。结果表明:①使用纵横波速度比、剪切模量以及拉梅模量/剪切模量、体积模量/剪切模量可有效划分砂、泥岩,利用拉梅模量/剪切模量—纵波阻抗、体积模量/剪切模量—纵波阻抗、泊松比—纵波阻抗交会等是识别流体的有效手段;②利用文中方法预测的盒8段储层、气层厚度与实钻数据误差小,储层分布与该区地质规律一致。     

基于修正Xu-White模型的碳酸盐岩横波速度估算方法

在许多实际地球物理资料中往往缺失横波速度信息,这给叠前地震属性分析和叠前地震反演均带来不利影响。如今针对碎屑岩地区的横波速度预测方法已日趋成熟,而针对碳酸盐岩地区的研究相对较少。本文基于经典Xu-White模型,从岩石物理角度构建出一种适用于碳酸盐岩的修正Xu-White模型;然后类比于Pick-ett、Castagna等建立的碳酸盐岩纵横波速度经验公式,建立了更适用于碳酸盐岩地区的经验公式;将该经验公式和修正Xu-White模型应用于实际碳酸盐岩地区的横波速度预测,对预测结果进行的对比分析证实,修正Xu-White模型具有更高的横波速度预测精度。     

虚拟孔隙度优化Xu-White模型法预测横波速度

纵、横波速度和密度是连接岩石各种物理性质与地震波勘探的桥梁,是储层岩性、物性和流体分析识别的重要参数.在实际工作中只有极少数井进行了横波速度测井,甚至没有横波资料,而利用横波速度可以得到泊松比、拉梅模量等反映流体性质的物理量,减少地震振幅解释的多解性,这种情况下,就需要预测横波速度.文中在Xu-White理论模型的基础...     

横波速度拟合技术在苏里格气田的应用

横波速度是进行叠前参数反演的必要条件,因此,横波速度的精度会直接影响叠前反演结果的精 度。获取横波速度信息的方法较多,但适用条件差异较大。在准确求取目的层段各岩石矿物成分的基础 上,首先利用已知的矿物弹性模量、纵横波速度区间及多种岩石物理模型来获取纵横波速度,再通过对多 个模型拟合结果的对比,优选出了适合于苏里格气田砂泥岩地层的横波速度拟合模型。实际应用结果表 明,该方法提高了合成横波速度的精度。     

基于Xu-White模型的优化测井横波速度预测技术研究与应用

为了减小Xu-White模型参数提取误差对预测精度的影响,在理论研究的基础上,通过引进虚拟孔隙度变量和非线性优化算法,形成了一种基于Xu-White模型的优化测井横波速度预测技术,并建立了应用流程.虚拟孔隙度变量能够较好地容纳Xu-White模型因砂、泥孔隙的扁度和骨架等参数提取所带入的误差,进而提高其预测精度.该技术在渤海湾地区实际资料处理应用中取得了较好的效果.     

基于深度前馈神经网络方法的横波速度预测

针对横波速度预测问题,在分析经验公式法和岩石物理建模法优缺点的基础上,结合横波速度预测原理,提出基于深度前馈神经网络方法（DFNN）进行横波速度的预测。研究从纵、横波速度关系入手,详细阐述了DFNN方法应用于横波速度预测的可行性,并介绍了该深度学习方法的基本原理;选择声波时差、密度、中子孔隙度、泥质含量、孔隙度5个储层参数与横波速度进行深度神经网络训练,建立可靠的横波速度预测模型。将该模型应用于不同研究区的横波速度预测,结果表明基于DFNN方法预测横波速度能够有效提高预测的精度和效率,适用范围广,可以为叠前AVO分析、叠前反演提供可靠的横波数据,具有较高的实际应用价值和推广意义。     

基于孔隙分类理论的自相容模型横波速度预测方法

岩石物理建模是求取横波速度的重要手段之一,针对勘探开发过程中缺少横波速度资料的情况,研发了一种基于等效自相容近似(SCA)模型的碎屑岩地区横波速度计算方法。首先基于孔隙分类理论计算碎屑岩中含束缚水的无效孔隙大小;然后将无效孔隙作为岩石基质成分进行建模;再利用有效孔隙建立岩石骨架并进行流体饱和计算;最后在实测纵波速度约束下,通过调整岩石基质各组分大小迭代计算横波速度。试验结果证明,该方法预测四川盆地碎屑岩地区横波速度的精度较高,有一定的推广意义。     

利用有效应力进行横波预测及其应用

横波预测往往建立在大量假设条件下,给计算带来了较大不确定性。采用基于地震岩石物理模型预测横波速度的方法,无须预先预测干岩样弹性模量,选择控制岩石体积模量的参数作为回归变量,不存在对典型未知参数的不可靠假设条件,减少了人为原因造成的误差。鉴于研究区域地层疏松,采用有效应力作为回归变量,相比无有效应力时,预测横波速度更为精确。利用校正后3口井实测横波与预测5口井横波资料,进行波阻抗反演、纵横波速度比反演,计算结果均反映出了关键砂层组。孔隙度反演结果与测井孔隙度曲线吻合较好,而泥质含量反演效果在某种相对意义上趋势也是合理的。综合孔隙度、泥质含量反演结果,可用于评价砂岩相对含量,进而可为钻井优选有利目标。     

利用流体置换的Xu-White模型计算横波速度

在叠前弹性阻抗反演中,由于常常缺乏横波时差测井资料,导致不能准确地计算岩石的泊松比。针对这一问题,充分利用井的纵波时差、地层密度、泥质含量、孔隙度、含水饱和度等常规测井资料以及岩石骨架和流体的各种弹性参数等构建流体置换的Xu-White 模型,用以计算横波时差。将该方法应用于MBTL 地区M 区块的PMNA-001 井以及另一F 区块的F18B-29 井、F18B-116 井的横波时差的计算,结果表明,与实测横波时差相比,误差较小,完全能满足横波弹性反演和油气预测的需求。