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各向异性介质岩石物理模型及应用研究

原宏壮  
【摘要】: 岩石物理模型是连接测井数据、地震属性与储层参数的纽带,岩石物理模型精确与否将直接影响测井解释与地震解释的精度。目前,大多数岩石物理模型属于半经验模型,对岩石描述不够准确,而且其中绝大部分岩石物理模型只适用于各向同性岩石。而地下有些岩石各向异性程度较高,并不能用各向同性岩石物理模型来近似,因此建立一个适用性强的各向异性岩石物理模型有较大的理论和实用价值。基于各向同性自洽模型、微分有效介质模型与流体替换理论,提出了各向同性泥质砂岩双重孔隙有效介质模型,对Xu-White模型进行了改进。应用各向同性有效介质模型预测岩石纵横波速度与实测数据吻合,与Xu-White模型相比具有更高的精度。在各向同性有效介质模型的基础上,综合应用各向异性自洽模型、微分有效介质模型与Brown-Korringa模型,建立了纯泥岩的各向异性有效介质理论,改进了Hornby各向异性有效介质理论。将各向异性有效介质理论推广至泥质砂岩,提出了泥质砂岩双重孔隙有效介质理论。泥质砂岩中,应用各向异性有效介质模型分别计算纯泥岩与纯砂岩两部分弹性参数,再利用各向异性微分有效介质模型将纯泥岩与纯砂岩结合起来,并模拟了孔隙纵横比、泥质含量等因素对岩石弹性参数的影响。通过与各向同性有效介质模型数值结果比较,发现各向异性有效介质模型对于岩石的描述要优于各向同性有效介质模型。应用双重孔隙各向异性有效介质模型分别对三种不同泥质分布形式的泥质砂岩进行了数值模拟,考察了不同分布形式的泥质对泥质砂岩的影响,分别建立了相应的各向异性有效介质模型,并对三种分布形式的泥质对泥质砂岩各向异性的影响进行了分析。根据泥质分布选择相应的有效介质模型能更准确的计算泥质砂岩的弹性参数。将各向异性有效介质理论与岩石物理诊断计算相结合,来计算测井数据中的横波时差,通过计算与已知横波时差曲线对比说明估算结果精度较高。针对复杂储层的流体识别这一热点问题,首次应用有效介质模型与岩石物理诊断技术通过流体替换来计算岩石在不同流体条件下,岩石弹性属性的不同响应,如纵波速度、纵横波速度比。将计算得到的岩石响应与实测曲线进行对比,进行流体识别,应用于现场资料效果良好。


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