基于Gassmann方程的流体替换流程.pdf

《基于Gassmann方程的流体替换流程.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、长江大学学报(自然科学版)2009年3月第6卷第1期:理工#180#JournalofYangtzeUniversity(NatSciEdit)Mar12009,Vol16No11:Sci&Eng基于Gassmann方程的流体替换流程林凯,贺振华(成都理工大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室,四川成都610059)熊晓军,黄德济[摘要]利用Gassmann等效介质理论定量分析了岩石物性参数和地震动力学参数之间的关系。结合部分岩石物理等效理论及经验公式,探讨Gassmann方程的3种流体替换流程。利用替换后目的层等效参数,能够为正演模拟替换层波场特征、实现由已知预测未知

2、和岩性预测及气水识别提供资料。[关键词]Gassmann等效理论;流体替换;岩性预测;气水识别[中图分类号]TE31[文献标识码]A[文章编号]1673-1409(2009)01-N180-02储层预测往往需要定量化岩石及其所含流体的物性与地震属性参数之间的关系,基于岩石弹性、粘弹性及各向异性等物理特性的系统理论和介质模型,来建立地震属性参数与储层特性参数之间的经验关系,利用流体替换后的模拟等技术,为地震资料解释提供资料,进而促进岩性识别和储层流体检测。而[1]Gassmanm方程是流体替换技术的理论支撑,为此,笔者对流体替换的3种流程进行探讨。1Gassmann等效介

3、质理论[2]Gassmann方程的基本假设条件是:¹岩石宏观上是均质的;º所有孔隙都是连通的;»所有孔隙都充满流体;¼研究中的岩石-流体系统是封闭的;½孔隙流体不对固体骨架产生软化或硬化的相互作用。在干岩石(不等同于空气饱和岩石,定义为孔隙压缩只导致骨架体积形变而不诱发孔隙压力的变化)的体积模量和孔隙度的关系如下:11<=+(1)KdryK0K<式中,K<是孔隙空间刚度;Kdry是干岩石有效体积模量;K0是基质矿物体积模量;<是孔隙度。[3]由Bettie功能互等定理可得饱和岩石体积模量和孔隙度之间的类似关系:11<=+(2)KsatK0K

4、UK<+Kfl。消去K<,即得:K0-KflKsatKdryKfl=+(3)K0-KsatK0-Kdry<(K0-Kfl)式中,Ksat是以有效体积模量为Kfl的孔隙流体所饱和岩石的有效体积模量。Gassmann方程的转换形式如下:2Kdry

5、,2007年大学毕业,硕士生,现主要从事地震正演与偏移方法方面的研究工作。第6卷第1期:理工林凯等:基于Gassmann方程的流体替换流程#181#[4]¹利用干岩样测量到的干骨架速度,计算基质矿物部分的体积模量K0和剪切模量L:2422K0=Q0vp-vsL=Q0vs3式中,Q0为基质矿物颗粒平均密度;vp为干骨架速度;vs为横波速度。[5]º利用Biot系数求取干岩石的有效体积模量Kdry。»利用Gassmann方程(4)求取饱和岩石的有效体积模量Ksat。¼求取等效密度Q等效=(1-<)Q0+

6、sat+L3Lvp等效=vs等效=Q等效Q等效3例1干骨架速度6237m/s,基质矿物颗粒平均密度2173g/cm,模型为石灰岩。孔隙度为8%时,含气饱和度100%。3等效后vp=51496km/s,vs=21898km/s,密度2156g/cm。通过替换可以定量化孔隙,孔隙中充满流体后,速度和密度同时降低。2)一致孔隙度下由饱和双相介质流体1岩石替换成饱和双相介质流体2岩石步骤如下:¹根据流体1饱和时测得的纵、横波速度和密度提取模量:2422K1=Qdryv1,p-v1,pL1=Qdryv1,s3º用Gassmann方程转换体积模量:K2Kfl,2K1Kfl,1-=-

7、K0-K2<(K0-Kfl,2)K0-K1<(K0-Kfl,1)式中,Ki(i=1,2)是饱和流体i岩石的有效体积模量;Kfl,i(i=1,2)是饱和流体i有效体积模量。»剪切模量保持一致:Q2=(1-<)Qdry+<2Qfl,2=Q1+<(Qfl,2-Qfl,1)¼转换密度:Q1、Q2分别是饱和流体1、2岩石的密度;Qfl,1、Qfl,2分别是流体1、2的密度。½重新求取速度:4Ksat+L23L2v2,p=v2,s=Q2Q23例2孔隙度0122,饱和状态1岩石vp1=3147km/s,密度2129g/cm;矿物1、2百分比分别是018