基于等效介质理论的碳酸盐岩储层地震数值模拟

（ 成都 理 工大 学 地球探 测 与信 息技 术教 育部 重点 实验 室 ， 成都 ６０ ５） １ ０ ９
摘
要 ：综合考 虑 碳 酸 盐 岩 储 层 孔 隙度 、 隙 类 型 对 储 层 物 性 参 数 的 影 响 ， 常规 的 Ｘ — 孔 对 ｕ
Ｗ ｈｔ 模 型等 效介 质理 论进 行 了改进 ， 用 Ｋ—Ｔ 理论 增 加 多种 不 同类型 的 孔 隙（ｍ 间孔 隙 、 ｉ ｅ 采 ｑ粒
后采 用声学 波动方 程 ＿ ， ７ 进行 地震数 值模 拟 。 Ｊ
地震 数值 模 拟 而 言 ， 须 考 虑 不 同孔 隙类 型 的影 必
响。常规的各向异性 的弹性波方程ｌ ， ＿ 虽然可以进 ２ ］ 行小 尺度 的不 均匀各 向异性介 质 的数 值模 拟 ， 但是
其计 算 复杂 ， 拟 记 录 波型 复 杂 ， 模 且模 拟记 录信 噪
第３卷 第４ ４ 期
物探 化探 计 算技 术
２１年７ Ｏ２ 月
文章 编号 ：１ ０— １ ４ （０ ２ ０ － ０ ０ － ０ Ｏ １ ７ ９ ２ １ ）４ ４ ６ ５
基 于等 效 介质 理 论 的碳 酸 盐岩 储 层 地 震 数 值 模 拟
熊晓军， 贺振华， 林 凯， 黄天俊
基金 项 目：国家 自然稿 日期 ：２ １ 一 Ｏ — ２ ０１ ８ ９ 改 回 日期 ：２ １ 一Ｏ 一Ｏ Ｏ２ ３ ８
在描 述孔 隙岩 石 中， 中一 相 为 岩 石骨 架 ， 其 另
一
相 为孔 隙 流 体 。Ｘｕ —Ｗｈｔ［ ｉ 建立 了一 个用 于 ｅ
储层 的地震数值模 拟流程 ： 采 用改进 的 Ｘ 先 ｕ～
因素 ［ 。 目前 ， 隙度 对储层 物性参 数 的影 响 已经 １ ］ 孔 得到 了大 家 的普遍 认 同 ， 即相 同基 质 成 份 条件 下 ，
孔隙度越大， 其等效参数值越小。但是 ， 对于孔 隙
类型 的研究 却 相对较 少 。最新 的研究成 果表 明 ： 对
４期
熊晓 军等 ： 于等效介 质 理论 的碳 酸 盐岩储层 地震 数值 模拟 基
４７ ０
预测粘土～砂 岩混合物 中弹性 波性质模型。在该
模 型 中 ， 虑 了泥 质对 岩石 弹性 属性 的影 响 。为 了 考 理 解流 体 和岩性 变化 对岩 石弹性 波 速度 的影 响 ， 建 立 了泥 质砂 岩有 效 介 质模 型 。ｘ —Ｗｈｔ 模 型 利 ｕ ｉ ｅ 用 Ｋｕ ｔｒ Ｔ ｋ ６ 模型 和 ＤＥ 模 型 ＿来 计算 干 ｓｅ－ ｏ ｓ ｚ Ｍ ３ 岩石 的弹性 模量 ， 然后 采用 Ｇａｓ ｎ ｓｍａｎ模 型 预测 渗
比低 ， 不易直 接得 到实 际可用 的地震 记 录 。熊 晓军
１ 等效介 质理论
１ １ ＸＵ—Ｗｈｔ 模型等 效 介质理 论 ． ｉ ｅ
等ｌ 针对 裂缝 储层 ， 出 了基 于 Ｈｕ ｓｎ等效介 质 提 ｄｏ 理 论 的地震数 值模 拟方 法 ， 究裂 缝储 层 的波场 为研 特 征提 供 了一 种新 的思 路和方 法 。但 是 ， 由于该 方
尽 管碳 酸盐 中的岩石 比较 干净 ， 但在 这里 保 留 泥质部 份孔 隙 ， 主要是 考虑 到这 样 的孔 隙分类 能够
应用于碳酸盐岩～砂泥岩混合环境 。
在 实 际应用 中 ， 于 碳 酸 盐 岩储 层 ， 对 主要 考 虑
粒 问孔 隙 、 刚性孔 隙 ， 以及 裂缝 （ 微裂 缝 、 裂纹 、 微 微
于孔 隙度 一定 的碳酸 盐岩储 层 ， 其速度 差异 可 以达 到接 近 ４ 的变 化［ 。因此 对 于碳 酸 盐 岩储 层 的 Ｏ １ ］
ｗｈｔ 模 型等 效介 质理论 ， 算 出碳 酸盐 岩储层 的 ｉ ｅ 计 等效参 数 ， 将各 向异 性储 层 转 换 为 均 匀介 质 ； 并 然
刚性 孔 隙 、 隙等 ） 得 到 了一 种新 的 改进 的 Ｘ —Ｗｈｔ 模 型等 效介 质理 论 ， 裂 ， ｕ ｉ ｅ 并提 出 了一 套新 的
适 用于碳 酸 盐岩储 层 的地 震数 值模 拟 方 法 。该 方 法 首先采 用改进 的 Ｘ —Ｗｈｔ 模 型 等 效介 质 ｕ ｉ ｅ
理论 ， 来计算碳酸盐岩储层的等效参数 ， 将各向异性的储层转换为均 匀介质 ； 然后再采 用声学波 动 方程进 行地震 数值模 拟 。模 型试验 的结果 表 明 ， 该方 法不仅 计算 效率 高 ， 而且 可 以得 到 高信噪
比的模拟 记 录 ， 主要 地层 的反射 波 场特征 与弹性 波 方程 数值模 拟 完全 一致 ， 一种 简单 高效 的 其 是
适 用 于碳 酸 盐岩储层 的地 震数值 模拟 方 法。
关键 词 ：碳 酸盐岩储 层 ； —ｗｈｔ 模型 ； 效介 质 ；数值模 拟 Ｘｕ ｉ ｅ 等 中图分类 号 ：Ｐ ６ １ ４ ３ ． 文献标 识码 ：Ａ Ｄ ：１ ． ９ ９ｊｉ ｎ １ ０ —１ ４ ． ０ ２ ０ ． ７ ＯＩ ０ ３ ６ ／．ｓ ． ０ １ ７ ９ ２ １ ． ４ ０ ｓ
法 采用 Ｈｕ ｓｎ理论 ［进行 等 效介 质 的参数计 算 ， ｄｏ ２ ］
０ 前 言
对 于碳 酸盐 岩储层 而言 ， 了孔隙度 是 主要 的 除 影 响 因素外 ， 隙类型 或形状 是 另一个重 要 的影 响 孔
所 以仅适用 于裂缝 介质 。 作者 在深入 研 究 各种 等 效 介 质 理论 的 基础
上 ， 常 规 的 Ｘｕ Ｗｈｔ 型 （ 对 — ｉ ｅ模 只针 对 粒 间孔
隙） 进行 了改进 。使 用 Ｋ—Ｔ理论 Ⅲ增加 多种 不 同 ６ ］ 类 型 的孔 隙 ， 而 得 到 了新 的改 进 的 Ｘｕ 从 —ｗｈｔ ｉ ｅ 模 型等 效介 质理论 ， 它可 以有效 地计算 出碳 酸盐 岩 储 层 的等 效 参 数 。此 外 ， 合 改 进 的 Ｘｕ 综 —ｗｈｔ ｉ ｅ 模 型等 效介 质理论 ， 作者 还提 出 了适 用 于碳 酸盐 岩