AVO地震反演中文培训

SAMPLEIMAGEAVO地震反演培训2第一部分–内容AVO概述-----------------------------------------------------------------4理论：岩石物理&流体替换建模--------------------------------------------21练习1：TheColonyGasSand–横波估算及流体替换----------------58理论：AVO理论&建模----------------------------------------------------103练习2：TheColonyGasSand–合成记录及AVO建模-----------------123理论：地震数据的AVO属性分析----------------------------------------------146练习3：TheColonyGasSand–计算AVO属性-----------------------174理论：对AVO属性做交汇图---------------------------------------------193练习4：TheColonyGasSand–AVO属性交汇分析------------------2313第二部分–内容理论：AVO反演-弹性阻抗反演理论：AVO反演-Lambda-Mu-Rho反演理论：AVO反演-联合(同时)反演练习1：TheColonyGasSand–联合反演练习2：GulfCoastExercise1练习3：GulfCoastExercise2理论：AFI：AVO不确定性分析理论：总结4AVO处理概述•这份PPT简单扼要地介绍了地震振幅随偏移距的变化，或称为AVO；•简单回顾地震解释已经发生的一些变化；•为何AVO技术是解释烃类异常的重要的先进工具；•最后展示AVO响应为何与油气藏的岩石物理紧密相关。5地震剖面以上地震剖面显示了加拿大Alberta白垩系浅层的地震数据.你如何解释这个剖面呢?6构造解释可能首先关注630ms-640ms有意义的地震同相轴,已经拾取和解释的H1。1970年以前地震解释员只关心构造,可能在CDP330位置定一口井.7气井位置在这个例子中，她是正确的！在这个位置打到了成功的气井。以上显示的是声波测井曲线，时深转换后显示在地震剖面上。气藏的顶底如图中的黑线显示。8“亮点”但是这是一次幸运的猜测，单独的构造不能显示气藏的存在。70年代的地球物理师们确定井的位置是依据地震剖面上可以看见“亮点”,如图所示.9何为“亮点”?要理解“亮点”，先看零偏移距的反射系数的定义，如以上图所示R0，对应的是地震的波峰。注意到它与密度ρ和速度V的乘积有关，这个乘积称为声阻抗。112211220VVVVR地震路径深度为d的地质界面1V12V2t在时间为t=2d/V1地震反射地质地震地表地震子波泥岩气砂岩10右边的数据取之于Gardneretal.(Formationvelocityanddensity-Thediagnosticbasicsforstratigraphictraps:Geophysics,1974)显示在浅层泥岩和砂岩存在很大的速度差别。论文还证实速度和密度的关系大约可以用以下公式表示ρ=0.23V0.25因此在浅层气砂岩应该有大的反射或“亮点”出现。浅层泥岩和气砂岩的速度差别.11AVO方法不幸的是,“亮点”的出现除了有气砂岩外，也可能是由于岩性的变化引起的。这就使的80年代的地球物理开始使用叠前数据进行研究。对于某些类型的气砂岩(第三种类型)，随偏移距的增加振幅变大。首先是由Ostrander预测的。(其论文为Plane-wavereflectioncoefficientsforgassandsatnonnormalangles-of-incidence：Geophysics,1984)。12什么造成AVO响应?如上图所示，道集中的不同地震道来自于不同的入射角q地震信号，反射系数作为角度的函数是对零偏移距反射系数增加了第二项：20sin)(BRR123地表反射层1VP1VS12VP2VS2B是梯度,是它产生了AVO响应.它与密度,P波速度VP,以及横波速度VS有关.Zoeppritz13为何横波速度很重要?梯度与密度和横波速度有关。左图解释了为何横波速度有影响，图中显示了纵波和横波速度与油藏中的气饱和度的函数关系，注意到纵波速度剧烈的变小，但横波速度只是缓慢地增加(原因?).后面的章节将进行全面的讨论。14AVO建模根据AVO理论和油藏的岩石物理,我们可以计算AVO正演模型，如上图所示。注意到正演的模型与偏移距道集相当吻合。还注意到泊松比是Vp/Vs的函数，后面的章节讨论。P-waveDensityS-wavePoisson’sratioSyntheticOffsetStack15Biot-Gassmann方程岩石物理研究开发了一些方法使得我们可以对不同流体饱和度正演出测井曲线。在我们的软件包中这个过程称为FRM：流体替换建模。（无横波怎么办？）然后对不同的流体情况创建合成道集并判断该油气藏是否适宜于做AVO分析。BRINEGASOILINSITU正演油气藏顶底振幅.16AVO属性Intercept:AGradient:B利用AVO属性分析大数据体的地震数据,寻找烃类异常区域。17属性的交绘图AVO分析方法之一是将零偏移距的反射系数(A)和梯度(B)进行交绘,如左图显示.如下图所示,突出的区域对应于气砂(粉红)顶部,气砂底部(黄色)和气砂层之下的硬条纹(蓝色).Gradient(B)Intercept(A)18NearInversionAVO反演FarInversion将AVO反演和AVO分析结合起来进行分析是一个非常重要的识别油气藏的手段19AVO方法总结输入NMO动校正后的道集处理分析反演正演截距、梯度属性部分叠加Zoeppritz波动方程法交绘图LMR弹性阻抗联合反演20结论•地震解释通过多年的演化，已经从精确的构造解释到“亮点”识别，到利用AVO直接进行碳氢检测；•本课程将对前述简短介绍中展现的思想进行详细描述；•接下来将开始更仔细地讨论岩石物理的原理；•然后讲解AVO正演；•最后看在实际地震数据上如何进行AVO分析；•每个章节,我们都先学习理论然后学习实际操作。SAMPLEIMAGE岩石物理&流体替换正演22孔隙流体Pores/Fluid基质RockMatrixAVO响应受孔隙型储层的纵波速度、横波速度及密度的影响，如下所示，这涉及到基质、孔隙、及孔隙中的流体的性质。岩石物理基础23)S1(ρSρ)1(ρρwhcwwmsat.,,subscriptswaternhydrocarbomatrix,saturated,wsat,m,hc,saturationwaterwSporosity,density,ρwhere:下图进行解释.对密度的影响因素可用以下方程来描述:密度24DensityvsWaterSaturation-Porosity=33%Densities:Oil=0.8Gas=0.0011.71.81.922.12.200.10.20.30.40.50.60.70.80.91WaterSaturationDensityOilGas密度含气情况衰减快25P波和S波速度不象密度，地震速度包含了作为时间函数的岩石变形。如下图所示，岩石体可以被压缩，改变它的体积和形状，或被剪切只改变形状而不改变它的体积。只改变形状改变形状和体积26P-wavesS-waves这就导致有两种不同类型的速度:P波（压缩波）粒子运动方向和波传输方向一样S波（剪切波）粒子运动方向和波传输方向成90度角P波和S波速度272VPsV=第一拉梅常量,=第二拉梅常量,=密度.P波和S波速度最简单的方程是从非孔状、各向同性的岩石中求得。这个就是用拉梅系数表示的方程:用和表示的速度方程2834KVPsVK=体模量，或者叫作压缩系数的倒数（reciprocalofcompressibility）μ=剪切模量,第二拉梅常数,ρ=密度.另外一种常用的方程是用体模量或剪切模量来描述:用和表示的速度方程292222SPVV此处以上方程的反推，可以通过泊松比反求出VP与VS的比值:1222观察VP与VS的比值通常是用泊松比的方法,泊松比定义为:泊松比30Vp/VsvsPoisson'sRatio-0.2-0.100.10.20.30.40.5012345678910Vp/VsPoisson'sRatioGasCaseWetCase泊松比与VP/VS比值31IfVP/VS=2,则=0IfVP/VS=1.5,则=0.1(气藏)IfVP/VS=2,则=1/3(含水)IfVP/VS=,则=0.5(VS=0)泊松比有几个重要的泊松比和VP/VS比值需要记忆：32)S(tSt)(ttwhcwwmsat11但以上方程对含气状态不适合，需要求解新的速度方程。Vtwhere/1速度的影响因素可以通过体平均方程来描述:孔状岩石的速度33VelocityvsSwwithVolumeAvg.Eq.Por=33%,Voil=1300m/s,Vgas=300m/s10001500200025003000350000.10.20.30.40.50.60.70.80.91WaterSaturationVelocity(m/sec)OilGas利用体平均方程的速度与饱和度的关系34satsatsatsatPKV34_satsatsatSV_注意sat是由前面讨论的体平均方程式计算的体平均方程应用于气藏，结果是不准确的。Gassmann(1951)和Biot(1956)提出了流体饱和状态岩石中更为完整的波传播理论，即利用饱和状态的体模量和剪切模量替换以上通常的方程以求取P波和S波速度：Biot-Gassmann方程35Biot-Gassmann方程要理解Biot-Gassmann方程，我们要更新前面的图表，增加“饱和状态岩石”概念(包含现场的流体)和“干岩石”概念(流体被排干)岩石基质孔状和流体干岩框架或骨架(孔隙间是空的)饱和状态岩石(孔隙中充满流体)36drysat干岩石的剪切模量饱和岩石的剪切模量drysat在Hampson-RussellAVO软件包中，Biot-Gassmann分析是通过FRM(流体替换建模)来完成的。首先看一些原理，然后考虑实际使用FRM选项时需要考虑的一些问题。在Biot-Gassmann方程中，如果孔隙度不变，那么饱和度变化时剪切模量不改变:Biot-Gassmann–剪切模量《1》372211mdrymflmdrydrysatKKKKKKKKMavkoetal,在TheRockPhysics手册中,对以上公式重写，给出更简单的公式:)(flmfldrymdrysatmsatKKKKKKKKKsat=饱和岩石；dry=干岩框架；m=岩石基质；fl=流体；=孔隙度.(1)(2)Biot-Gassmann体模量方程如下:Biot-Gassmann–饱和体模量《2》38Ksandstone=40GPa,Klimestone=60GPa.现在分析在Biot-Gassmann方程中如何估算各种体模量，先计算固体岩石基质的体模量。值是以(GPa)为单位，等于1010dynes/cm2。固体岩石基质的体模量Km通常都是从岩心钻探样本(试验室)测量所公布的数据中得来，标准值有:岩石基质体模量Km39hc11Batzle和Wang，1992给出了估算水、气、油体模量的方程。论文名：SeismicPropertiesofPoreFluids,Geop