何劍

摘 要：傳統(tǒng)的地震波理論認(rèn)為地下介質(zhì)由純固體組成，或把巖石骨架和所充填的不同流體等效成一種具有某一彈性參數(shù)的純固體，這就是目前常用的單相介質(zhì)理論。難以準(zhǔn)確描述地震波在含油氣地層中的傳播規(guī)律，采用這種理論進行油氣信息反演必然會帶來較大誤差。雙相介質(zhì)理論認(rèn)為地下介質(zhì)由固體和流體（包括氣體和液體）組成，它能更為準(zhǔn)確地描述含油氣地層中地震波的傳播規(guī)律，提高油氣檢測精度。

關(guān)鍵詞：巖石骨架；雙相介質(zhì)；流體；衰減

目前對于儲層參數(shù)的研究大多采用一個近似的方法——使用不同的巖石物理模型來映射地下真實模型?；陔p相介質(zhì)地震波理論的方法具有更合理的巖石物理假設(shè)，能更精確地描述地震波在含流體介質(zhì)中的傳播機理，因此合理應(yīng)用基于雙相介質(zhì)地震波理論的方法更有利于提高地震勘探的精度。Guidish（1992）用巖石物理模型反演儲層參數(shù)統(tǒng)計相結(jié)合的方法來近似儲層參數(shù)。Mukerji et al等將巖石物理學(xué)的基本概念，統(tǒng)計模式識別與地震反演和地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)方法進行量化，進行識別。Gassmann Biot理論已經(jīng)被證明是用來描述不同類型的巖石和沉積物中的一個有用的模型。然而，眾所周知，Biot理論并不能充分描述波的衰減和頻散在一些巖石表面中的應(yīng)用。Dvorkinand Nur（1993）提出力學(xué)機制的另一個重要的流固耦合-噴射流動機制相結(jié)合的模式，即BISQ模型。楊和張（2000）將BISQ模型擴展到一般各向異性介質(zhì)流固耦合中。聶和楊（2008）擴展彈性BISQ模型到粘彈性機制中。聶等人（2004b，2012）結(jié)合BISQ模型與等效介質(zhì)理論和擴展BISQ模型到部分飽和彈性多孔介質(zhì)。最近，BISQ模型擴展到多相流。在這些模型中有雙孔隙度模型（Pride和Berryman，2003），斑塊飽和度（White，1975），用流體周期性交替層（Gurevich等，1997； Carcione&Picotti，2006； Quintal et al，2011）。在這種模型中觀察到的地震P波衰減的計算值對應(yīng)于在實驗室條件下測量的高P波衰減值。在本文中，我們建議基于使用實際儲層參數(shù)構(gòu)建的儲層模型來估計多孔流體飽和介質(zhì)的P波衰減。對儲層的石油物理參數(shù)的評價顯示其層狀結(jié)構(gòu)。使用由Silin和Goloshubin，2010引入的Biot模型的漸近解，進行地震頻率下薄層儲層中P波所經(jīng)歷的衰減的計算。

1漸進分析

通過分析Biot介質(zhì)中的波傳播Silin&Goloshubin（2010）證明了地震波曲折和孔徑隨地震頻率的變化可以忽略不計。因此可以通過這中特性簡化Biot的方程，（1956b）得到地震波傳播的漸近解。漸近解可用于描述地震頻率下Biot介質(zhì)中的波動。其他輸入?yún)?shù)可以根據(jù)相關(guān)的巖石物理實驗獲得。Liu（2009）等人使用漸近分析進行的精確計算。因此，決定使用漸近分析以簡化計算和介質(zhì)參數(shù)估計的過程。

2模型及其結(jié)果

對介質(zhì)的計算P波透射系數(shù)的分析顯示其在可滲透界面的情況下對頻率的強依賴性。具體分析如下：

圖4 P波逆質(zhì)量因子對頻率的依賴性

影響地震波通過介質(zhì)傳播的介質(zhì)的色散特性導(dǎo)致總的透射和反射P波的變化。我們計算了介質(zhì)的P波反射系數(shù)以及非分散介質(zhì)（無衰減）情況下的P波反射系數(shù)。為了計算具有衰減的介質(zhì)的P波反射系數(shù)，認(rèn)為儲層是具有恒定厚度的均勻的。然而，由于儲層的分層結(jié)構(gòu)造成的透射損耗，地震P波在這種介質(zhì)內(nèi)部經(jīng)歷衰減。

反射系數(shù)的絕對值取決于介質(zhì)的分層結(jié)構(gòu)和固有性質(zhì)。

3結(jié)論

分析了油氣藏中發(fā)生的地震P波衰減。對代表這種儲層的多孔層狀流體飽和介質(zhì)的模型的漸近解顯示在地震頻率范圍（0-200Hz）下儲層區(qū)域內(nèi)的P波衰減的高值。對不均勻（分層）模型的傳輸和反射系數(shù)的估計說明了由于每個層間界面處的傳輸損耗而在分層結(jié)構(gòu)中傳播的P波的高衰減。由其分層結(jié)構(gòu)引起的實際儲層的異質(zhì)結(jié)構(gòu)改變了（地震頻率范圍0-200Hz）均勻介質(zhì)的反射系數(shù)幅度的10%的反射P波振幅。這種高的地震衰減值是根據(jù)反向品質(zhì)因數(shù)和相速度的計算值來估計的。兩個參數(shù)對信號的頻率具有非線性依賴性。

參考文獻：

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