海拉尔地区凝灰质储层横波速度估算方法研究

石宁宁

(中石油大庆油田有限责任公司勘探开发研究院，黑龙江 大庆 163712)

海塔盆地白垩系下统南屯组储层为海拉尔地区主力油层之一，岩性主要为凝灰质粉砂岩，局部含有凝灰质砂砾岩。由于其砂岩厚度大，砂地比较高(在70%以上)，运用纵波速度无法有效区分油层与干砂层，但利用叠前反演技术得到的弹性参数可以进行区分[1-2]。运用叠前反演技术时必须具备横波速度数据，而海拉尔地区南屯组凝灰质储层横波速度资料十分稀缺，因而探讨横波速度估算方法显得十分重要。

1 横波速度估算流程

图1 横波速度估算流程图

针对海拉尔地区南屯组凝灰质储层，笔者采用岩石物理建模的方法估算井上缺失的横波速度数据。岩石物理建模的目的是为叠前反演提供横波速度，确定对储层流体变化比较敏感的弹性参数。研究表明，Xu-White岩石物理模型适用于孔隙度不大(小于30%)的地层横波速度计算[3-4]，由于海拉尔地区南屯组凝灰质储层为低孔、低渗储层，满足Xu-White岩石物理模型的适用条件，因而可以采用Xu-White岩石物理模型进行横波速度估算，其流程图如图1所示。

2 Xu-White岩石物理模型

2.1 岩石基质弹性模量计算

Xu-White岩石物理模型中岩石基质弹性模量是指砂岩、泥岩基质的体积模量、剪切模量和密度。Xu-White岩石物理模型中岩石基质只能是单种矿物，而海拉尔地区南屯组凝灰质储层砂岩存在多种矿物，针对上述问题，以试验室分析数据为基础，采用矿物含量百分比加权的方法来计算，即以一种平均矿物代替多种矿物。砂岩的体积模量、剪切模量和密度均采用百分含量加权的方法计算。

根据纯泥岩段密度测井数据可以计算泥岩密度。泥岩的体积模量、剪切模量计算是选取有纵、横波测井数据的井的纯泥岩段，根据纯泥岩段纵、横波速度和密度，采用如下公式计算[5]：

(1)

2.2 泥质含量计算

图2 中子-密度-自然伽马交会图

在Xu-White岩石物理模型中，泥质含量曲线是划分岩石岩性的重要参数，一般利用测井曲线通过计算得到[6]。通过测井曲线计算泥质含量的方法较多，在常规测井解释中一般采用自然伽马曲线计算储层泥质含量。海拉尔南屯组储层岩性主要为凝灰质粉砂岩和凝灰质砂砾岩，目前对凝灰质放射性的大小以及对自然伽马曲线计数的影响还没有定论。由中子-密度-自然伽马交会图(见图2)可知，自然伽马数值分布没有规律性，且自然伽马曲线数值增大方向与中子-密度交会的泥岩增加方向没有关联性，这表明凝灰质的存在对于自然伽马曲线具有一定影响。

针对凝灰质储层存在放射性异常的问题，采用对地层的天然放射性不敏感的中子和密度来计算泥质含量Vsh，计算公式如下[6]：

(2)

2.3 孔隙流体参数计算

孔隙流体参数是指空隙流体的弹性模量和密度。Xu-White模型中的孔隙流体为单相流体，为适应模型要求，在计算弹性模量和密度时将混合水、油等多相流体视为单相流体，采用Wood方程计算弹性模量[7]：

(3)

式中，Ko、Kw和Kf分别为油体积模量、水体积模量和混合流体体积模量，GPa；So、Sw分别为含油饱和度和含水饱和度，%。

采用单位体积模型方法计算孔隙流体密度，计算公式如下[8]：

ρ=φρf+(1-φ)ρd

(4)

3 估算结果

针对海拉尔地区南屯组凝灰质储层有横波速度资料的3口井，采用Xu-White岩石物理模型方法进行横波速度估算，并与实测纵横波速度、密度曲线进行对比分析(见图3)。由图3可见，估算的横波速度曲线(实线)与实测的横波速度曲线(虚线)吻合较好，两者的变化趋势一致；估算的纵波速度(实线)和横波速度(虚线)与实测的纵波速度和横波速度基本吻合，这表明各个层段岩石物理模型均比较合理。估算的密度曲线(实线)与实测密度(虚线)曲线吻合最好，这表明计算的泥质含量和孔隙度曲线能够反映地层真实特征。此外，对比分析估算横波与实测纵波，可以看出估算横波与实测纵波具有很好的相关性(见图4)。

图3 实测与估算曲线对比 图4 估算横波与纵波交会图

4 结论与建议

1)针对凝灰质储层，为减少储层放射性对岩石物理模型的泥质含量参数的影响，应采用中子-密度交会的方法来计算泥质含量参数。

2)利用Xu-White岩石物理模型估算横波速度的方法是切实可行的，可以为海拉尔地区南屯组凝灰质储层缺失横波资料井段的横波估算提供有效手段。

[参考文献]

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