基于精確Zoeppritz 方程的儲層流體識別

摘要： 流體識別對于儲層的預測至關重要。在各向同性介質中，Russell 流體因子的獲取主要基于Zoeppritz 方程近似公式的反演或者彈性參數間接計算，然而，基于近似公式的反演容易受到小入射角和低對比度等假設的干擾，影響反演精度。為此，提出了一種基于精確Zoeppritz 方程的儲層流體識別方法。首先，將精確Zoeppritz方程重新改寫為包含Russell 流體因子、泊松比和密度的形式；其次，在貝葉斯反演框架下構建了流體因子、泊松比和密度同時反演的目標函數；最后，通過迭代重加權最小二乘法（IRLS）對反演目標函數進行非線性求解。合成數據和實際工區(qū)數據測試結果均表明，所提方法能夠有效識別流體。該方法可為儲層流體預測、儲層流體標定工作提供新的研究思路。

關鍵詞： Zoeppritz 方程，流體因子，貝葉斯，疊前反演

中圖分類號：P631 文獻標識碼：A DOI：10. 13810/j. cnki. issn. 1000‐7210. 2024. 06. 017

0 引言

油氣儲層的精準識別一直是勘探地球物理學關注的重點[1‐2]。準確的流體識別可以為儲層的含油氣性預測提供關鍵的信息，提升勘探成功率[3‐5]。因此，如何從地震資料中挖掘蘊含的流體信息一直是儲層地球物理學家重點研究的方向。

流體因子是儲層流體預測的關鍵參數。自Smith 等[6]首次給出流體因子的定義以來，流體因子反演廣受關注。受此啟發(fā)，學者們提出了各種形式的流體因子[7‐10]，其特點也各有不同。基于Biot ‐Gassmann 理論，Russell 等[11]引入干巖石縱橫波速度比的平方，將Gassmann 流體項改寫成為縱橫波阻抗加權形式，提出了新的流體因子，也被稱為經典的Russell 流體因子，其削弱了孔隙度對流體識別的影響，具有靈敏的流體識別效果。這是第一個具有明確物理意義的流體因子。Russell 流體因子可以對儲層的含油氣性進行準確的判斷，是油氣儲層精確識別的重要手段[12‐13]。除此之外，地下儲層復雜多樣，僅依靠流體因子識別儲層存在局限性，泊松比是橫向應變與縱向應變比值的絕對值，可以很好地反映巖石的物理性質與儲層的流體信息。因此，綜合Russell 流體因子和巖性信息可以提高儲層識別的準確性[14]。