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    烴源巖地震聲速模型:Gassmann模型與Backus平均(二)[1]Carcione José M,Helle Hans B Avseth Per

    2016-09-15 16:04:03杜常橋編譯
    山東化工 2016年14期
    關(guān)鍵詞:柔度干酪根張量

    杜 萌,杜常橋編譯

    (1. 成都理工大學(xué) 能源學(xué)院,四川 成都 610059;2. 中原油田分公司勘探開發(fā)研究院 信息技術(shù)研究所,河南 濮陽 457001)

    烴源巖地震聲速模型:Gassmann模型與Backus平均(二)[1]Carcione José M,Helle Hans B Avseth Per

    杜 萌1,杜常橋2編譯

    (1. 成都理工大學(xué) 能源學(xué)院,四川 成都 610059;2. 中原油田分公司勘探開發(fā)研究院 信息技術(shù)研究所,河南 濮陽 457001)

    烴源巖被描述為由伊利石和有機(jī)介質(zhì)(干酪根、油、氣)組成的橫向各向同性多孔介質(zhì)。油氣混合物的彈性體積模量由Kuster&Toksoz干酪根混合流體不飽和模型計(jì)算而得。假設(shè)油是包含在干酪根基質(zhì)中的。一般我們運(yùn)用Backus平均和Gassmann方程所描述的含有固體孔隙填充的各向異性介質(zhì)模型來計(jì)算頁巖的地震波速。在后一種方法中(Gassmann),干燥的巖石彈性常數(shù)是由Krief各向異性方程計(jì)算得到。本文進(jìn)一步解釋頁巖地震波速計(jì)算過程,通過wood平均的流體模型計(jì)算出的混合流體飽和度,計(jì)算最終頁巖地震橫縱波速。

    速度模型; Backus平均 ;Gassmann方程

    干酪根/液體混合密度:

    混合物密度:

    干燥巖石彈性常數(shù):

    Gassmann方程需要代入干燥巖石彈

    性常數(shù),Krief (1990)等人提出了一個(gè)簡單的方程:

    (6)

    在方程6中A是一個(gè)常數(shù),取決于巖石的類型??紫抖扰c臨界孔隙度在這里概念是一致的,因?yàn)樵谝欢ǖ目紫抖葧r(shí),模量應(yīng)該是非常小的(通常為0.4~0.6)(Mavko and Mukerji, 1998)。

    骨架性質(zhì)由Krief各向異性模型計(jì)算

    其中,A、B為常數(shù),變量A、B的作用是調(diào)整Krief指數(shù),進(jìn)而改變函數(shù)中地震波的相位。因?yàn)?和 描述的沿層面方向的波速, 和 沿垂直方向。如下面的例子A

    另一種從濕潤巖石數(shù)據(jù)中獲得干燥巖石彈性常數(shù)的方法是對Gassmann方程逆運(yùn)算,如下。濕潤巖石Backus平均速度:

    速度公式:

    其中下表P和S分別表示P波和S波,0和90分別表示沿層面和垂直層面?zhèn)鞑ァ?/p>

    體積密度:

    (10)

    濕潤巖石Gassmann速度:

    當(dāng)孔隙填充并且固體顆粒各向異性時(shí),Ciz and Shapiro (2007)從中計(jì)算得出不排水達(dá)標(biāo)張量:

    其中Ss是柔度張量的分量。愛因斯坦求和約定用粗體表示1、2、3標(biāo)號和矩陣。柔度張量SΦ由Ciz and Shapiro (2007)定義。由于骨架都是勻質(zhì)材料,SΦ=Ss;固體均為橫向各向同性,使用以下Voigt柔度和剛度公式:

    在高孔隙度的限制下,一般指超過50%,實(shí)驗(yàn)得出的干燥巖石的彈性指數(shù)為零。由于這個(gè)限制,式11化為:

    (12)

    即,Reuss平均的一般式。

    反推11式獲得干燥巖石的柔度張量作為不排水柔度張量函數(shù):

    該公式也可以用于通過使用校準(zhǔn)數(shù)據(jù)(地震、測井、實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù))獲得排水柔度張量。注意8公式中和分別是Reuss和Voigt平均。因此,根據(jù)式12,由Gassmann方程得出的第一剛度指數(shù)是通過假設(shè)干燥巖石剛度為0得來的。這說明使用13式中的Backus逆運(yùn)算得到的剛度,是因?yàn)樵?2式中,滿足干燥巖石剛度為0。

    [1] Carcione J M, Helle H B, Avseth P. Source-rock seismic-velocity models: Gassmann versus Backus[J].Geophysics, 2011, 76(5):N37-N45.

    (本文文獻(xiàn)格式:Carcione José M,Helle Hans B Avseth Per.烴源巖地震聲速模型:Gassmann模型與Backus平均(二)[J].杜 萌,杜常橋,譯.山東化工,2016,45(14):98-99.)

    2016-05-05

    杜 萌(1992—),女,河北廣平人,成都理工大學(xué)能源學(xué)院研究生,主要從事巖石物理研究。

    P631.4

    A

    1008-021X(2016)14-0098-02

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