修正威利時間序列聲波方程給出含氣地層嚴格解

作者：李鶴升（譯）

摘要：幾十年來，在地震解釋中一直用Gassmann方程來定量計算氣體對巖石速度慢化的影響。眾所周知，低含氣飽和度對速度慢化有巨大影響。在巖石物性分析方面，威利時間序列方程并不能通過簡單地調整氣／液混合物的流體傳播時間說明Gassmann方程的特性。 本文中把Gassmann方法應用到泥巖地層，速度慢化的影響與威利時間序列公式互相融合，這是通過把充液孔隙從充氣孔隙中分離出來實現的。求解Gassmann公式需要的參數是孔隙體積、液體體積、骨架體積、粘土體積及彈性模量。全部參數都可以查表或計算已知的液體成分和儲層壓力得到。 本方法包括計算泥巖地層孔隙度模型（最好用組合的中子／密度測井讀數）、流體飽和度和泥質含量。設計親水巖石模型和未侵入含氣地層模型，得出親水巖石和原狀氣層的假聲波縱波曲線。 已知未侵入地層中的流體是氣、水混合物，就可能確定氣、水流體混合物的“假傳播時間”，使它滿足傳統的威利時間序列方程。對于所有被調查的儲集層系統、所有的孔隙度和約為70％的泥質含量而言，氣體總容積和“假傳播時間”之間都有極好的雙曲線的關系。雙曲線的形狀和位置可以用從一個儲層變化到另一個儲層的三個常數定義，把這些常數近似結合進威利時間序列方程，建立一個氣體關系，修正后的威利方程精確地再現了Gassmann效果。天然氣飽和度為零時，氣體項變成零，威利時間序列方程回復到它原來的形式。 一個重要的事實是，在氣／液系統中，不能用聲波測井可靠地計算出孔隙度，除非單獨知道含氣飽和度。給出了五個儲集層實例，其中有四個碎屑巖地層和一個碳酸鹽巖層實例。

關鍵詞：含氣飽和度聲波方程時間序列地層模型GASSMANN方程嚴格解孔隙度模型流體飽和度

分類號： P618.11[天文地球—礦床學][天文地球—地質學]