井中重力正演方法与研究.pdfVIP

中国地球物理2011 ·603· (17)油气田与煤田地球物理勘探 井中重力正演方法研究 Theresearchonboreholeforwardmethod gravity 骆迪+刘展 LuoDiLiuZhan 中国石油大学(华东)地球资源与信息学院青岛266555 1．引言 井中重力测量是通过在一系列井中测点停放井中重力仪从而探测重力随深度变化(即重力垂直梯度) 的一种井中地球物理方法，其目的在于研究地球质量和地球平均密度。井中重力具有成本低、无污染的特 点，且相对于地表重力测量，井中重力仪可以深入到场源内部，因此能够检测到场源引起的微小的重力变 化。近年来，随着重力测量精度与分辨率的不断提高，井中重力测量已经成功的应用于油气勘探、储集层 评价、储层监测及流体性质识别等方面。重力对密度异常体的响应特征是井中重力测量的基础问题之一， 重力异常将被反演成地质数据，如岩性变化、孔隙带分布等等，这些离不开重力对引起地层密度变化的各 种可能响应的充分认识，因此在井中重力资料反演工作中离不开正演工作的开展。本文对二维井中重力正 演方法进行了研究，提出了基于场源内部理论的二维井中重力正演计算方法。 2．二维井中重力正演计算方法 井中重力仪深入到地表以下，随着深度的增加将无限接近场源，当重力仪深入到场源内部时，需将场 源进行二次分割，即①场源相对于重力仪水平位置被分成了上、下两部分，即‰和％一，这两部分场源 产生方向相反的重力效应，即‰产生方向向上的重力效应，％一产生方向向下的重力效应；②重力仪深 入到场源内部时，相当于测点与场源距离，．=0，此时，基本重力计算公式失效，则假设测点周围密度均匀， 以测点为中心取边长为2口的正方形，将场源分成两部分‰和K。，圪。在测点外部，K。在测点内部。经过 i。和％。wn。。由于重力的正方向垂直向下，则 二次分割，该场源被分割成四部分，即‰in％，Vd。wn 由场的叠加原理得该场源的重力效应为： 堍I一堍Ilp一。一堍l‘P．i。+堍姗。一。+蝇蚋n．i。 其中，△gu。蹦和蛔。wn。。利用多边形截面重力计算公式，假设测点为坐标原点，则： 其中，G为万有引力常数，or为场源体的剩余密度，刀为多边形的边数，(瓢m)为多边形第k个顶点的坐 标为，k=l，2，…，，l：假设选取边长为2口的正方形对场源进行第二次分割，则通过公式推导，得： z培出。。加一-g。胁一Go(2aIn2a2—2aln日2—4a+口2刀’) 由于二者重力方向相反，因此由场的叠加原理得： 峨一2Gcr(2aIn2a2—2alna2-4a+a2万) 3．模型试算及应用效果分析 为了验证本文方法的有效性，设计了单矩形模型、双矩形模型、密度变化的三矩形模型、背斜油藏模 型和断层油藏模型等，以剩余密度大于0的单矩形模型为例，当测点深度h=0时，重力异常agO，且随着 深度的增加△g逐渐增大，当测点处于模型上边界时，△g达到最大，随着h继续增大，Ag逐渐减小直至达 到一个平衡点使ago，随后继续减小，当测点位于模型下边界时，△g达到负的最大绝对值。模型的试算 结果表明，本文正演计算方法能够正确的反映重力异常随深度的变化规律，当模型密度变化时，能够准确 的检测出密度所引起的重力变化。 参考文献 【l】曾华霖．重力场与重力勘探【M】．北京：地质出版社，2005：114~141． 【21L．A．拜尔．井中重力测量的解释与应用【M1．北京：石油工业出版杜，1988：1-71 【3】姚敬刚．重力测井【M】．北京：石油工业出版杜。1994：l～146．