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2015 年 06 月 APPLIED GEOPHYSICS （应用地球物理） 第 12 卷，第 2 期 基于斑状饱和模型的储层渗透率地震响应特征分析//Seismic signatures of reservoir permeability: the patchy-saturation model, APPLIED GEOPHYSICS, 2015, 12(2), P. 189-198. DOI: 10.1007/s11770-015-0480-6 基于斑状饱和模型的储层渗透率地震响应特征 分析 ♦1 1 2, 3 郭智奇 ，刘财 ，李向阳 （1. 吉林大学地球探测科学与技术学院，长春 130026 ；2. 中国石油大学（北京） 油气资源与探测国家重点实验室，北京 1022493 ；3. 中国石油大学（北京）CNPC 物探重点实验室，北京 102249 ） 摘要：基于斑块饱和模型计算渗透率变化的地震反射特征，为流体流动性的地震 描述提供依据。基于传播矩阵理论设计反射系数与合成记录算法，实现了频率域 岩石物理模型与地震响应计算的无缝连接。斑块饱和储层地震响应包含如下动力 学信息：分界面处波阻抗差异、储层内部波的频散与衰减，以及顶底界面波的调 谐与干涉。模拟结果表明，渗透率的增加显著降低纵波速度，使其在高、低频弹 性极限之间发生频散。储层速度频散与层状构造共同导致反射系数的频变现象。 在储层与围岩波阻抗接近的情况下，地震响应对渗透率变化具有敏感性，对于不 同储层厚度，当围岩为高速页岩时，反射波叠加振幅随渗透率增加而增加；当围 岩为低速页岩时，叠加振幅随渗透率增加而降低。 关键词：斑块饱和模型，频散与衰减，渗透率，传播矩阵，AVO 引言 2004; Carcione and Picotti, 2006; Quintal, 2012)， 以及基于实验室测量的模型验证工作(Quintal et al., 2011; Tisato and Quintal, 2013) 。同时，基于斑 地震波传播过程中引起孔隙流体的流动 状饱和理论，Carcione 等 (2003) ，Masson and (wave-induced fluid flow)是地震频散与衰减现象 Pride (2007) ，Picotti 等 (2007) ，以及Wenzlau and 的主要物理机制。White(1975)和 White 等 (1975) Müller (2009)应用有限差分、有限元等方法进行 提出介观尺度(mesoscale ，即远大于孔缝尺寸且 波场数值模拟研究，计算并分析了斑块饱和介质 远小于地震波长) 的斑块饱和(patchy-saturation) 中速度频散和衰减对应的地震波传播特征。然 等效介质理论，描述与孔隙流体非均匀流动有关 而，斑状饱和理论涉及参数的数学关系较复杂， 的、地震频带内的速度频散与衰减。后续的研究