本发明涉及一种用地震资料描述油藏的方法，此方法是应用地震声阻抗，对油藏的孔隙度和含油饱和度做出准确的定量估算。 在一个地区勘探油气资源，钻探了少量的探井，且遇到了含油地层，为了用最少的投资达到最大的效益，在部署开发方案之前，就要对该油藏进行研究。除了确定油藏的空间分布外，更重要的是对储层物性进行研究，这样才能作出准确的资源量估计并指导开发。油藏描述正是针对这一目的而兴起的一项研究课题，此项发明也正是为油藏描述提供了这样一种方法。
随着勘探程度的深入，勘探的目标变得越来越复杂，而且更趋于寻找隐蔽油藏，随之也产生了许多的勘探新方法。在皮克特（picktt，1963）提出应用纵波速度和横波速度后，在此方面提出了许多新方法，如英国专利GB1，594，633;GB2，172，401A和美国专利US4，373，197;US4，375，092;US4，554，649;US4，562，558等，一些研究人员如奥迪特等（Audet et al，1982），多米尼科（Domenico，1984）和罗伯特逊等（J.D.Rcbertson et al，1985）都公开发表了各自的在综合应用Vp和Vs方面的成果。目前趋于成熟的技术则是振幅与偏移距（AVO）技术和背景法线分量（Background Normal）方法。在上述的一些方法中，其中一些在理论上还存在疑问，比如VpVs比的应用问题。而象AVO技术，它所利用地是含油气层顶底界面上反射系数随反射角的增大而增加，随之也就相应地形成了反射波振幅随偏移距的变化。它对浅部目的层的研究是有效的，但对中深部地层却遇到了一些困难，因为在一有限的排列长度内，近偏移距检波点和远偏移距检波点所接受深层反射波的入射角变化不大。
正当人们对横波资料的应用日趋深入的时候，对地震常规资料的应用却相对趋于落后，特别是从地质学（包括岩石学和矿物学）的角度研究导致岩石物性参数变化的影响因素和变化规律。值得庆幸的是，许多著名的研究人员在此方面还发表了一些重要的研究成果，如加德纳等（G.H.F.Gardner et al，1974，Geophysics Vol 39，No6），以及格里哥里（A.R.Gregory，1977，AAPG Memoir 26）。在方法上，象内多尔（N.S.Neidell，1985，AAPG Memoir 39），古迪西（T.Guidish）和迪拜尔（M.Debuyl）的SLIM方法（1988，Seismic Stratigraphy Atlas，和J.Petr.Tech.Vol 40，No4）等等。这些理论和方法都从不同的角度阐述了用地震方法直接找油的途径和制约条件。在方法创新上还有待进一步的深入。
本发明的目的是提供一种为确定油田开发方案描述油藏的方法，这种方法也可在勘探过程中预测油藏。实现此方法发明是通过对工区的沉积、构造和地震岩性基础进行综合研究后，应用地震声阻抗确定岩性和定量估算地层孔隙度和油层含油饱和度。
此方法发明的内容包括地质资料综合分析（含沉积和构造两部分），它的研究范围根据工区的实际情况而定，至少得有一定的泥岩样品做泥岩压实分析来确定地层参数;测井资料校正，合成地震记录与地震反射时间剖面的对比;校正后的测井资料与岩心资料的对比分析以确定地下岩层的测井参数与地表岩样的实验室测量参数之间的换算关系;求取地层背景速度序列和地层背景密度序列;再求其地层背景声阻抗序列，并求地层剩余声阻抗序列;对于特定地层的声阻抗，依据其所在层位和深度（或TO）将地层声阻抗分解成一个地层速度分量和一个地层密度分量。同样，用地层速度分量与地层背景速度和地层密度分量与地层背景密度求得一组地层剩余速度序列和一组地层剩余密度序列。综合应用这些地层剩余量来判断岩性。用双孔隙度法判断地层的含油水性是用一种方法从地层速度分量导出第一个视孔隙度Φav和另一种方法从地层密度分量导出第二视孔隙度Φaρ，用这两种视孔隙度的交会来确定特定地层的含油水性。对于一特定地层，用其双孔隙度的交会点与参考曲线的距离或两种孔隙度的比值K＝ (Φav)/(Φaρ) 来确定含油水饱和度，再依据地层速度分量和地层密度分量与K值的大小关系来确定地层（油层）孔隙度。
在地层孔隙度较大、地层孔隙被气体饱和或孔隙中的气油比很高时，K值的反应更为灵敏。
此项方法发明，综合地质学、勘察地球物理学和矿物学的方法，避免了单纯应用一方面的资料描述油藏所带来的不全面性。在现场的油藏描述中，单纯使用地质钻井资料，无法对井与井间的横向变化与井眼周围的外推做出准确估算，配合沉积和构造分析也只是凭研究人员的经验来内插和外推。单纯地使用勘察地球物理方法即地震勘探方法，大多是从岩石物性参数入手，建立各种数学模型，或许应用少量岩性分析资料，但也只是涉及地层的外延，即地层所表现的物性特征，而缺乏对地层的内涵，即地层所具有的本质进行深入研究，也就是说仅用地震资料研究油藏只是对油藏的第二性资料进行研究。虽然在一定程度上能解决油藏的横向变化问题，但在纵向上或成因上却存在缺憾;单纯使用矿场地球物理资料，即测井资料，能解决油藏的纵向分辨率问题，但受到测井仪器本身的限制，即横向探测深度问题，虽然配合地层倾角测井等新方法能对井眼周围一定范围的地层做出解释，但进一步的外推也只是凭想象而已。
在油气田勘探中，综合应用地质、地震和测井资料是艺术与技术的结合，此方法发明正是做到了这一点。本方法发明的优点在于：第一，不仅能对油藏作出准确的描述，而且还对其成因作出相应的解释，这是一种完整的因果关系完善;第二，在实现本方法发明的过程中，反复考虑同一物性参数，消除了单一和单次使用物性参数所带来得误差，使之更逼近于地下的真实情况;第三，本方法发明把地层孔隙度分别看成是地层速度和密度的函数，即将地层孔隙度随地层速度和地层密度的变化分别投影到孔隙度-速度平面和孔隙度-密度平面上，这就可使两种方法求导孔隙度的误差得以互补，并且孔隙度的计算是在含油饱和度计算之后，这就又使得估算的孔隙度更加准确;第四，此项方法发明不仅能应用于已知区描述油藏，而且还能应用于未知区预测油藏;第五，此项方法发明，还能提供一个地区地震旅行时与深度的关系，在缺少VSP和地震测井资料时，能用它来做地震时间剖面的时深转换和测井资料初步校正;第六，此方法发明自成体系，直接从地震纵波反射资料入手，不需配合横波资料，这就避免了采集横波资料所带来的麻烦和投资增加。
对附图的说明：
图1是实施本方法发明的工作流程图。
图2是一个油田区的地层背景速度Vpb和时深关系图，纵座标为地震波双程旅行时TO（以秒为单位），顶边横座标为地层深度H刻度（以公里为单位），底边横座标为地层背景速度Vpb（以公里/秒为单位），曲线1是地层背景速度，曲线2是由曲线1导出的时深关系曲线，曲线3是该区一口井的VSP初至时深关系曲线。
图3是一油田区地震波双程旅行时T0与地层背景速度Vpb、地层背景密度ρb和地层背景声阻抗Zb的关系曲线。纵座标表示双程旅行时T0，顶边横座标表示地层背景速度刻度，底边横座标下的上下两排数分别表示地层背景密度和地层背景声阻抗刻度。曲线1为地层背景声阻抗，曲线2为地层背景速度，曲线3为地层背景密度。
图4，6，8是地震波双程旅行时分别与地层声阻抗Z，地层速度Vp和地层密度ρ关系的散点图。纵座标是T0（以秒为单位），横座标分别是地层声阻抗，地层速度和地层密度，图中分别加入了地层背景声阻抗曲线，地层背景速度曲线和地层背景密度曲线。符号：O表示含油砂岩，S表示含水砂岩，H表示泥岩。
图5，7，9，是地震波双程旅行时分别与地层剩余声阻抗Zr，地层剩余速度Vpr和地层剩余密度ρr关系的散点图。纵座标是T0（以秒表示），横座标分别是地层剩余声阻抗，地层剩余速度和地层剩余密度。相当于分别将图4中的地层背景声阻抗曲线，图6中的地层背景速度曲线和图8中的地层背景密度曲线拉成垂线。符号：O表示含油砂岩，S表示含水砂岩，H表示泥岩。
图10是地层密度ρ与地层速度倒数1/Vp的散点交会图，符号：O表示含油砂岩，S表示含水砂岩，H表示泥岩。
图11是孔隙度Φ与地层速度Vp和地层密度ρ关系的模型图。
图12是差异孔隙度DΦ（密度导孔隙度减去速度导孔隙度）与地层孔隙度Φ关系的模型。图中四条曲线自下至上表示含油饱和度So分别为25%，50%，75%和100%的情况。
图13是速度导孔隙度Φav和密度导孔隙度Φaρ的交会图。横座标为密度导孔隙度，纵座标为速度导孔隙度。符号：O为含油砂岩，S为含水砂岩，H为泥岩;由K＝Φav/Φaρ所定义的对角的实线和相邻的三条虚线将图内分成五个部分，并定义这五个区：1区为油层参数分布区;2区为含水油层参数分布区;3区为含油水层参数分布区;4区为含水层参数分布区;5区为泥岩参数区。
图14是由实际资料分别从地震求导的声阻抗与从测井求导的声阻抗的对比图（左栏）和分别从地震求导的孔隙度和测井求导的孔隙度的对比图（右栏），其纵座标为地震波双程旅行时T0（单位为秒）。左栏横座标为声阻抗，右栏横座标为孔隙度，实线为地震求导的参数，虚线为测井求导的参数。
用一台可编程的微型计算机和绘图仪，即可根据具体的需要随意计算和编绘这些图件以及其它附加图件。
此项方法发明的应用，按图1所示的工作流程来实施。
事实上，在着手油藏描述之前，勘探研究方面已作了大量的地质分析工作，此项方法的实施可继承先前的工作，但先前的工作必须包括有对泥岩压实规律，沉积、构造组合关系等的研究;测井资料与岩心资料对比分析，首先是对声波速度资料进行校正，再与岩心分析资料做对比。声波速度资料校正的技术要点和要求，是用校正后的声波速度资料和密度资料合成地震记录，与邻井地震道进行对比，反复地校正测井参数再合成地震记录，使之与实际地震记录达到满意的吻合为止。区分这样几个关于孔隙度的概念：岩石地表有效孔隙度，岩石地表总孔隙度，岩石地下有效孔隙度，岩石地下总孔隙度，声波孔隙度和密度孔隙度，弄清它们之间的相互关系。此项分析还涉及到使用高压物性资料。
从岩性学的定义来讲，岩性学是对岩石中矿物组合、岩石类型的研究，对储层研究而言，它还应包含岩石的孔隙度，含油饱和度和渗透率等物性参数。
岩石类型，孔隙度和含油饱和度是地下地层存在所具有的本质，而速度和密度或声阻抗只是地层所表现的物理特征。影响这些物理参数的因素是很多的，并且有些因素是相互伴生的。因此，速度和密度或声阻抗对岩性的解并不是唯一（或相互对照）的。那么，消除一定的影响因素后，速度和密度或声阻抗就反映了岩性的变化。为此，经推导后本发明提出了由下述方程：
dV/dt＝BV2（1-V/Vm） （1）
dρ/dt＝BV（ρm-ρ） （2）
求解地层背景速度Vpb和地层背景密度ρb，并由它们求出地层背景声阻抗Zb。
求解方程1得到地层背景速度序列，在图2中表示了这一曲线（曲线1）自地表向下2.5秒这一地震波旅行时间段内的变化。并通过这条曲线对时间积分，得到一条曲线（曲线2），即地震旅行时与深度的关系曲线，这条曲线与相应深度（时间）段一口井的VSP初至时深曲线（曲线3）几乎完全重合。因此，图2说明，方程1求解地层背景速度序列是可靠的。
图3显示了某地区一特定研究层段（T0从1.4秒-2.4秒）地层背景速度，地层背景密度和地层背景声阻抗的变化规律。地层背景速度序列（曲线2）和地层背景密度序列（曲线3）都是用有限差分法分别求解方程1和方程2所得，地层背景声阻抗序列则是通过求地层背景速度序列与地层背景密度序列的积而获得。
此项方法发明所试验的地区，具有一个不同于其它探区的特点，即泥岩的声阻抗在一定的深度以下明显高于砂岩的声阻抗。经矿物学分析表明，泥岩基本上由伊利石（ρ：2.64-3.0g/cm3，V＝6000m/s）组成，而没有发现低密度和低速度的蒙脱石。实验分析表明，泥岩的骨架密度为ρmsh＝2.729g/cm3，砂岩的骨架密度为ρmss＝2.724g/cm3;砂岩的这一数值略高于石英的密度2.65g/cm3，这是因为砂岩中含有一些其它的高密度矿物;泥岩的骨架速度为6024m/s;砂岩的骨架速度为5882m/s。又因为砂岩不满足泥岩正常压实的规律，砂岩孔隙度一般高于泥岩孔隙度，也就出现了泥岩声阻抗明显高于砂岩声阻抗的这种规律。
图4至图9分别显示了地震波双程旅行时T0从1.4秒到2.4秒范围内188个样点的声阻抗，剩余声阻抗，层速度，剩余速度，密度和剩余密度的分布规律，并在图中分别加入了地层背景声阻抗曲线，地层背景速度曲线和地层背景密度曲线，这三条曲线可分别看成是砂、泥岩的声阻抗、速度和密度随深度变化的划分界限。这些图件的制作是很简单的，如能借助一台可编程计算机和绘图仪就更方便了。在图4，图6和图8编绘后，可根据参数点落入图框中的位置来判断岩性，这一位置是参考参数点与背景曲线的相对距离。此项方法发明，不仅提供这三条背景曲线，而且正是利用这三条背景曲线计算参考点与它们的距离来计算地层剩余参数，利用这些剩余参数，就可直接用它们的数值来判断岩性，这些参数消除了深度（包括压实、地层年代、地温等伴生因素）的影响，基本上反映了岩性本身的规律。
在这些参数中，地层密度所反映的是岩石总孔隙度，它基本上不受孔隙结构和岩层裂隙的影响，而地层岩石速度却受裂隙影响较大，而且这种影响的效果也很复杂，同样也受连通孔隙的孔隙结构的影响，但它不受岩石的溶蚀孔隙影响。当使用测井参数分析时，实测测井参数还有较大误差。这些误差的来源又可分为三类，第一类误差是由井眼条件的复杂引起，包括井眼的不连续性，如井壁不规则，泥浆浸入的蚀变、粘土膨胀、地层各向异性、地层界面和裂隙等;第二类误差包括测量设备本身和环境影响;第三类误差则是由所用的估算方法和随机性引起。因此，必须对测井参数进行综合校正，去伪存真，才能将它们总结出规律，并将这种规律应用于地震资料的处理和解释。
地层速度分量和密度分量的解析，是把地层速度看成是背景声阻抗和剩余声阻抗的函数，即V＝f（Zb，Zr），再用ρ＝Z/V求得地层密度分量。用声阻抗和剩余声阻抗解析速度分量是用下述公式：
V＝k1Zb+k2Zr+k3R+k4其中 R＝Zr/（Zb+Zr）
对实际资料进行回归拟合。其中k1，k2，k3，k4均为常数。
速度导孔隙度和密度导孔隙度是分别用两种参数对孔隙度的粗略估算，这两种孔隙度都是视孔隙度，它是认为地层孔隙中全部被地层水饱和。因为这两种视孔隙度所反映的意义不同，当地层孔隙中的水被油或气部分取代时，它们就会出现差异，并且这种差异随孔隙度的增加和含油饱和度以及气烃的增加而明显加大。图10把地层密度当成横座标，把地层速度的倒数当成纵座标进行交会，从中可以看到含油砂岩和泥岩明显地集中于两个条带分布，中间被一含水砂岩条带所分隔。从图中还可看到含油砂岩的条带状分布不很集中，这是由于油砂孔隙度，含油饱和度和孔隙中的油气比把这一条带分散化了。
图12采用了某一地区的基本参数，利用同一种岩石骨架参数，假定孔隙度从零变到30%，孔隙中的水分别有25%，50%，75%和100%被油所取代时这种差异孔隙度的变化规律（即两种视孔隙度变化之规律）。它说明，随着孔隙度的增加和含油饱和度的增加，这两种视孔隙度的差值增加。
图13是这两种孔隙度的交会图，它是把由密度导出的视孔隙度当成横座标，把速度导出的孔隙度当成纵座标。从图中可以看出：含水砂岩基本上分布在由两种视孔隙度相等所连接的对角线（斜率k＝Φav/Φaρ＝1）附近。取k＝Φav/Φaρ，用k等于0.75;0.89;1.00和1.20的四条直线将图幅分成五个区，见附图13的说明。
依据岩性综合解释和两种视孔隙度以及它们的比值可以对地层作出油、水、干层的定性解释。具体的界限依据描述区的实际资料和要求制定。
含油饱和度看成是由速度导孔隙度与密度导孔隙度比值k的函数，随k值增加，含油饱和度减小，随k值减小，含油饱和度增加，且当k值大于等于1时，定义含油饱和度为零。本方法发明提供使用下述公式：
So＝C（1-k） （k＝Φav/Φaρ，k＜1）
So＝0 （k≥1）
求解含油饱和度。公式中的常数C通过实际资料与公式的拟合求取。
在求取地层含油饱和度So后，则可利用下述公式求取准确的孔隙度值：
Φ1＝ (1/V-1/Vm)/(So/Vo+（1-So）/Vw-1/Vm) （5）
Φ2＝ (ρ-ρm)/(Soρo+（1-So）ρw-ρm) （6）
Φ＝AΦ1+BΦ2 （7）
其中：V，Vm，Vo，Vw分别为储层的速度，骨架速度，孔隙中油的速度和水的速度;ρ，ρm，ρo，ρw分别为储层的密度，骨架密度，孔隙中油的密度和水的密度;So为含油饱和度;Φ1，Φ2和Φ分别为速度和密度求导的两种粗略孔隙度和精确孔隙度;A，B分别为两种粗略孔隙度的加权系数。
公式7是在误差分析时，对计算孔隙度值进行标定，分别选择Φ1和Φ2的加权系数，使之计算孔隙度达到最好一致。
至此，就完成了此方法发明用地震资料描述油藏的全过程。
本方法发明适用于砂泥岩剖面地层的地区用来对已知油藏进行描述，也可用来在未知区对油藏进行预测。
此方法发明的应用要求所使用的地震资料经过完整的三高处理。
此方法发明的实施可编成一个或几个模块直接在声阻抗剖面成果带上完成，只须处理时输入相应的地层参数和处理参数。