미국 와이오밍주 Teapot Dome 유전의 Second Wall Creek 사암층 자료를 이용한 확장 탄성 임피던스와 중합전 역산 기법 평가

Abstract

탄성 임피던스(elastic impedance, EI)는 다양한 입사각에 따른 음향 임피던스(acoustic impedance)를 정규화한 것으로, 부분 입사각 중합 자료를 이용해 역산을 수행할 수 있다. 확장 탄성 임피던스(extended elastic impedance, EEI)는 EI에서 확대된 개념으로, 이를 이용해 탄성 변수 또는 저류암의 물성을 직접적으로 유추할 수 있다. 본 연구에서는 EEI와 중합전 역산 기법(prestack inversion)을 통해 미국 와이오밍주 Teapot Dome 유전의 주요 저류층 중 하나인 Second Wall Creek 사암층의 P파속도(), S파속도()와 포아송비(Poisson’s ratio)를 추정하고 그 결과를 비교하였다. 또한 EEI 역산을 이용하여 공극률과 감마선을 유추하였다. 본 연구에 사용된 자료는 해당 지역의 남부지역 3차원 공심점 모음 자료(CDP gather)와 4개의 시추공 자료이다. 이때 사용된 시추공 자료는 1300여개 시추공 자료 중 역산 분석(inversion analysis)에서 해당 물성을 잘 예측하는 시추공으로 선별하여 역산 수행에 이용하였고, 로그는 경험식을 통해 로부터 계산되었다. 시추공 위치에서 추정된 , 와 포아송비의 root-mean-square(rms) 예측 오차는 EEI와 중합전 역산에서 각각 약 85 m/s, 약 80 m/s, 약 0.01 그리고 약 160 m/s, 약 175 m/s, 약 0.02로 나타났다. 따라서 EEI가 중합전 역산보다 실제값에 더 가깝게 예측함을 확인하였다. 그러나 공극률과 감마선은 EEI 기법으로 추정할 수 없었다.

주요어: Teapot dome, Second Wall Creek Sand, 확장 탄성 임피던스 역산, 중합전 역산

Elastic impedance (EI) is a generalization of acoustic impedance (AI) for nonzero angles of incidence and can be computed from the inversion of angle stacks for a range of incidence angles. Extended elastic impedance (EEI) is an extension of the EI concept and can be tuned to be approximately proportional to elastic parameters and reservoir properties. In this study, I estimated the P- (Vp) and S-wave velocities (Vs) and Poisson’s ratio of the Second Wall Creek Sand of the Teapot Dome field, Wyoming, USA, using prestack and EEI inversion techniques to investigate how the results from the two methods are compared with each other. I also applied the EEI inversion technique to estimate porosity and gamma-ray values. Data used in the study include: 3D prestack seismic data from the southern part of the field and four wells, selected from a large well database, that exhibit a good correlation between inversion results and measured elastic parameters. Vs logs were constructed from Vp logs using the empirical equations. The root-mean-square (rms) prediction errors of Vp, Vs and Poisson’s ratio at the wells from the EEI inversion and the prestack inversion are, respectively, about 85 m/s, about 80 m/s, and about 0.01 and about 160 m/s, about 175 m/s, and about 0.02. Thus, the EEI inversion predicted the Vp, Vs and Poisson’s ratio better than the prestack inversion. The EEI prediction of porosity and gamma-ray values at the wells was unsuccessful.

Keywords: Teapot dome, Second Wall Creek Sand, Extended elastic impedance, Prestack inversion