Concept of Rock Physics Modeling and Application to Donghae-1 Gas Field

암석물리모델링의 개념과 동해-1 가스전에의 적용

In this paper, we will introduce rock physics modeling technique, which interrelate reservoir properties with seismic properties, and apply the technique to the Donghae-1 gas reservoir. From well-log data analysis, we obtained velocityporosity (Vp-$\phi$) relations for each formation. These relations can used to predict porosity from seismic data. In addition, we analyzed permeability data, which were obtained from core measurements and computational rock physics simulations. We then obtained permeability-porosity ($\kappa-\phi$) relations. Combining $\kappa-\phi$ with Vp-$\phi$ relations, we finally present quantitative Vp-$\kappa$ relations. As to Vp-$\phi$ modeling, we found that the degree of diagenesis and clay contents increase with depth. As to Vp-$\kappa$ relations, though \kappa-\phi relations are almost identical for all formations, we could obtain distinct Vp-$\kappa$ relations due to Vp-$\phi$ variations. In conclusion, the rock physics modeling, which bridges between seismic properties and reservoir properties, can be a very robust tool for quantitative reservoir characterization with less uncertainty.

본 연구에서는 탄성물성과 저류물성의 관계를 규명하는 암석물리모델링 방법에 대해 소개하고 이를 동해-1 가스전의 저류층에 응용한 결과를 보고하고자 한다. 시추검층데이터를 이용하여 속도(Vp)와 공극률(\phi) 사이의 관계를 저류층 별로 파악하고, 투수율($\kappa$)과 공극률($\phi$)의 관계를 결합하여 Vp와 $\kappa$의 관계에 대한 연구를 수행하였다. Vp-$\phi$모델의 해석 결과 심부 저류층으로 갈수록 상대적으로 속성정도가 증가하고 분급이 불량함을 알 수 있었다. 또한, 위의 결과를 통해 저류층별로 P파 속도로부터 공극률을 정량적으로 예측 할 수 있는 관계식을 제시하였다. Vp-$\kappa$관계식은 시추검층, 코어실험, 박편을 이용한 투수율 예측 시뮬레이션을 통해 획득한 자료를 이용하여 $\kappa-\phi$의 관계식을 산정한 후 Vp-$\phi$관계식과 결합하여 얻을 수 있었고 이 결과 또한 보고하였다. $\kappa-\phi$관계식은 저류층간의 차이가 없어 하나의 모델로 제시하였으나, Vp-$\phi$ 관계식이 달라 저류층별로 각각 다른 Vp-$\kappa$관계식을 얻을 수 있었다. 본 연구에 사용된 암석물리학적 해석방법은 저류층의 특성해석에 있어서 발생될 수 있는 불확실성을 줄일 수 있고, 탄성파 탐사의 결과로부터 저류물성을 정량적이고 신뢰도 높게 판별 할 수 있는 강력한 도구를 제공할 것으로 기대된다.