[發(fā)明專利]一種基于巖石微結(jié)構(gòu)及介質(zhì)彈性參數(shù)的地震激發(fā)模擬方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310142832.2
• 申請日: 2013-04-23
• 公開（公告）號: CN104122578B
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 肖云飛;殷厚成;王躍
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油物探技術(shù)研究院
• 主分類號: G01V1/104
• 分類號: G01V1/104;G01V1/28
• 代理公司: 北京思創(chuàng)畢升專利事務所11218
• 代理人: 郭韞

1.一種基于巖石微結(jié)構(gòu)及介質(zhì)彈性參數(shù)的地震激發(fā)模擬方法，其特征在于：所述方法包括：

(1)巖石微結(jié)構(gòu)調(diào)查和求取介質(zhì)彈性參數(shù)；

(2)建立研究區(qū)近地表速度模型、深層速度模型和構(gòu)造模型；

(3)數(shù)值模擬算法實現(xiàn)及建立包含彈性介質(zhì)的近震源波場函數(shù)；

(4)進行基于巖石微結(jié)構(gòu)及介質(zhì)彈性參數(shù)的地震激發(fā)模擬；

其中，所述步驟(1)包括：

(11)對從研究區(qū)收集來的實際巖樣進行電鏡掃描完成巖樣的微結(jié)構(gòu)調(diào)查；

(12)不同圍壓條件下介質(zhì)彈性參數(shù)關(guān)系的實驗和分析以及不同飽和度條件下介質(zhì)彈性參數(shù)關(guān)系的實驗和分析，所述步驟(12)是這樣實現(xiàn)的：

通過實驗室測量不同圍壓條件下所取巖芯的縱橫波速度和泊松比，以及介質(zhì)的彈性參數(shù)，獲得縱橫波速度和泊松比與介質(zhì)彈性參數(shù)之間的關(guān)系；

通過實驗室測量不同飽和度條件下所取巖芯的縱橫波速度和泊松比，以及介質(zhì)的彈性參數(shù)，獲得縱橫波速度和泊松比與介質(zhì)彈性參數(shù)之間的關(guān)系；

進而建立適合該研究區(qū)近地表條件下的介質(zhì)速度和彈性參數(shù)的數(shù)學模型。

其中，所述步驟(3)建立的包含彈性介質(zhì)的近震源波場函數(shù)為：

ur(r,t)=P0aρr2[m2+(n-b)2]12{e-bτ[m2+(n-b)2]12-e-nτmcos[mτ-arctan(n-bm)]}]]>

式中ν為泊松比，r為波傳播距離；

u_r(r,t)為近震源波場位移，ρ為密度，v_p為縱波速度，a為炸藥震源爆炸后產(chǎn)生的空腔半徑，P₀為爆炸產(chǎn)生的初始壓強，b為初始壓強的衰減指數(shù)，t為地震波傳播時間，τ為從空腔壁處開始地震波傳播時間；

其中，所述步驟(2)是這樣實現(xiàn)的：通過研究區(qū)的地震疊后資料建立構(gòu)造模型，通過研究區(qū)的鉆井、VSP測井資料建立深層速度模型，通過步驟(1)得到的介質(zhì)速度和彈性參數(shù)的數(shù)學模型以及步驟(1)得到的巖樣的微結(jié)構(gòu)調(diào)查建立近地表速度模型；最后將近地表層速度和深層速度模型合并得到最終的速度模型；

所述步驟(4)包括：

(41)完成包含彈性介質(zhì)的近震源波場函數(shù)的加載；

(42)進行基于巖石微結(jié)構(gòu)及介質(zhì)彈性參數(shù)的地震激發(fā)模擬：運用步驟(3)得到的數(shù)值模擬算法得到基于介質(zhì)彈性參數(shù)的激發(fā)模擬記錄；

其中，所述步驟(41)包括：

(411)：對步驟(2)得到的最終的速度模型進行網(wǎng)格剖分，根據(jù)水平和垂直網(wǎng)格點坐標確定震源位置(NXs，NZs)；

(412)：在以震源位置(NXs，NZs)為中心的周圍四個網(wǎng)格點上加載用所述彈性介質(zhì)的近震源波場函數(shù)表示的震源子波。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于巖石微結(jié)構(gòu)及介質(zhì)彈性參數(shù)的地震激發(fā)模擬方法，其特征在于：所述步驟(3)中數(shù)值模擬算法實現(xiàn)包括：

(31)建立波動方程的一階速度-應力方程；

(32)實現(xiàn)交錯網(wǎng)格有限差分法的數(shù)值模擬算法：在步驟(31)中的一階速度-應力方程基礎(chǔ)上得到相應的交錯網(wǎng)格差分格式，進而形成數(shù)值模擬算法。