[發(fā)明專利]基于橢球體雙重孔隙模型的巖石縱波速度預(yù)測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410123957.5
• 申請(qǐng)日: 2014-03-28
• 公開（公告）號(hào): CN103984027B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫衛(wèi)濤;劉嘉瑋;巴晶
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué);中國(guó)石油天然氣股份有限公司勘探開發(fā)研究院
• 主分類號(hào): G01V1/50
• 分類號(hào): G01V1/50
• 代理公司: 深圳市鼎言知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司44311
• 代理人: 哈達(dá)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種地震巖石物理領(lǐng)域的速度頻散和衰減的預(yù)測(cè)方法，特別涉及一種包含橢球形狀非均勻摻雜體/流體飽和區(qū)域的孔隙介質(zhì)的斑塊模型的縱波速度預(yù)測(cè)方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)工業(yè)高速發(fā)展，油氣資源需求日益增長(zhǎng)，尋找新的資源，勘探油區(qū)成為我們的首要目標(biāo)。隨著油氣資源的大幅度開采，地下油呈現(xiàn)“整體高度分散，局部相對(duì)富集”的狀態(tài)，給開采帶來(lái)了很大的困難。這就對(duì)勘探技術(shù)提出了更高的要求，需要提高聲波勘探的分辨率，為最佳井位部署提供依據(jù)。利用聲波的方法來(lái)圈閉油氣藏和描述儲(chǔ)層特性，是目前我們廣泛使用的方法之一，其中縱橫波速度是我們的重點(diǎn)描述對(duì)象。

在石油勘探過(guò)程中，常常需要研究聲波在復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造中的傳播問(wèn)題。巖石中孔隙流體的性質(zhì)發(fā)生變化時(shí)，會(huì)改變縱、橫波速度，地震波誘導(dǎo)的孔隙流體局部流動(dòng)也會(huì)產(chǎn)生影響，并造成彈性波的速度頻散和衰減。彈性波穿過(guò)飽含流體的多孔介質(zhì)時(shí)，在孔隙流體中會(huì)誘發(fā)壓力梯度，導(dǎo)致孔隙流體流動(dòng)，直到孔隙壓力平衡。同時(shí)孔隙流體的流動(dòng)可能發(fā)生在不同的尺度下，因此利用巖石物理模型預(yù)測(cè)儲(chǔ)層縱、橫波速度，關(guān)鍵在于明確不同尺度下的流體速度場(chǎng)。大部分油氣儲(chǔ)層都可看為具有雙重孔隙特征的介質(zhì)。在水-油、水-氣、氣-油飽和模型中，都可以通過(guò)其彈性模量、粘性、密度等參數(shù)來(lái)計(jì)算動(dòng)能，勢(shì)能和耗散函數(shù)，得到巖石縱、橫波速度。

然而，現(xiàn)有技術(shù)中巖石縱波速度的預(yù)測(cè)方法的所有模型都將孔隙介質(zhì)中的斑塊飽和單元體等同為一致的同心球體。但現(xiàn)實(shí)中的孔隙介質(zhì)飽和斑塊區(qū)域往往不會(huì)是理想球體，這導(dǎo)致我們建立的動(dòng)能與耗散方程與實(shí)際的有所出入，不可避免地引起地震波速度預(yù)測(cè)誤差，造成預(yù)測(cè)的不準(zhǔn)確。

發(fā)明內(nèi)容

綜上所述，確有必要提供一種能夠提高預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度的巖石縱波速度的預(yù)測(cè)方法。

一種基于橢球體雙重孔隙模型的巖石縱波速度預(yù)測(cè)方法，包括以下步驟：步驟S10，通過(guò)獲取測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)觀測(cè)數(shù)據(jù)，得到巖石物理參數(shù)，并生成巖石的干骨架模型和孔隙流體模型；步驟S20，以巖石的干骨架模型和孔隙流體模型為基礎(chǔ)，建立雙重孔隙介質(zhì)橢球斑塊飽和模型，所述雙重孔隙介質(zhì)橢球斑塊飽和模型包括三層具有不同孔隙度和不同流體飽和的橢球殼區(qū)域模型，每層球殼代表具有不同孔隙特征和不同流體特征的區(qū)域，并計(jì)算孔隙介質(zhì)的勢(shì)能/動(dòng)能，以及內(nèi)嵌入體中流體的動(dòng)能和耗散方程，推導(dǎo)出拉格朗日方程組，并求取縱橫波速度；步驟S30，根據(jù)平面波分析方法，得到波動(dòng)方程的頻散關(guān)系，并得到縱波速度頻散和衰減計(jì)算公式。

與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明通過(guò)引入橢球形斑塊飽和模型，并且包含了固體骨架和流體的空間非均勻性，因此其速度預(yù)測(cè)更具靈活性和貼近實(shí)際的特點(diǎn)，可以解決較為復(fù)雜的多流體、多孔隙類型巖石縱波預(yù)測(cè)問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的橢球體斑塊飽和模型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為橢球體三層斑塊孔隙度和流體分布示意圖；三層橢球殼具有不同的孔隙度φ₁,φ₂,φ₃和不同流體f₁,f₂,f₃，不同區(qū)域之間交界面為S₁,S₂。

圖3為橢球體流體飽和斑塊主軸半徑和角度示意圖。a,b,c為橢球的主半徑，為橢球面上任意一點(diǎn)對(duì)應(yīng)的空間角度

圖4為三層橢球體斑塊飽和模型的孔隙介質(zhì)縱波速度預(yù)測(cè)實(shí)施方式流程圖。

圖5為球體斑塊飽和模型與其他三種方法對(duì)Fort?Union砂巖縱波速度預(yù)測(cè)結(jié)果對(duì)比。縱波頻率為5千赫茲，其中BR代表Biot-Rayleigh方法；Johnson代表Johnson2001年提出的方法，White代表修正后的Whtie方法；TLP代表球體斑塊飽和方法；Sw表示含水飽和度，Vp代表縱波速度，單位是米/秒(m/s)。

圖6為橢球形斑塊部分飽和模型與其他三種Fort?Union砂巖5千赫茲縱波速度預(yù)測(cè)結(jié)果對(duì)比；其中BR代表Biot-Rayleigh方法；Johnson代表Johnson的方法，White代表修正后的Whtie方法；代表橢球體斑塊飽和方法，橢球主軸比例r_ba采用統(tǒng)一等效值0.005;代表橢球體斑塊飽和方法，橢球主軸比例r_ba隨含水飽和度變化；Sw表示含水飽和度，Vp代表縱波速度，單位是米/秒(m/s)。