[發(fā)明專利]一種巖石低頻彈性模量及衰減系數(shù)測(cè)量方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711429152.3
• 申請(qǐng)日: 2017-12-26
• 公開（公告）號(hào): CN108287118B
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊志芳;周凱波;曹宏;張碩;晏信飛;曾玲;李曉明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號(hào): G01N3/38
• 分類號(hào): G01N3/38
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 李輝;劉飛

本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種巖石低頻彈性模量及衰減系數(shù)測(cè)量方法及系統(tǒng)，該包括：從預(yù)設(shè)頻率范圍內(nèi)選擇N個(gè)頻率點(diǎn)并將其分為L個(gè)頻段，根據(jù)每個(gè)頻段內(nèi)的頻率點(diǎn)對(duì)應(yīng)生成每個(gè)頻段的第一諧波激勵(lì)信號(hào)；依次將每個(gè)頻段的第一諧波激勵(lì)信號(hào)施加于壓電片上，以使被測(cè)巖石樣品和參考標(biāo)準(zhǔn)樣品產(chǎn)生應(yīng)變，并采集被測(cè)巖石樣品的第一應(yīng)變電信號(hào)及參考標(biāo)準(zhǔn)樣品的第二應(yīng)變電信號(hào)；根據(jù)每個(gè)頻段對(duì)應(yīng)的第一應(yīng)變電信號(hào)和第二應(yīng)變電信號(hào)，確定被測(cè)巖石樣品在每個(gè)頻段內(nèi)的楊氏模量、泊松比和衰減系數(shù)。本申請(qǐng)實(shí)施例可以提高巖石低頻彈性模量及衰減系數(shù)的測(cè)量效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及巖石物理研究技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種巖石低頻彈性模量及衰減系數(shù)測(cè)量方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

巖石物理實(shí)驗(yàn)是建立地震彈性參數(shù)與儲(chǔ)層參數(shù)關(guān)系最直接的方式，在地震儲(chǔ)層預(yù)測(cè)與烴類檢測(cè)中發(fā)揮著越來越重要的作用。由于地震頻段(中心頻率為幾十Hz)速度與測(cè)井(中心頻率為20kHz)和超聲波(中心頻率為1MHz)速度之間存在顯著差異，直接使用中高頻數(shù)據(jù)解釋地震頻段勘探問題具有較大風(fēng)險(xiǎn)，在地震低頻、弱振幅條件下進(jìn)行地震速度及衰減的測(cè)量與分析對(duì)地震定量解釋至關(guān)重要。

目前低頻測(cè)量比較流行的方法是利用應(yīng)力-應(yīng)變?cè)恚趲r心樣品表面粘貼應(yīng)變計(jì)，激振器將不同頻率正弦信號(hào)轉(zhuǎn)換為周期性振動(dòng)，巖心樣品和標(biāo)準(zhǔn)件因受到相同應(yīng)力作用而發(fā)生形變，應(yīng)變計(jì)將這種形變轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出，根據(jù)輸出的電壓幅值和相位計(jì)算不同頻率條件下的彈性模量衰減。

然而，現(xiàn)有利用應(yīng)力-應(yīng)變?cè)淼募夹g(shù)每次只能測(cè)量單個(gè)頻率點(diǎn)，而在實(shí)際測(cè)量中一般需要測(cè)量多個(gè)頻率點(diǎn)以繪制巖石物理特性曲線，因此現(xiàn)有技術(shù)的這種逐頻點(diǎn)測(cè)量的方式會(huì)花費(fèi)很長的時(shí)間，導(dǎo)致測(cè)量效率極低。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)實(shí)施例的目的在于提供一種巖石低頻彈性模量及衰減系數(shù)測(cè)量方法及系統(tǒng)，以提高巖石低頻彈性模量及衰減系數(shù)的測(cè)量效率。

為達(dá)到上述目的，一方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種巖石低頻彈性模量及衰減系數(shù)測(cè)量方法，包括：

從預(yù)設(shè)頻率范圍內(nèi)選擇N個(gè)頻率點(diǎn)，將所述N個(gè)頻率點(diǎn)劃分為L個(gè)頻段，并根據(jù)每個(gè)頻段內(nèi)的頻率點(diǎn)對(duì)應(yīng)生成每個(gè)頻段的第一諧波激勵(lì)信號(hào)；

依次將每個(gè)頻段的第一諧波激勵(lì)信號(hào)施加于用作震源的壓電片上，以使被測(cè)巖石樣品和參考標(biāo)準(zhǔn)樣品產(chǎn)生相應(yīng)應(yīng)變，并通過應(yīng)變傳感器采集所述被測(cè)巖石樣品的第一應(yīng)變電信號(hào)及所述參考標(biāo)準(zhǔn)樣品的第二應(yīng)變電信號(hào)；

從每個(gè)頻段對(duì)應(yīng)的第一應(yīng)變電信號(hào)中提取第一縱向應(yīng)變電信號(hào)的幅值和相位，以及橫向應(yīng)變電信號(hào)的幅值，并從每個(gè)頻段對(duì)應(yīng)的第二應(yīng)變電信號(hào)中提取第二縱向應(yīng)變電信號(hào)的幅值和相位；

根據(jù)每個(gè)頻段對(duì)應(yīng)的幅值確定所述被測(cè)巖石樣品在相應(yīng)頻段內(nèi)的楊氏模量和泊松比；并根據(jù)每個(gè)頻段對(duì)應(yīng)的相位確定所述被測(cè)巖石樣品在相應(yīng)頻段內(nèi)的衰減系數(shù)。

優(yōu)選的，所述根據(jù)每個(gè)頻段內(nèi)的頻率點(diǎn)對(duì)應(yīng)生成每個(gè)頻段的第一諧波激勵(lì)信號(hào)，包括：

對(duì)于每個(gè)頻段，以其內(nèi)每個(gè)頻率點(diǎn)作為頻率，對(duì)應(yīng)生成幅值各不同且初始相位相同的正弦波，疊加所述正弦波以形成該頻段的第一諧波激勵(lì)信號(hào)。

優(yōu)選的，所述根據(jù)每個(gè)頻段對(duì)應(yīng)的幅值確定所述被測(cè)巖石樣品在相應(yīng)頻段內(nèi)的楊氏模量，包括：

根據(jù)公式E＝E_stdA_std/A_L確定所述被測(cè)巖石樣品在相應(yīng)頻段內(nèi)的楊氏模量；

其中，E為被測(cè)巖石樣品在相應(yīng)頻段內(nèi)的楊氏模量，E_std為參考標(biāo)準(zhǔn)樣品在相應(yīng)頻段內(nèi)的楊氏模量，A_std為第二縱向應(yīng)變電信號(hào)的幅值，A_L為第一縱向應(yīng)變電信號(hào)的幅值。

優(yōu)選的，所述根據(jù)每個(gè)頻段對(duì)應(yīng)的幅值確定所述被測(cè)巖石樣品在相應(yīng)頻段內(nèi)的楊氏模量和泊松比，包括：