[發(fā)明專利]一種高壓介質(zhì)地震波傳播模擬方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810721895.6
• 申請日: 2018-07-04
• 公開（公告）號: CN109100801B
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 符力耘;付博燁;魏偉;孫偉家
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所
• 主分類號: G01V1/30
• 分類號: G01V1/30
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;何家鵬

1.一種高壓介質(zhì)地震波傳播模擬方法，包括以下步驟：

1)建立與孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)相結(jié)合的新型聲彈性公式，該新型聲彈性公式為：

式中，ρ是巖石的密度，V_p和V_s是等效巖石縱橫波波速；L_drs和μ_drs是干巖石在軟孔隙閉合時的縱橫波模量，K_drs是干巖石在軟孔隙閉合時的體積模量；和是巖石在軟孔隙閉合的三階彈性常數(shù)，P是巖石所處環(huán)境的有效壓力；φ_c0是巖石內(nèi)部軟孔隙的孔隙度，θ_c、θ_cL、θ_cμ、和θ_cK都是和軟孔隙幾何形態(tài)相關(guān)的量，θ_c代表軟孔隙幾何形態(tài)對體積變化的影響，θ_cL代表軟孔隙幾何形態(tài)對縱波模量的影響，θ_cμ代表軟孔隙幾何形態(tài)對剪切模量的影響，代表軟孔隙幾何形態(tài)對三階彈性常數(shù)的影響，θ_cK代表軟孔隙幾何形態(tài)對體積模量的影響；

2)利用新型聲彈性公式計算不同壓力狀態(tài)下的等效彈性模量和彈性波速度；

3)提取巖石內(nèi)部顆粒間結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)：自相關(guān)長度；

4)針對各壓力狀態(tài)，分別將步驟2)得到的等效彈性模量作為巖石介質(zhì)彈性模量的背景值，并根據(jù)步驟3)提取的自相關(guān)長度，結(jié)合自相關(guān)函數(shù)，在背景值中添加彈性模量擾動，建立各壓力狀態(tài)下的巖石數(shù)值模型；

5)在各巖石數(shù)值模型中分別進(jìn)行有限元地震波場模擬，并針對深部儲層特性，提取儲層散射衰減Q_c^-1值，其中，Q_c^-1表示尾波衰減系數(shù)。

2.如權(quán)利要求1所述的一種高壓介質(zhì)地震波傳播模擬方法，其特征在于：在完成步驟4)以及實施步驟5)之前，先選取一部分壓力狀態(tài)下的巖石數(shù)值模型進(jìn)行有限元地震波場模擬，并提取儲層散射衰減Q_c^-1值，同時，選取至少6個巖石物理實驗獲取的Q_c^-1數(shù)據(jù)點，將波場模擬得到的Q_c^-1值分別與巖石物理實驗得到的Q_c^-1進(jìn)行對比，若相對誤差小于5％，則說明模型參數(shù)正確。

3.如權(quán)利要求2所述的一種高壓介質(zhì)地震波傳播模擬方法，其特征在于：所述的至少6個巖石物理實驗獲取的Q_c^-1數(shù)據(jù)點是不同的壓力狀態(tài)下的實驗數(shù)據(jù)。

4.如權(quán)利要求1所述的一種高壓介質(zhì)地震波傳播模擬方法，其特征在于：所述的新型聲彈性公式中各參數(shù)的確定方法如下：

①測量巖石密度ρ，進(jìn)行高壓巖石物理實驗，壓力范圍為5MPa～60MPa；

②選取50MPa～60MPa內(nèi)的數(shù)據(jù)點，測量波速，計算縱橫波模量并在壓力為60MPa時，做靜態(tài)模量測試實驗，測量體積模量，此時體積模量作為K_drs，此時環(huán)境壓力高，軟孔隙閉合，軟孔隙影響不存在，縱橫波模量隨有效壓力P呈現(xiàn)線性變化，由于K_drs是常數(shù)，縱橫波模量隨P/K_drs也呈線性變化，此時軟孔隙閉合，軟孔隙影響不存在，φ_c0、θ_c、θ_cL、θ_cμ、和θ_cK為零，選取P＝50MPa和P＝60MPa兩個數(shù)據(jù)點組成方程組：

求解上述方程組得到L_drs、μ_drs、四個量；

③根據(jù)實驗整體的速度隨壓力變化曲線，做擬合，求參數(shù)φ_c0、θ_c、θ_cL、θ_cμ、和θ_cK，通過新型孔隙聲彈性公式得到的理論曲線與實際曲線的相關(guān)系數(shù)達(dá)到98％時，以上參數(shù)反演得到的值，作為此類巖石軟孔隙幾何參數(shù)，用來描述軟孔隙對巖石的等效彈性常數(shù)和波速的影響。