[發明專利]一種高壓介質地震波傳播模擬方法

有效

• 申請號: 201810721895.6
• 申請日: 2018-07-04
• 公開（公告）號: CN109100801B
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 符力耘;付博燁;魏偉;孫偉家
• 申請（專利權）人: 中國科學院地質與地球物理研究所
• 主分類號: G01V1/30
• 分類號: G01V1/30
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;何家鵬

本發明涉及一種高壓介質地震波傳播模擬方法，包括以下步驟：1)建立與孔隙結構參數相結合的新型聲彈性公式；2)利用新型聲彈性公式計算不同壓力狀態下的等效彈性模量和彈性波速度；3)提取巖石內部顆粒間結構數據：自相關長度；4)針對各壓力狀態，分別將步驟2)得到的等效彈性模量作為巖石介質彈性模量的背景值，并根據步驟3)提取的自相關長度，結合自相關函數，在背景值中添加彈性模量擾動，建立各壓力狀態下的巖石數值模型；5)在各巖石數值模型中分別進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。

技術領域

本發明涉及一種高壓介質地震波傳播模擬方法，屬于地震勘探技術領域。

背景技術

隨著地震勘探技術研究的逐漸深入,地震勘探逐步從淺部油氣藏勘探向深部油氣藏以及復雜構造油氣藏勘探轉變,深部以及復雜構造儲層受到周圍環境壓力、應力影響較大，深部儲層動態力學參數與淺部狀態完全不同，對于深部儲層的地震勘探，儲層物性復雜，反射信號弱，因此，必須先建立真實的復雜壓力環境下儲層物性模型，并根據數值模擬，挑選能夠識別儲層特征的信息。深部儲層巖石，受壓力以及復雜應力影響嚴重。常規的地震波動理論未考慮由于環境壓力以及構造應力對巖石物性造成的影響，使得傳統勘探地震學方法無法獲得真實深部儲層結構，也無法獲得真實反映深部地下結構的地震剖面。

聲彈性方法是一種計算復雜壓力環境下，巖石彈性性質的方法。該方法通過研究壓力對巖石基質彈性勢能的改變，從而計算巖石彈性常數的改變。數字巖芯技術，通過對巖石進行CT掃描，能夠顯示巖石內部結構。通過數字巖芯技術，可研究巖石內部結構對巖石彈性性質的影響，并且，通過數字巖芯技術與數值模擬相結合，可反應巖石內部結構對地震波場散射特征的影響。在深部反射信號不強的條件下，研究地震波場散射信息，是研究深部地下結構的重要方法。

但是，目前聲彈性理論主要研究巖石內部晶體晶格勢能的變化，巖石內部顆粒相對位置、孔隙結構變化對巖石彈性性質產生的影響并未考慮。此外，由于深部儲層反射信號弱，因此需要采用波場散射特征研究深部儲層結構。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種高壓介質地震波傳播模擬方法，該方法充分考慮到巖石內部顆粒相對位置、孔隙結構變化對巖石彈性性質產生的影響，可以在給定壓力場參數的條件下計算巖石彈性常數、巖石內部彈性波散射衰減特征，為深部儲層勘探奠定基礎。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：一種高壓介質地震波傳播模擬方法，包括以下步驟：1)建立與孔隙結構參數相結合的新型聲彈性公式；2)利用新型聲彈性公式計算不同壓力狀態下的等效彈性模量和彈性波速度；3)提取巖石內部顆粒間結構數據：自相關長度；4)針對各壓力狀態，分別將步驟2)得到的等效彈性模量作為巖石介質彈性模量的背景值，并根據步驟3)提取的自相關長度，結合自相關函數，在背景值中添加彈性模量擾動，建立各壓力狀態下的巖石數值模型；5)在各巖石數值模型中分別進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。

2、如權利要求1所述的一種高壓介質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下的巖石數值模型進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數據點，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進行對比，若相對誤差小于5％，則說明模型參數正確。

所述的至少6個巖石物理實驗獲取的Q_c^-1數據點是不同的壓力狀態下的實驗數據。