[發明專利]一種碳酸鹽巖孔隙成分分析方法及系統

有效

• 申請號: 201811073185.3
• 申請日: 2018-09-14
• 公開（公告）號: CN110907324B
• 公開（公告）日: 2023-01-03
• 發明（設計）人: 李博南;沈琿;李呈呈;馬中高;楊麗;司文朋;王歡
• 申請（專利權）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研究院
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08;G01V1/30
• 代理公司: 北京知舟專利事務所(普通合伙) 11550
• 代理人: 郭韞

1.一種碳酸鹽巖孔隙成分分析方法，其特征在于：所述方法包括：

(1)采集碳酸鹽巖的巖心，對巖心進行測量，獲得實驗縱波速度和實驗橫波速度；

(2)建立等效介質模型，利用等效介質模型進行預測得到預測縱波速度和預測橫波速度；

(3)利用預測縱波速度和預測橫波速度與實驗縱波速度和實驗橫波速度反演得到巖心中的每種孔隙類型的體積含量；

在所述步驟(3)的反演過程中，初始給出孔隙度，迭代的也是孔隙度，每次迭代增加一種孔隙，一種孔隙加完再增加第二種孔隙，以此類推，如此迭代直到把所有孔隙加完為止；

所述步驟(3)的操作包括：

(31)利用預測縱波速度和預測橫波速度與實驗縱波速度和實驗橫波速度建立目標函數；

(32)通過全局最優化算法求解得到使目標函數的值最小時的兩種孔隙類型的體積含量；

(33)利用步驟(32)得到的兩種孔隙類型的體積含量計算得到第三種孔隙類型的體積含量；

所述步驟(31)建立的目標函數如下：

其中，V_S^OBS分別表示實驗縱波速度、實驗橫波速度；

V_S^MOD分別表示預測縱波速度、預測橫波速度；

λ₁和λ₂是權系數；

公式(7)中的v₁、v₂取v_M、v_IP和v_S中的任意兩個，v_M、v_IP和v_S為3種孔隙的體積含量。

2.根據權利要求1所述的碳酸鹽巖孔隙成分分析方法，其特征在于：所述步驟(2)的操作包括：

(21)建立微分方程：

其中，表示巖心的總孔隙度；α是孔隙縱橫比；

K和μ表示主相材料的體積模量和剪切模量；

K’和μ’表示加入孔隙之后材料的體積模量和剪切模量；

l表示不同的孔隙類型，l∈[M IP S]，M，IP和S分別為針對微裂縫型孔隙、粒間孔型孔隙和溶蝕孔型孔隙；

T_iijj和F是材料中對同一入射波的散射波場，其中T_iijj是脹縮力引起的散射波場，F是剪切力引起的散射波場；

(22)計算所述微分方程的初始條件：K(0)＝Km和μ(0)＝Um：

式中，K和U分別為體積模量和剪切模量，下標m表示混合礦物參數，V和R分別代表了礦物的Voigt和Reuss界限；

ρ_m＝v_calρ_cal+v_dolρ_dol+v_clayρ_clay

K_V＝v_calK_cal+v_dolK_dol+V_clayK_clay

U_V＝v_calU_cal+v_dolU_dol+v_clayU_clay

下標cal，dol和clay分別表示方解石、白云石和黏土礦物；

ρ_m表示混合礦物的密度；

(23)巖心的總孔隙度為從碳酸鹽巖CT掃描的孔隙統計數據得到3種孔隙的孔隙縱橫比，假設3種孔隙的體積含量分別為v_M、v_IP和v_S,v_M+v_IP+v_S＝1，則3種孔隙的孔隙度分別為：將K(0)、μ(0)作為K、μ代入公式(3)中開始迭代，在每次迭代中均利用公式(3)計算得到模量K’和μ’的值，將本次迭代得到的K’和μ’作為下一次迭代的初始巖石模量K和μ；迭代過程中是依次增加各種孔隙，直到所有類型的孔隙增加完畢，則迭代終止，得到最新的K’和μ’；

(24)將步驟(23)得到的最新的K’和μ’作為K和μ，利用下式計算得到預測縱波速度和預測橫波速度：

V_p、V_s分別表示預測縱波速度和預測橫波速度，ρ為碳酸鹽巖的密度；

當假設不同的3種孔隙的體積含量時，利用步驟(23)得到的是不同的K和μ的值，相應的，利用步驟(24)得到的是不同的預測縱波速度和預測橫波速度。