[發(fā)明專利]基于縱波速度計算多巖性有效應(yīng)力系數(shù)的方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201811292081.1 | 申請日： | 2018-10-31 |
| 公開（公告）號： | CN109116422B | 公開（公告）日： | 2021-02-26 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 王鴻升;李紅梅;劉俊勝;閆昭岷;譚明友;韓宏偉;孫興剛 | 申請（專利權(quán)）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勝利油田分公司物探研究院 |
| 主分類號： | G01V1/30 | 分類號： | G01V1/30 |
| 代理公司： | 濟南日新專利代理事務(wù)所(普通合伙) 37224 | 代理人： | 崔曉艷 |
| 地址： | 257000 山*** | 國省代碼： | 山東;37 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 基于 縱波 速度 計算 多巖性 有效 應(yīng)力 系數(shù) 方法 | ||
1.基于縱波速度計算多巖性有效應(yīng)力系數(shù)的方法，其特征在于，該基于縱波速度計算多巖性有效應(yīng)力系數(shù)的方法包括：
步驟101，根據(jù)干燥巖石的泊松比近似等于礦物的泊松比得干燥巖石與巖石基質(zhì)體積模量之比Kdry/Kma與干燥巖石與巖石基質(zhì)的縱波模量之比Mdry/Mma的關(guān)系表達式；
步驟102，用巖石和礦物的縱波模量替代Gassmann方程中相應(yīng)的體積模量建立Mdry/Mma的近似表達式；
步驟103，建立基于縱波模量的干燥巖石與巖石基質(zhì)的體積模量之比Kdry/Kma的近似表達式；
步驟104，由巖石的縱波速度Vp、體積密度ρ和孔隙度φ計算多巖性的有效應(yīng)力系數(shù)n；
在步驟101，干燥巖石與巖石基質(zhì)體積模量之比Kdry/Kma與干燥巖石與巖石基質(zhì)的縱波模量之比Mdry/Mma的關(guān)系表達式：
式中：Kdry為干燥巖體積模量，Kma為巖石基質(zhì)的體積模量，Mdry為干燥巖石的縱波模量，Mma為巖石基質(zhì)的縱波模量；
計算步驟如下：
由干燥巖石的泊松比近似地等于礦物的泊松比得
對于干燥巖石和巖石基質(zhì)
式中：ρdry是干巖石的體積密度,ρma為巖石基質(zhì)的體積密度,Vpma為巖石基質(zhì)的縱波速度,Vpdry是干燥巖石縱波速度,Mdry是干燥巖石的縱波模量,Mma為巖石基質(zhì)物質(zhì)的縱波模量，μdry是干燥巖石的剪切模量，和μma是巖石基質(zhì)的剪切模量；
由式(1-3)得
根據(jù)式(1-2)和式(1-4)得
在步驟102，用巖石和礦物的縱波模量替代Gassmann方程中相應(yīng)的體積模量：
式中：Msat是飽和巖石的縱波模量，即Mdry是干燥巖石的縱波模量，即Mma是巖石基質(zhì)的縱波模量，Mf是孔隙流體的縱波模量,Kf是孔隙流體的體積模量,φ是巖石的孔隙度；由此得到：
式中：φ是巖石的孔隙度，Vp為飽和巖石的縱波速度，Vpma為巖石基質(zhì)的縱波速度,Vf為孔隙流體的速度，ρ是飽和巖石的體積密度，ρdry是干巖石的體積密度，ρma為巖石基質(zhì)的體積密度，ρf為孔隙流體的體積密度；
在步驟103，建立的Kdry/Kma基于縱波模量的表達式為：
式中：φ是巖石的孔隙度，ρdry是干燥巖石的體積密度，ρma為巖石基質(zhì)的體積密度，ρf為孔隙流體的體積密度，ρ是飽和巖石的體積密度，Vp為飽和巖石的縱波速度，Vf為孔隙流體的速度，Vpma為巖石基質(zhì)的縱波速度；
在步驟104，有效應(yīng)力系數(shù)的定義為：
Pe＝Pc-nPp (1-9)
式中：Pc是圍巖壓力,Pp是孔隙流體壓力，Pe是有效應(yīng)力，Kdry為多孔干燥巖石的體積模量，Kma為巖石基質(zhì)的體積模量，n是有效應(yīng)力系數(shù)；(1)當孔隙度φ＝0時，Kdry＝Kma，n＝0為固結(jié)良好的沉積巖、致密的沉積巖；(2)當孔隙度≥臨界孔隙度φcrit時，Kdry＝0，n＝1為未固結(jié)的沉積物或流體，0≤n≤1；
根據(jù)Kdry/Kma的表達式得根據(jù)縱波速度計算有效應(yīng)力系數(shù)的表達式:
在式(1-11)中根據(jù)巖石的孔隙度φ、飽和巖石的縱波速度Vp、巖石基質(zhì)的體積密度ρma、孔隙流體的體積密度ρf、巖石基質(zhì)的縱波速度Vpma和孔隙流體的速度Vf就能估算有效應(yīng)力系數(shù)n；
巖石的孔隙度φ能從測井數(shù)據(jù)獲得，巖石基質(zhì)的密度ρma能從式(1-12)求取
ρ＝ρma(1-φ)+ρfφ (1-12)
式中：φ是巖石的孔隙度，ρ是巖石的體積密度，ρf為孔隙流體的體積密度；
由時間平均方程求取巖石基質(zhì)的縱波速度Vpma
式中：φ是巖石的孔隙度，Vp為飽和巖石的縱波速度，Vf為孔隙流體的速度；
根據(jù)巖石的縱波速度Vp、體積密度ρ和孔隙度φ求取巖石的有效應(yīng)力系數(shù)n，Vpma是巖石基質(zhì)的縱波速度，ρma為巖石基質(zhì)的體積密度。
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