[發(fā)明專利]縱波速度隨溫度變化的變化特征的預(yù)測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010438667.5
• 申請日: 2020-05-22
• 公開（公告）號: CN111695308B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 巴晶;戚慧;劉文山;馬汝鵬;檀文慧
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G01V1/28;G01V1/30;G06F113/08;G06F119/08;G06F119/14
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種縱波速度隨溫度變化的變化特征的預(yù)測方法，其特征在于，包括：

(1)獲取隨溫度變化的超聲波速度實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，所述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)包括巖石的孔隙度、滲透率、巖石密度、縱橫波速度、壓力；

(2)基于David和Zimmerman模型建立巖石彈性模量與微觀孔隙結(jié)構(gòu)的關(guān)系，計算相同溫度不同壓力下的微裂隙密度和微裂隙縱橫比，進(jìn)而得到微裂隙孔隙度與壓差之間的關(guān)系；

(3)根據(jù)所測巖石隨溫度變化的縱橫波速度，基于上述微裂隙孔隙度的壓差關(guān)系，建立相同壓力下微裂隙孔隙度隨溫度變化的關(guān)系；

(4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，基于Batzle和Wang模型建立溫度、壓力與流體性質(zhì)的關(guān)系，得到不同溫度條件下的不同流體參數(shù)；

(5)利用Biot-Rayleigh方程推導(dǎo)得出與溫度相關(guān)的雙孔介質(zhì)模型；

(6)求解雙孔介質(zhì)模型，利用平面波分析，建立縱波速度與溫度變化的關(guān)系，預(yù)測縱波變化特征，具體包括：

(61)根據(jù)與溫度有關(guān)的微裂隙孔隙度和不同溫度條件不同流體參數(shù)得到相應(yīng)的彈性參數(shù)、耗散系數(shù)、密度參數(shù)；

(62)將得到的彈性參數(shù)、耗散系數(shù)、密度參數(shù)帶入雙孔介質(zhì)模型中，得到溫度相關(guān)的運(yùn)動方程；

(63)利用平面波分析方法求解溫度相關(guān)的運(yùn)動方程得到溫度相關(guān)的縱波速度預(yù)測結(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)包括：

(21)基于David和Zimmerman模型建立巖石彈性模量與微觀孔隙結(jié)構(gòu)的關(guān)系，采用Mori-Tanaka理論的有效彈性模量表達(dá)式確定不同壓力對應(yīng)的微裂隙密度，具體表示為：

式中，C_eff＝1/K_dry，S_eff＝1/G_dry，分別表示巖石的有效體積壓縮系數(shù)和剪切柔量，K_dry和G_dry分別表示干巖石的體積模量和剪切模量；v_stiff＝(3K_stiff-2G_stiff)/(6K_stiff+2G_stiff)表示基質(zhì)泊松比，C_stiff和S_stiff分別為僅含粒間孔隙石的等效壓縮系數(shù)與剪切柔量，C₀和S₀分別為巖石顆粒的壓縮系數(shù)與剪切柔量，φ_stiff為巖石中硬孔隙的孔隙度，Γ是微裂隙密度，即嵌入在單元體中的微裂隙總數(shù)，P、Q分別為硬孔隙的形狀因子，與橢球形孔隙的縱橫比α，以及巖石顆粒的泊松比v有關(guān)，具體表達(dá)式：

其中：

v＝(3K₀-2G₀)/(6K₀+2G₀)；

(22)基于所求出的相同溫度不同有效壓力p下的微裂隙密度，利用最小二乘回歸來擬合各個壓力下的微裂隙密度Γ_p；

微裂隙縱橫比與有效壓力之間的定量關(guān)系，可表示為：

其中，E_stiff是有效壓力下的等效楊氏模量，定義為E_stiff＝3K_stiff[1-2ν_stiff]；

(23)根據(jù)David和Zimmerman模型中微裂隙孔隙度與微裂隙密度的關(guān)系，求出相同溫度下不同壓力的微裂隙孔隙度：

其中，φ₂(p)即為相同溫度不同壓力p下的微裂隙孔隙度。