[發(fā)明專利]基于DEM模型的地震波速度參數(shù)確定方法、裝置及設備

在審

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• 申請日: 2021-03-24
• 公開（公告）號: CN113009561A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發(fā)明（設計）人: 趙建國;閆秀懿;歐陽芳;趙皓;李智;肖增佳
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(北京)
• 主分類號: G01V1/28
• 分類號: G01V1/28;G01V1/30
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權代理有限公司 11127
• 代理人: 周達

1.一種基于DEM模型的地震波速度參數(shù)確定方法，其特征在于，包括：

獲取巖石樣本在至少兩個不同壓力下的實測體積模量和實測剪切模量；

利用所述實測體積模量和實測剪切模量計算高壓模量；所述高壓模量用于表示由固體礦物基質和硬孔隙構成的巖石樣本的等效模量；所述硬孔隙包括圍壓不可被壓縮的孔隙；

基于DEM模型下的模量與裂隙密度關系，通過所述高壓模量確定對應于所述巖石樣本的累積裂隙密度；所述累積裂隙密度表示所述巖石樣本中開孔微裂隙的裂隙密度總和；

根據(jù)所述累積裂隙密度計算所述至少兩個不同壓力下的微裂隙孔隙度分布譜；

結合巖石樣本的孔隙結構參數(shù)和所述微裂隙孔隙度分布譜，確定對應于所述巖石樣本的地震波速度參數(shù)；所述地震波速度參數(shù)包括速度頻散和衰減。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取巖石樣本在至少兩個不同壓力下的實測體積模量和實測剪切模量，包括：

獲取在至少兩個不同壓力下對應于所述巖石樣本的縱波速度和橫波速度；

利用所述縱波速度和橫波速度計算巖石樣本隨壓力變化的實測體積模量和實測剪切模量；其中，包括利用公式計算實測體積模量，式中，K_{D_meas}(P)為在壓力P下的實測體積模量，ρ為巖石樣本的密度，V_P(P)為壓力P下的縱波速度，V_s(P)為壓力P下的橫波速度；利用公式G_{D_meas}(P)＝ρV_s(P)²計算實測剪切模量，式中，G_{D_meas}(P)為在壓力P下的實測剪切模量。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述高壓模量包括高壓體積模量和高壓剪切模量；所述利用所述實測體積模量和實測剪切模量計算高壓模量，包括：

分別構建體積模量關系式和剪切模量關系式；所述體積模量關系式，包括式中，K_D(P)為巖石樣本在壓力P下的理論體積模量，為零壓力體積模量，為高壓體積模量，為壓力系數(shù)；所述剪切模量關系式，包括式中，G_D(P)為巖石樣本在壓力P下的理論剪切模量，為零壓力剪切模量，為高壓剪切模量；

結合所述體積模量關系式和剪切模量關系式，利用實測體積模量和實測剪切模量擬合得到高壓模量；其中，包括：通過對公式OF₁＝∑[(K_{D_meas}(P)-K_D(P))²+(G_{D_meas}(P)-G_D(P))²]進行非線性最小二乘擬合，求取在第一目標函數(shù)最小時的高壓體積模量和高壓剪切模量，式中，OF₁為第一目標函數(shù)，K_{D_meas}(P)為在壓力P下的實測體積模量，G_{D_meas}(P)為在壓力P下的實測剪切模量。

4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于DEM模型下的模量與裂隙密度關系，通過所述高壓模量確定對應于所述巖石樣本的累積裂隙密度，包括：

確定高壓模量對應于的最高壓；

根據(jù)所述最高壓和零壓力確定至少兩個壓力區(qū)間；

通過對公式進行擬合得到分別對應于不同壓力區(qū)間的微裂隙密度；式中，OF₂為第二目標函數(shù)，為DEM模型估算得到的對應于壓力區(qū)間P_i的等效介質體積模量，K_{D_meas}(P_i)為對應于壓力區(qū)間P_i的實測體積模量，為DEM模型估算得到的對應于壓力區(qū)間P_i的等效介質剪切模量，G_{D_meas}(P_i)為對應于壓力區(qū)間P_i的實測剪切模量；

累加所述微裂隙密度得到累積裂隙密度。