[發(fā)明專利]一種縱橫波反射率模版估算水合物和游離氣飽和度的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111241202.1
• 申請日: 2021-10-25
• 公開（公告）號: CN113960664B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 董世泰;李紅兵;潘豪杰;曾慶才;曾同生;高強;李勇根;李曉明
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: G01V1/28
• 分類號: G01V1/28;G01V1/30;G01V1/36;G01V1/40
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 劉二艷

1.一種縱橫波反射率模版估算水合物和游離氣飽和度的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

(1)依次基于VRH邊界平均模型、SCA-DEM模型、廣義有效介質(zhì)模型、Wood公式、Gassmann方程和White模型，建立同時考慮六種水合物微觀賦存形態(tài)的巖石物理等效模型并計算彈性參數(shù)，隨后利用AVO理論近似式計算縱波和橫波的垂直入射反射系數(shù)，完成水合物巖石物理建模流程；

(2)依據(jù)測井?dāng)?shù)據(jù)對水合物飽和度和游離氣飽和度進(jìn)行二維網(wǎng)格剖分，利用步驟(1)計算得到的縱波和橫波的垂直入射反射系數(shù)，構(gòu)建縱橫波反射率巖石物理模版；

(3)結(jié)合疊前地震反演的縱橫波阻抗對步驟(2)構(gòu)建得到的縱橫波反射率巖石物理模版進(jìn)行反演驗證；

其中，依次基于VRH邊界平均模型、SCA-DEM模型、廣義有效介質(zhì)模型、Wood公式、Gassmann方程和White模型，建立同時考慮六種水合物微觀賦存形態(tài)的巖石物理等效模型并計算彈性參數(shù)，具體內(nèi)容包括：

假設(shè)水合物是固體基質(zhì)的一部分，利用步驟(1)所述VRH邊界平均模型計算石英、粘土和骨架支撐型水合物的固體巖石基質(zhì)的體積模量K_m和剪切模量μ_m，具體公式如下：

其中，K_m表示VRH邊界平均模型的體積模量，μ_m表示VRH邊界平均模型的剪切模量，K_i表示第i種組分的體積模量，μ_i表示第i種組分的剪切模量；由于骨架支撐型水合物的存在，礦物骨架的體積比表示為f_i表示第i種組分的體積分?jǐn)?shù)，Φ表示第i種組分的孔隙度；由于骨架支撐型水合物的存在，除去骨架支撐型水合物所占孔隙后的孔隙度表示為Φ_r＝Φ(1-γ_msS_h)，γ_ms表示第i種組分的骨架支撐型水合物賦存形態(tài)百分比，S_h表示第i種組分的水合物飽和度；

假設(shè)固體巖石基質(zhì)和基質(zhì)與包含物共存模式水合物組成“新”基質(zhì)，利用步驟(1)所述SCA-DEM模型計算“新”基質(zhì)的體積模量K_ma和剪切模量μ_ma，具體公式如下：

K_ma＝K_DEM

μ_ma＝μ_DEM

其中，x_j表示第j種組分的體積比，K_j表示第j種組分的體積模量，μ_j表示第j種組分的剪切模量，K_SCA表示SCA模型計算的等效體積模量，μ_SCA表示SCA模型計算的等效剪切模量，P^j(x_j)和Q^j(x_j)均表示幾何因子，K_DEM表示DEM模型計算的等效體積模量，μ_DEM表示DEM模型計算的等效剪切模量，K_ma表示“新”基質(zhì)的體積模量，μ_ma表示“新”基質(zhì)的剪切模量；

利用步驟(1)所述廣義有效介質(zhì)模型計算接觸膠結(jié)和顆粒包裹兩種微觀賦存形態(tài)下干巖石骨架的體積模量K_dry和剪切模量μ_dry，具體公式如下：

其中，K_dry表示廣義有效介質(zhì)模型的體積模量，μ_dry表示廣義有效介質(zhì)模型的剪切模量，Φ_c表示臨界孔隙度，K_mct表示基于改進(jìn)膠結(jié)模型計算的臨界孔隙度Φ_c時的體積模量，μ_mct表示基于改進(jìn)膠結(jié)模型計算的臨界孔隙度Φ_c時的剪切模量，廣義有效介質(zhì)模型的參量Z表示為K_ma表示“新”基質(zhì)的體積模量，μ_ma表示“新”基質(zhì)的剪切模量；由于骨架支撐和基質(zhì)與包含物共存模式的水合物存在，中間孔隙度Φ_i表示為Φ_i＝Φ[1-S_h(γ_mi+γ_ms)]，Φ表示第i種組分的孔隙度，γ_ms表示第i種組分的骨架支撐型水合物賦存形態(tài)百分比，S_h表示第i種組分的水合物飽和度，γ_mi表示基質(zhì)與包含物共存型水合物的體積百分比；

利用步驟(1)所述Wood公式計算孔隙充填水合物和水的混合流體的體積模量K_fl，具體公式如下：

其中，K_fl表示W(wǎng)ood公式的體積模量，K_h表示水合物的體積模量，K_w表示水的體積模量，S_h為孔隙充填水合物飽和度，而歸一化的孔隙充填水合物飽和度表示為γ_pf表示孔隙充填形態(tài)的百分比；

利用步驟(1)所述Gassmann方程計算流體飽和情況下巖石的體積模量K_sat和剪切模量μ_sat，具體公式如下：

μ_sat＝μ_dry

其中，K_sat表示Gassmann方程的體積模量，μ_sat表示Gassmann方程的剪切模量，K_dry表示廣義有效介質(zhì)模型的體積模量，μ_dry表示廣義有效介質(zhì)模型的剪切模量，K_ma表示“新”基質(zhì)的體積模量，K_fl表示W(wǎng)ood公式的體積模量；有效孔隙度表示為Φ_e＝Φ[1-(γ_hc+γ_ms+γ_mi)S_h]，Φ表示第i種組分的孔隙度，γ_hc表示混合膠結(jié)形態(tài)的百分比，γ_ms表示第i種組分的骨架支撐型水合物賦存形態(tài)百分比，γ_mi表示基質(zhì)與包含物共存型水合物的體積百分比，S_h表示第i種組分的水合物飽和度；

將利用步驟(1)所述Gassmann方程計算得到的流體飽和情況下巖石的體積模量K_sat和剪切模量μ_sat作為水飽和儲層的彈性模量，將裂縫充填的部分完全看作是100％水合物飽和，利用步驟(1)所述White模型計算出各向異性水合物儲層的縱橫波相關(guān)速度，具體公式如下：

N＝μ^-1

其中，表示不同彈性參數(shù)的線性加權(quán)平均符號，λ和μ均為拉梅常數(shù)，可由水合物和流體飽和巖石的體積模量和剪切模量轉(zhuǎn)化得到；A、C、F、L、N和Q均為中間變量，θ為裂縫傾角，ρ_b為體密度，V_p表示縱波速度，V_SV表示垂向極化的橫波速度，V_SH表示橫向極化的橫波速度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，利用步驟(1)所述AVO理論近似式計算縱波和橫波的垂直入射反射系數(shù)，具體內(nèi)容如下：

縱波反射系數(shù)R_pp表示為R_pp(θ)＝A+Bsin²θ+C(tan²θ-sin²θ)，其中，A、B、C均為系數(shù)，θ表示入射角；

當(dāng)θ＜30°且V_p≈2V_s時，步驟(1)所述AVO理論近似式簡化為R_pp(θ)＝R_p0+(R_p0-2R_s0)sin²θ，其中，V_p表示縱波速度，V_s表示橫波速度，R_p0表示縱波垂直入射情況下的反射系數(shù)，R_s0表示橫波垂直入射情況下的反射系數(shù)。