一种计算随机孔隙介质模型地震波特征信息的方法和装置制造方法及图纸

本申请实施例提供一种计算随机孔隙介质模型地震波特征信息的方法和装置。该方法包括：对岩样进行预处理，根据预处理后的岩样分析数据得到所述岩样的弹性参量的统计特征信息；根据所述统计特征信息进行随机场的建立；进而计算得到饱和流体的随机孔隙介质有效纵波模量；根据所述饱和流体的随机孔隙介质有效纵波模量计算得到其地震波特征信息。利用本申请实施例提供的技术方案可以更准确的计算出地震波的速度频散和衰减等随机孔隙介质地震波特征信息，所述速度频散和衰减信息可以有效的反映孔隙流体对地震波的影响，为提高地震定量解释的精度提供支持。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及地球物理勘探
，尤其涉及一种计算随机孔隙介质模型地震波特征信息的方法和装置。
技术介绍
岩石孔隙中流体的存在会导致地震波的速度频散和衰减，这种速度频散和衰减信息可以反映孔隙流体对地震波的影响，从而可以为提高地震定量解释的精度提供支持。一般，这种速度频散和衰减会随着孔隙流体组在岩石中分布的变化而发生变化。岩石孔隙流体的流动，特别是在部分饱和岩石中斑块分布的流体区域之间流体的流动会直接造成地震波的速度频散和衰减的加重。因此，如何表征流体在岩石中的分布状态及其对岩石弹性性质的影响成为确定地震波的速度频散和衰减的研究重点。现有技术中考虑到真实岩石中的孔隙流体并没有固定形状，而是具有不同形状、尺寸，并且按照一定规则进行分布的情况，会通过建立随机孔隙介质模型来研究流体在岩石中的状态及其对岩石弹性性质的影响。具体的，例如用统计平滑的方法建立3D随机非均匀孔隙模型(RandomPorousMedia,简称RPM)，所述3D随机非均匀孔隙模型建立过程中，可以确定模拟波传播诱发的流体流动引起的地震波的速度频散和衰减信息等随机孔隙介质模型地震波特征信息。但现有技术中没有考虑模型有限性造成的误差以及岩石各弹性参量的统计特征信息直接进行理论假设的误差。由于理论推导中假设随机孔隙介质是连续无限区域，而实际计算是在有限、离散的随机孔隙介质模型，且这种模型尺寸固定的情况下，描述岩石的弹性参量的统计特征信息的自相关长度越大，导致地震波的速度频散和衰减信息的误差就越大。因此，现有技术中亟需一种计算随机孔隙介质模型地震波特征信息的方法，可以准确的计算出随机孔隙介质模型地震波特征信息，从而可以有效的反映孔隙流体对地震波的影响。
技术实现思路
本申请的目的是提供一种计算随机孔隙介质模型地震波特征信息的方法和装置，可以更准确的确定出随机孔隙介质模型地震波特征信息，从而可以有效的反映孔隙流体对地震波的影响，为提高地震定量解释的精度提供支持。本申请提供的计算随机孔隙介质模型地震波特征信息的方法和装置是这样实现的：一种计算随机孔隙介质模型地震波特征信息的方法，所述方法包括：对岩样进行预处理，根据预处理后的岩样分析数据得到所述岩样的弹性参量的统计特征信息；基于预设分布规律利用所述统计特征信息中的岩石骨架体积模量、岩石颗粒体积模量、孔隙流体体积模量、岩石剪切模量以及岩石密度的均值和方差分别确定所述岩石骨架体积模量的随机场、所述岩石颗粒体积模量的随机场、所述孔隙流体体积模量的随机场、以及所述岩石剪切模量的随机场；利用所述岩石骨架体积模量的随机场、所述岩石颗粒体积模量的随机场、所述孔隙流体体积模量的随机场、所述岩石剪切模量的随机场、以及所述统计特征信息构建参数信息模量的随机场和饱和流体的随机孔隙介质的纵波模量的随机场；根据所述饱和流体的随机孔隙介质的纵波模量的随机场、所述参数信息模量的随机场、以及所述岩石剪切模量的随机场分别计算得到所述饱和流体的随机孔隙介质的纵波模量和所述岩石剪切模量的均值，所述饱和流体的随机孔隙介质的纵波模量、所述参数信息模量和所述岩石剪切模量的方差，以及所述饱和流体的随机孔隙介质的纵波模量、所述参数信息模量和所述岩石剪切模量之间的协方差；根据所述统计特征信息中的岩石骨架体积模量、岩石颗粒体积模量、孔隙流体体积模量、和岩石剪切模量的均值，所述饱和流体的随机孔隙介质的纵波模量和所述岩石剪切模量的均值，所述饱和流体的随机孔隙介质的纵波模量、所述参数信息模量以及所述岩石剪切模量的方差，以及所述饱和流体的随机孔隙介质的纵波模量、所述参数信息模量和所述岩石剪切模量之间的协方差计算得到饱和流体的随机孔隙介质有效纵波模量；根据所述饱和流体的随机孔隙介质有效纵波模量计算得到随机孔隙介质模型地震波特征信息。一种计算随机孔隙介质模型地震波特征信息的装置，所述装置包括：统计特征信息获取模块，用于对岩样进行预处理，根据预处理后的岩样分析数据得到所述岩样的弹性参量的统计特征信息；第一随机场建立模块，用于基于预设分布规律利用所述统计特征信息中的岩石骨架体积模量、岩石颗粒体积模量、孔隙流体体积模量、岩石剪切模量以及岩石密度的均值和方差分别确定所述岩石骨架体积模量的随机场、所述岩石颗粒体积模量的随机场、所述孔隙流体体积模量的随机场、以及所述岩石剪切模量的随机场；第二随机场建立模块，用于利用所述岩石骨架体积模量的随机场、所述岩石颗粒体积模量的随机场、所述孔隙流体体积模量的随机场、所述岩石剪切模量的随机场、以及所述统计特征信息构建参数信息模量的随机场和饱和流体的随机孔隙介质的纵波模量的随机场；数据处理模块，用于根据所述饱和流体的随机孔隙介质的纵波模量的随机场、所述参数信息模量的随机场、以及所述岩石剪切模量的随机场分别计算得到所述饱和流体的随机孔隙介质的纵波模量和所述岩石剪切模量的均值，所述饱和流体的随机孔隙介质的纵波模量、所述参数信息模量和所述岩石剪切模量的方差，以及所述饱和流体的随机孔隙介质的纵波模量、所述参数信息模量和所述岩石剪切模量之间的协方差；纵波模量计算模块，用于根据所述统计特征信息中的岩石骨架体积模量、岩石颗粒体积模量、孔隙流体体积模量、和岩石剪切模量的均值，所述饱和流体的随机孔隙介质的纵波模量和所述岩石剪切模量的均值，所述饱和流体的随机孔隙介质的纵波模量、所述参数信息模量以及所述岩石剪切模量的方差，以及所述饱和流体的随机孔隙介质的纵波模量、所述参数信息模量和所述岩石剪切模量之间的协方差计算得到饱和流体的随机孔隙介质有效纵波模量；信息计算模块，用于根据所述饱和流体的随机孔隙介质有效纵波模量计算得到随机孔隙介质模型地震波特征信息。本申请通过岩样预处理后的分析数据可以得到客观体现岩石物理信息的岩样的弹性参量的统计特征信息，利用所述统计特征信息得到的饱和流体的随机孔隙介质有效纵波模量，可以更准确的确定出地震波的速度频散和衰减信息等随机孔隙介质模型地震波特征信息，所述速度频散和衰减信息可以有效的反映孔隙流体对地震波的影响，为提高地震定量解释的精度提供支持。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本申请提供的计算随机孔隙介质模型地震波特征信息的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种计算随机孔隙介质模型地震波特征信息的方法，其特征在于，所述方法包括：对岩样进行预处理，根据预处理后的岩样分析数据得到所述岩样的弹性参量的统计特征信息；基于预设分布规律利用所述统计特征信息中的岩石骨架体积模量、岩石颗粒体积模量、孔隙流体体积模量、岩石剪切模量以及岩石密度的均值和方差分别确定所述岩石骨架体积模量的随机场、所述岩石颗粒体积模量的随机场、所述孔隙流体体积模量的随机场、以及所述岩石剪切模量的随机场；利用所述岩石骨架体积模量的随机场、所述岩石颗粒体积模量的随机场、所述孔隙流体体积模量的随机场、所述岩石剪切模量的随机场、以及所述统计特征信息构建参数信息模量的随机场和饱和流体的随机孔隙介质的纵波模量的随机场；根据所述饱和流体的随机孔隙介质的纵波模量的随机场、所述参数信息模量的随机场、以及所述岩石剪切模量的随机场分别计算得到所述饱和流体的随机孔隙介质的纵波模量和所述岩石剪切模量的均值，所述饱和流体的随机孔隙介质的纵波模量、所述参数信息模量和所述岩石剪切模量的方差，以及所述饱和流体的随机孔隙介质的纵波模量、所述参数信息模量和所述岩石剪切模量之间的协方差；根据所述统计特征信息中的岩石骨架体积模量、岩石颗粒体积模量、孔隙流体体积模量、和岩石剪切模量的均值，所述饱和流体的随机孔隙介质的纵波模量和所述岩石剪切模量的均值，所述饱和流体的随机孔隙介质的纵波模量、所述参数信息模量以及所述岩石剪切模量的方差，以及所述饱和流体的随机孔隙介质的纵波模量、所述参数信息模量和所述岩石剪切模量之间的协方差计算得到饱和流体的随机孔隙介质有效纵波模量；根据所述饱和流体的随机孔隙介质有效纵波模量计算得到随机孔隙介质模型地震波特征信息。...

【技术特征摘要】
1.一种计算随机孔隙介质模型地震波特征信息的方法，其特征在于，所述方法包括：
对岩样进行预处理，根据预处理后的岩样分析数据得到所述岩样的弹性参量的统计特
征信息；
基于预设分布规律利用所述统计特征信息中的岩石骨架体积模量、岩石颗粒体积模
量、孔隙流体体积模量、岩石剪切模量以及岩石密度的均值和方差分别确定所述岩石骨架
体积模量的随机场、所述岩石颗粒体积模量的随机场、所述孔隙流体体积模量的随机场、以
及所述岩石剪切模量的随机场；
利用所述岩石骨架体积模量的随机场、所述岩石颗粒体积模量的随机场、所述孔隙流
体体积模量的随机场、所述岩石剪切模量的随机场、以及所述统计特征信息构建参数信息
模量的随机场和饱和流体的随机孔隙介质的纵波模量的随机场；
根据所述饱和流体的随机孔隙介质的纵波模量的随机场、所述参数信息模量的随机
场、以及所述岩石剪切模量的随机场分别计算得到所述饱和流体的随机孔隙介质的纵波模
量和所述岩石剪切模量的均值，所述饱和流体的随机孔隙介质的纵波模量、所述参数信息
模量和所述岩石剪切模量的方差，以及所述饱和流体的随机孔隙介质的纵波模量、所述参
数信息模量和所述岩石剪切模量之间的协方差；
根据所述统计特征信息中的岩石骨架体积模量、岩石颗粒体积模量、孔隙流体体积模
量、和岩石剪切模量的均值，所述饱和流体的随机孔隙介质的纵波模量和所述岩石剪切模
量的均值，所述饱和流体的随机孔隙介质的纵波模量、所述参数信息模量以及所述岩石剪
切模量的方差，以及所述饱和流体的随机孔隙介质的纵波模量、所述参数信息模量和所述
岩石剪切模量之间的协方差计算得到饱和流体的随机孔隙介质有效纵波模量；
根据所述饱和流体的随机孔隙介质有效纵波模量计算得到随机孔隙介质模型地震波
特征信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在确定所述岩石骨架体积模量的随机场、所述岩石颗粒体积模量的随机场、所述孔隙
流体体积模量的随机场、以及所述岩石剪切模量的随机场时，利用预设修正函数对描述统
计特征信息的自相关函数产生的误差进行修正处理。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对岩样进行预处理，根据预处理后的
岩样分析数据得到所述岩样的弹性参量的统计特征信息包括：
对所述岩样进行CT扫描和/或薄片分析处理；
根据所述CT扫描和/或薄片分析处理后的岩样分析数据得到岩样密度的灰度统计特征
信息；
基于造岩矿物密度和体积模量、以及造岩矿物密度和剪切模量的对应关系从所述岩样
密度的灰度统计特征信息中确定所述岩样的弹性参量的统计特征信息，所述统计特征信息
至少包括下述之一：岩石骨架体积模量、岩石颗粒体积模量、孔隙流体体积模量、岩石剪切
模量、以及岩石密度的均值和方差。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设分布规律包括下述中的任意一
种：
指数分布、高斯分布。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述统计特征信息中的岩石骨架
体积模量、岩石颗粒体积模量、孔隙流体体积模量、和岩石剪切模量的均值，所述饱和流体
的随机孔隙介质的纵波模量和所述岩石剪切模量的均值，所述饱和流体的随机孔隙介质的
纵波模量、所述参数信息模量以及所述岩石剪切模量的方差，以及所述饱和流体的随机孔
隙介质的纵波模量、所述参数信息模量和所述岩石剪切模量之间的协方差计算得到饱和流
体的随机孔隙介质有效纵波模量的计算公式如下：
Heff=H0(1-Δ2-Δ1kps2∫0∞rB(r)T(r)exp[ikpsr]dr)2]]>上式中，Heff表示饱和流体的随机孔隙介质有效纵波模量，单位为GPa；H0表示饱和流体
的随机孔隙介质的背景纵波模量，H0为饱和流体的随机孔隙介质的纵波模量中各参数为均
值时计算得到的，单位为GPa；H表示饱和流体的随机孔隙介质的纵波模量，单位为GPa，H＝
Pd+α2[(α-φ)/Kg+φ/Kf]-1；Pd表示干燥岩石纵波模量，单位为GPa；Kg表示岩石颗粒体积模
量，单位为GPa；Kf表示孔隙流体体积模量，单位为GPa；φ表示岩石孔隙度；α表示比奥系数，
B(r)表示随机孔隙介质模型中的相关函数；T(r)表示预设修正函数；r表示
空间坐标；kps表示比奥慢波的波数，kps=iωη/[κ[(α-φ)/Kg‾+φ/Kf‾]-1Pd/[Pd+α2[(α-φ)/Kg‾+φ/Kf‾]-1]];]]>ω
表示圆频率；η表示孔隙流体的粘滞系数；κ表示介质渗透率；表示岩石剪切模量的均值，
单位为GPa；表示饱和流体的随机孔隙介质的纵波模量的均值，单位为GPa；Δ1和Δ2表示
无量纲的参数，Δ1=α2[(α-φ)/Kg‾+φ/Kf‾]-12Pd(σHH2-2σHC2+σCC2+3215G‾2H‾2σGG2-83G‾H‾σHG2+83G‾H‾σGC2),]]>Δ2=Δ1+12σHH2-43G‾H‾σHG2+(4G‾H‾+1)415G‾H‾σGG2;]]>表示岩石骨架体积模量的均值，单位为
GPa；表示岩石颗粒体积模量的均值，单位为GPa；表示孔隙流体体积模量的均值，单
位为GPa；表示饱和流体的随机孔隙介质的纵波模量的方差；表示参数信息模量的
方差；表示岩石剪切模量的方差；表示饱和流体的随机孔隙介质的纵波模量与岩石
剪切模量之间的协方差；表示饱和流体的随机孔隙介质的纵波模量与参数信息模量之
间的协方差；表示岩石剪切模量与参数信息模量之间的协方差。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述随机孔隙介质模型地震波特征信息至
少包括下述之一：
地震波的速度频散、地震波的衰减信息。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述饱和流体的随机孔隙介质有
效纵波模量计算得到随机孔隙介质模型地震波特征信息至少包括下述之一：
将所述饱和流体的随机孔隙介质有效纵波模量频率范围内的所述饱和流体的随机孔
隙介质有效纵波模量的实部除以岩石密度后开平方得到的地震波有效速度作为所述地震
波的速度频散；
将所述饱和流体的随机孔隙介质有效纵波模量频率范围内所述饱和流体的随机孔隙
介质有效纵波模量的虚部除以所述饱和流体的随机孔隙介质有效纵波模量的实部的值作
为...

【专利技术属性】
技术研发人员：未晛，曹宏，杨志芳，晏信飞，卢明辉，李晓明，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11