考虑压实作用的岩石物理建模及纵波速度估算方法技术

本发明专利技术提供一种考虑压实作用的岩石物理建模及纵波速度估算方法，包括：步骤1，获取岩石矿物的弹性模量；步骤2，获取测井解释结果；步骤3，改进V

【技术实现步骤摘要】
考虑压实作用的岩石物理建模及纵波速度估算方法


[0001]本专利技术涉及油田开发
，特别是涉及到一种考虑压实作用的岩石物理建模及纵波速度估算方法。

技术介绍

[0002]岩石物理是连接油藏属性和地震数据的桥梁，能够为地震数据的解释提供理论依据，降低地震解释的多解性。
[0003]随着油气勘探程度的不断提高，利用高精度的地震资料仅仅去开展构造解释已经无法满足勘探生产的需求，储集层岩性、物性、流体性质的预测对地震资料的使用提出了更高的要求。地震资料中所包含的信息丰富，且可以通过反演的方法来获得纵波速度、横波速度、纵横波速度比、泊松比、密度等弹性参数。大量研究及实践表明，这些弹性参数与储集层的岩性、物性和流体性质存在密切联系，而岩石物理就是研究这种联系的重要手段。近几年，已经有许多学者应用岩石物理建模加反演的手段预测储层岩性、物性及含油气性，并且取得了很多不错的效果。
[0004]岩石物理模型很重要的一个作用是用来估算岩石的纵波速度，从而建立储层特征与地震反射特征之间的关系，对于勘探阶段的储层预测、流体检测及开发阶段的剩余油预测具有十分重要的意义。而岩石物理建模的关键在于求准由不同矿物组成的岩石骨架的模量、流体的模量，从而准确计算出饱和岩石的模量，进一步转换成纵波速度。对于流体模量的计算，主要是获得温度、压力、气油比、油比重等参数后利用Batzle-Wang公式计算得到，相对来说比较确定。但是对于岩石骨架模量的计算来说，最常用的方法是Voigt-Reuss-Hill模型法，也就是分别用Voigt模型和Reuss模型计算出岩石骨架的上限模量和下限模量，然后取二者的算术平均作为最终的岩石骨架模量。根据美国斯坦福大学岩石物理实验室的研究结论，对于岩石固结较好、孔隙度不是太高时，利用Voigt-Reuss-Hill模型法算出的岩石速度与实测岩石速度接近；当岩石固结较差、孔隙度非常高时，岩石的速度往往趋近于速度下限(Reuss下限)，利用Voigt-Reuss-Hill模型法计算得到的速度值会偏大。因此，有必要建立一种考虑压实作用的岩石物理建模及纵波速度估算方法。
[0005]在申请号：CN201310308550.5的中国专利申请中，涉及到一种非均质油藏中岩石系统的纵波速度预测方法，包括：获取渗透率、孔隙率、泥质含量、矿物组分、矿物体积比率以及孔隙流体数据；建立岩石干骨架模型和嵌入体流体模型；根据嵌入体流体模型，计算嵌入体内部的流体速度；根据嵌入体内部的流体速度，计算双重孔隙介质的动能函数和耗散能函数；根据哈密顿原理和拉格朗日方程，利用双重孔隙介质的动能函数和耗散能函数，导出改进后的Biot-Rayleigh方程组；通过平面波分析及改进后的Biot-Rayleigh方程组，预测非均质油藏的岩石纵波速度。该方法考虑了岩石内部流体速度场引起的流体动能和耗散能，提高双重孔隙岩石的纵波预测能力，但是并未考虑干岩石骨架模量计算精度对岩石物理建模及纵波速度估算的影响。
[0006]在申请号：CN201811310789.5的中国专利申请中，涉及到一种孔裂隙介质中纵波
速度与衰减的预测方法，步骤如下：1、获取随压力变化的超声波速度实验数据；2、建立符合孔裂隙储层微观孔隙结构特征的等效介质理论，结合所获得的实验数据，求取岩石内部的微观孔隙结构特征；3、推导孔裂隙介质的应力应变关系；4、推导孔裂隙介质的运动方程；5、通过将裂隙模拟为硬币型的嵌入体，以模拟孔裂隙间的孔隙流体流动，推导孔裂隙介质的局域流控制方程；6、利用平面波分析，预测孔裂隙介质的纵波速度和衰减；7、通过得到的孔裂隙介质的纵波速度和衰减，可进一步指导地下油气储层的勘探与开发。该方法从孔隙微观结构及考虑孔隙间流体流动方面出发，研究如何提高纵波速度的预测精度，但是没有在提高岩石物理建模特别是计算干岩石骨架方面做改进性研究。
[0007]在申请号：CN201310280885.0的中国专利申请中，涉及到一种富含固态有机质的岩石纵波速度预测方法，包括：提取岩石骨架参数、固体有机质参数和流体参数；基于三层斑块饱和模型，利用所述岩石骨架参数、固体有机质参数和流体参数，分别计算所述富含固态有机质的岩石系统的势能、动能和耗散能；根据哈密顿原理和拉格朗日方程，利用所述富含固态有机质的岩石系统的势能、动能和耗散能，建立双重孔隙双重流体岩石波动方程；根据平面波分析解及所述双重孔隙双重流体岩石波动方程，预测纵波速度频散和衰减。该方法在计算干岩石骨架模量时使用V-R-H平均公式，没有考虑压实作用的影响，精度有待进一步提高。
[0008]为此我们专利技术了一种新的考虑压实作用的岩石物理建模及纵波速度估算方法，解决了以上技术问题。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的是提供一种对浅层弱固结岩石的纵波速度计算有较好的应用效果的考虑压实作用的岩石物理建模及纵波速度估算方法。
[0010]本专利技术的目的可通过如下技术措施来实现：考虑压实作用的岩石物理建模及纵波速度估算方法，该考虑压实作用的岩石物理建模及纵波速度估算方法包括：步骤1，获取岩石矿物的弹性模量；步骤2，获取测井解释结果；步骤3，改进V-R-H模型计算岩石骨架模量；步骤4，计算干岩石弹性模量；步骤5，分别计算油、水的体积模量；步骤6，计算油、水混合之后的混合流体模量；步骤7，计算饱和岩石的弹性模量；步骤8，计算弱固结砂岩的纵波速度。
[0011]本专利技术的目的还可通过如下技术措施来实现：
[0012]在步骤1中，通过岩心实验室分析，获得石英、粘土这些矿物的弹性模量。
[0013]在步骤2中，通过测井解释，获得孔隙度、泥质含量、含水饱和度三条曲线。
[0014]在步骤3中，求取岩石的弹性模量，根据岩石矿物组分及其含量，通过改进Voigt-Reuss-Hill模型计算岩石骨架的弹性模量：
[0015][0016][0017][0018]其中,M为体积模量K
m
或剪切模量μ
m
；M
v
为由Voigt上限模型计算的岩石骨架模量，M
r
为由Reuss下限模型计算的岩石骨架模量，式(c)为改进的Voigt-Reuss-Hill模型公式，M为最终计算出的岩石骨架模量，M
i
为第i种矿物的模量，V
i
为第i种矿物的体积含量，n为岩石
所包含的矿物种类数量，为岩石的固结因子，其范围在0-1之间，其值越小，越接近Reuss下限，即越倾向于弱固结岩石的模量；
[0019]固结因子是压实系数c的函数，压实系数c用孔隙度和埋藏深度来表征，其公式如下：
[0020][0021]其中，为孔隙度，为初始孔隙度，z为埋藏深度；
[0022]则固结因子的表达式如下：
[0023][0024]其中，x、y为常数，因地区而异，具体可以利用线性回归的方法拟合得到。
[0025]在步骤4中，根据K-T模型计算干岩石的弹性模量，其计算公式如下：
[0026][00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.考虑压实作用的岩石物理建模及纵波速度估算方法，其特征在于，该考虑压实作用的岩石物理建模及纵波速度估算方法包括：步骤1，获取岩石矿物的弹性模量；步骤2，获取测井解释结果；步骤3，改进V-R-H模型计算岩石骨架模量；步骤4，计算干岩石弹性模量；步骤5，分别计算油、水的体积模量；步骤6，计算油、水混合之后的混合流体模量；步骤7，计算饱和岩石的弹性模量；步骤8，计算弱固结砂岩的纵波速度。2.根据权利要求1所述的考虑压实作用的岩石物理建模及纵波速度估算方法，其特征在于，在步骤1中，通过岩心实验室分析，获得石英、粘土这些矿物的弹性模量。3.根据权利要求1所述的考虑压实作用的岩石物理建模及纵波速度估算方法，其特征在于，在步骤2中，通过测井解释，获得孔隙度、泥质含量、含水饱和度三条曲线。4.根据权利要求1所述的考虑压实作用的岩石物理建模及纵波速度估算方法，其特征在于，在步骤3中，求取岩石的弹性模量，根据岩石矿物组分及其含量，通过改进Voigt-Reuss-Hill模型计算岩石骨架的弹性模量：Hill模型计算岩石骨架的弹性模量：Hill模型计算岩石骨架的弹性模量：其中，M为体积模量K
m
或剪切模量μ
m
；M
v
为由Voigt上限模型计算的岩石骨架模量，M
r
为由Reuss下限模型计算的岩石骨架模量，式(c)为改进的Voigt-Reuss-Hill模型公式，M为最终计算出的岩石骨架模量，M
i
为第i种矿物的模量，V
i
为第i种矿物的体积含量，n为岩石所包含的矿物种类数量，为岩石的固结因子，其范围在0-1之间，其值越小，越接近Reuss下限，即越倾向于弱固结岩石的模量；固结因子是压实系数c的函数，压实系数c用孔隙度和埋藏深度来表征，其公式如下：其中，为孔隙度，为初始孔隙度，z为埋藏深度；则固结因子的表达式如下：其中，x、y为常数，因地区而异，具体为利用线性回归的方法拟合得到。5.根据权利要求1所述的考虑压实作用的岩石物理建模及纵波速度估算方法，其特征在于，在步骤4中，根据K-T模型计算干岩石的弹性模量，其计算公式如下：T模型计算干岩石的弹性模量，其计算公式如下：其中，K
d
、μ

【专利技术属性】
技术研发人员：杨国杰，王学军，张奎华，尹克敏，王有涛，相鹏，李竹强，陈学国，魏敏，李学良，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司勘探开发研究院，
类型：发明
国别省市：