饱和多孔岩石的纵横波速度预测方法及相关设备

本公开涉及岩石地球物理领域，尤其涉及一种饱和多孔岩石的纵横波速度预测方法及相关设备。

背景技术：

1、近年来，深层油气勘探开发、地热资源开采、地下储能及二氧化碳地质封存等领域发展迅速，地震勘探技术是上述领域开展地下介质探测、储层特征评价的核心手段。在地震勘探数据处理与解释过程中，饱和多孔岩石的纵波速度和横波速度是连接地震响应信号与地下岩石物理属性的关键桥梁，其预测精度直接影响储层识别、流体判别、地应力评价、时移地震动态监测等多项核心工作的可靠性。

2、目前，行业内常用的纵横波速度预测方法多基于简化的岩石物理假设构建，预测结果与实际测井数据、室内实验测量值的偏差较大，尤其在复杂地质条件下，预测稳定性不足的问题更为突出，难以满足现代油气勘探开发及地下工程实践的精度需求。

3、需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

1、本申请公开了一种饱和多孔岩石的纵横波速度预测方法及相关设备，能够提升纵横波速度预测的精度和稳定性。

2、本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。

3、根据本公开的一个方面，提供了一种饱和多孔岩石的纵横波速度预测方法，包括：

4、获取目标储层岩石的矿物组分体积分数、矿物体积模量及矿物剪切模量；

5、根据矿物组分体积分数、矿物体积模量及矿物剪切模量，确定基质等效体积模量和基质等效剪切模量；

6、基于双重孔隙介质理论，将岩石总孔隙度解耦为刚性硬孔孔隙度和可压缩裂隙孔隙度，并构建刚性硬孔孔隙度和可压缩裂隙孔隙度随有效压力和绝对温度变化的耦合函数；

7、根据不含裂隙的干岩石骨架体积模量、基质等效体积模量、刚性硬孔孔隙度及可压缩裂隙孔隙度的耦合函数，计算随有效压力和绝对温度变化的干岩石骨架体积模量和干岩石骨架剪切模量；

8、基于干岩石骨架体积模量、干岩石骨架剪切模量、实时总孔隙度及混合流体体积模量，确定饱和岩石的体积模量和剪切模量；其中，混合流体体积模量是基于孔隙流体参数确定的；

9、根据饱和岩石的体积模量、剪切模量及饱和岩石密度，确定纵波速度和横波速度，纵波速度和横波速度用于储层地球物理勘探。

10、在本公开的一个实施例中，构建刚性硬孔孔隙度和可压缩裂隙孔隙度随有效压力和绝对温度变化的耦合函数，包括：基于孔隙度随有效压力的压缩特性及随绝对温度的热膨胀特性，建立孔隙度关于有效压力的一阶偏导数和关于绝对温度的一阶偏导数；通过对一阶偏导数进行积分求解，获得刚性硬孔孔隙度和可压缩裂隙孔隙度随有效压力和绝对温度变化的显式解析表达式。

11、在本公开的一个实施例中，刚性硬孔孔隙度的显式解析表达式由有效压力的线性因子与绝对温度的指数因子的乘积项叠加构成，可压缩裂隙孔隙度的显式解析表达式由初始裂隙孔隙度与有效压力的负指数因子、绝对温度的指数因子的乘积项构成；刚性硬孔孔隙度对有效压力的一阶导数为正、对绝对温度的一阶导数为正；可压缩裂隙孔隙度对有效压力的一阶导数为负、对绝对温度的一阶导数为正。

12、在本公开的一个实施例中，计算随有效压力和绝对温度变化的干岩石骨架体积模量和干岩石骨架剪切模量，包括：基于不含裂隙的干岩石骨架基准模量，引入刚性硬孔孔隙度和可压缩裂隙孔隙度对应的变形敏感参数，构建干岩石骨架体积模量及剪切模量关于温压的响应函数；其中，干岩石骨架体积模量和剪切模量均随有效压力的增大而增大，随绝对温度的升高而减小。

13、在本公开的一个实施例中，干岩石骨架体积模量的响应函数以不含裂隙的干岩石骨架体积模量为基准，引入基质与骨架的模量差项、刚性硬孔温压耦合修正项及可压缩裂隙温压耦合修正项，通过线性叠加修正项实现对骨架刚度的折减；干岩石骨架剪切模量的响应函数以不含裂隙的干岩石骨架剪切模量为基准，采用与体积模量相同的双重孔隙折减架构，且引入专用于剪切模量计算的孔隙变形敏感参数，敏感参数与体积模量对应的敏感参数相互独立。

14、在本公开的一个实施例中，确定混合流体体积模量，包括：获取孔隙内的液相饱和度、气相饱和度、液相体积模量及气相体积模量；基于各相流体的体积分数及其压缩系数的倒数关系，计算混合流体的等效体积模量。

15、在本公开的一个实施例中，确定饱和岩石的体积模量和剪切模量，包括：基于gassmann流体替换模型，建立干岩石骨架模量、基质模量、总孔隙度及流体模量之间的约束关系；通过求解约束关系，获得饱和岩石的体积模量，且饱和岩石的剪切模量保持为干岩石骨架剪切模量不变。

16、在本公开的一个实施例中，确定纵波速度和横波速度，包括：基于线弹性波动理论，利用饱和岩石的体积模量、剪切模量及密度，通过弹性波速度解析公式计算获得纵波速度和横波速度；其中，纵波速度由饱和岩石的体积模量与剪切模量的组合决定，横波速度由饱和岩石的剪切模量决定。

17、根据本公开的又一个方面，提供一种电子设备，包括：存储器，用于存储指令；处理器，用于调用所述存储器中存储的指令，实现上述的饱和多孔岩石的纵横波速度预测方法。

18、根据本公开的又一个方面，提供一种计算机程序产品，计算机程序产品存储有指令，所述指令在由计算机执行时，使得计算机实施上述的饱和多孔岩石的纵横波速度预测方法。

19、本公开实施例所提供的饱和多孔岩石的纵横波速度预测方法，通过矿物组分体积分数与对应弹性模量的等效计算，精准获取基质本征体积模量与剪切模量，为全流程计算奠定可靠的物理基础；继而基于双重孔隙介质理论将岩石总孔隙度解耦为刚性硬孔孔隙度与可压缩裂隙孔隙度，针对性构建二者随有效压力、绝对温度变化的耦合函数，精准刻画了不同孔隙组分在温压环境下的动态演化规律，解决了传统模型对孔隙结构时变特征表征失准的问题；进一步结合不含裂隙的干岩石骨架体积模量与基质等效模量，计算得到随有效压力、绝对温度动态变化的干岩石骨架弹性模量，真实还原了温压条件对骨架刚度的耦合影响；最终基于动态更新的实时总孔隙度、干骨架弹性模量与孔隙流体参数计算得到饱和岩石弹性模量，进而推导得到纵波速度与横波速度，大幅提升了复杂地质条件下纵横波速度的预测精度与稳定性，可靠支撑储层地球物理勘探中的储层识别、流体判别、地应力评价、时移动态监测等多项核心工作，适用性与工程价值显著优于传统预测方法。

20、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

1.一种饱和多孔岩石的纵横波速度预测方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述构建刚性硬孔孔隙度和可压缩裂隙孔隙度随有效压力和绝对温度变化的耦合函数，包括：

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述刚性硬孔孔隙度的显式解析表达式由有效压力的线性因子与绝对温度的指数因子的乘积项叠加构成，所述可压缩裂隙孔隙度的显式解析表达式由初始裂隙孔隙度与有效压力的负指数因子、绝对温度的指数因子的乘积项构成；

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算随有效压力和绝对温度变化的干岩石骨架体积模量和干岩石骨架剪切模量，包括：

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述干岩石骨架体积模量的响应函数以不含裂隙的干岩石骨架体积模量为基准，引入基质与骨架的模量差项、刚性硬孔温压耦合修正项及可压缩裂隙温压耦合修正项，通过线性叠加所述修正项实现对骨架刚度的折减；

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定混合流体体积模量，包括：

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定饱和岩石的体积模量和剪切模量，包括：

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定纵波速度和横波速度，包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于，所述计算机指令被处理器执行时实现权利要求1-8中任意一项所述饱和多孔岩石的纵横波速度预测方法。