[发明专利]一种根据声波时差和密度反演孔隙扁度进行储层渗透性评价的方法

说明书

技术领域

本发明涉及地球物理领域，一种根据声波时差和密度反演孔隙扁度进行储层渗透性评价的方法。

背景技术

地震岩石物理是地球物理烃类检测、油藏描述和振幅解释等技术的基础分析工具，它为地震数据和岩石物性以及油藏特性之间架起了沟通的桥梁。Gassmann方程是地震岩石物理中最常用的理论方程之一，通常用来研究饱和流体对岩石地震特征的影响以及描述地震响应与岩石物性之间的关系。Gassmann方程指出了流体饱和岩石的体积模量可以用干岩石骨架的体积模量、岩石基质的体积模量、孔隙流体的体积模量和岩石孔隙度共同决定，并且假设岩石剪切模量不受孔隙流体饱和状态的影响。

在应用Gassmann方程研究岩石弹性性质中，如何确定干岩石骨架的弹性模量是非常关键的。在弹性理论中，干岩石骨架弹性模量通常可以由以下几种方法获得：一、实验室测量，即测量干燥岩石的纵横波速度以及密度，进而计算得到干岩石骨架的弹性模量，但往往依赖于实验室测量条件和岩石样品；二、理论公式计算，如接触理论和自相容理论，这些理论公式往往非常复杂，计算比较繁琐，而且还需要许多额外的参数，目前还处于探索研究阶段，应用很少；三、经验公式计算，如已经提出的许多干岩石骨架模型，这些模型大多都是基于经验关系的，它们往往只考虑模量与孔隙度之间的关系，无法考虑孔隙几何结构的影响，定义的干岩石骨架与岩石基质的关系通常非常简单。比较这三种方法，其中干岩石骨架模型灵活实用，而且可以简化计算，因此目前应用也最为广泛。

目前常用的干岩石骨架模型，如临界孔隙度模型、Krief模型和Pride模型等，分别从不同角度定义了干岩石骨架与岩石基质弹性模量(包括体积模量和剪切模量)之间的关系。Krief等(1990)参照一些实际数据提出了干岩石骨架的剪切模量同体积模量一样都是关于Biot系数的简单函数。Nur(1992)从临界孔隙度的概念，提出了干岩石骨架模量与孔隙度之间是一种简单的线性关系。Pride等(2004)引入固结系数的概念，指出干岩石骨架的体积和剪切模量与岩石的孔隙度以及固结系数有关，而岩石固结系数取决于有效压力和岩石固结程度。

岩石的纵横波速度比抑或体积模量与剪切模量比通常可作为岩性或流体的指示剂。在干岩石骨架模型中，干骨架模量比是岩石物理模型的一个重要评价参数。目前对于干岩石骨架模量比和孔隙度之间的关系有两种不同的观点。一种观点，如临界孔隙度模型和Krief模型，通常认为干岩石骨架模量比通常认为是不变的，与孔隙度无关，也就是干岩石骨架的纵横波速度比与岩石基质的纵横波速度比是相等的，但是这种假设有时与实验室测量结果不相符。Pickett(1963)的交会图显示低孔隙度含气砂岩的纵横波速度比为1.6，高孔隙度时则变为1.8，表明含气砂岩的纵横波速度比取决于孔隙度。Gregory(1976)也证实了纵横波速度比和固结程度之间的关系，并指出了纵横波速度比或体积模量和剪切模量之比依赖于孔隙度。另外一种观点，如Pride模型，认为干岩石骨架模量比随孔隙度变化而变化。但Pride模型只能描述干岩石骨架的模量比随孔隙度增大而增大的趋势，但实验室数据表明干岩石骨架模量比随孔隙度可以增大、减小或者不变。

发明内容

本发明的目的是根据声波时差和密度反演岩石的孔隙扁度，进而利用孔隙扁度计算干岩石骨架弹性模量以及进行储层渗透性评价。

本发明主要核心有两方面：一是根据已知岩石的纵横波速度、密度、孔隙度、饱和度和泥质含量参数，运用Gassmann方程和新发明的干岩石骨架模型建立各参数之间的关系，应用非线性全局寻优算法来反演孔隙扁度；二是根据反演得到的孔隙扁度计算干岩石骨架的模量比和弹性模量以及进行储层渗透性评价。

本发明通过以下技术方案实施，具体步骤包括：

(1)收集岩石的纵波速度、横波速度和密度声学特征参数，岩石的孔隙度、泥质含量、流体饱和度和组成矿物模量物性参数。

(2)根据岩石纵波速度Vp、横波速度Vs、密度ρ等参数，利用下式计算饱和岩石的体积模量和剪切模量。