[发明专利]三维等效富泥质砂岩速度预测模型

权利要求书

三维等效富泥质砂岩速度预测模型

1.三维等效富泥质砂岩速度预测模型，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，通过精细的测井解释可以求算得地层的孔隙度泥质含量v_sh，，然后将岩石孔隙划分为砂岩孔隙和泥岩孔隙然后利用平均时间公式和弹性模量与波速、密度的关系式得到岩石固体部分的体积模量K_m和剪切模量μ_m；

步骤2，计算干岩石的弹性模量并考虑孔隙形状的影响。将Berryman(1995)四种三维等效孔隙(球形、针形、碟形和裂缝形)按照孔隙分布谱引入到了模型之中，利用下式计算干岩石的弹性模量：

(Kdry-Km)(Km+43μm)(Kdry+43μm)=φsΣi=1NCi(Ki-Km)Pmi+φcΣi=1NCi(Ki-Km)Pmi---(1)]]>

(μdry-μm)(μm+ζm)(μdry+ζm)=φsΣi=1NCi(μi-μm)Qmi+φcΣi=1NCi(μi-μm)Qmi---(2)]]>

上式中，K_dry、μ_dry分别代表干岩石体积模量和剪切模量；K_i、μ_i代表第i种孔隙内含物的体积模量和剪切模量，对于干岩石的内含物此处均视为空气；P^mi、Q^mi为关于第i种孔隙几何尺寸的常量。

步骤3，利用Gassmann方程(1951)计算饱和流体岩石的弹性模量。本三维等效模型利用Biot(1956)改写的由干岩石骨架性质预测饱和流体岩性质的Biot-Gassmann方程来考虑孔隙流体的影响，表达式为：

KsatKm-Ksat=Kdry(Km-Kdry)+Kf(Km-Kf),usat=udry---(3)]]>

 式中，K_f为岩石饱和的流体的体积模量；K_sat、u_sat即为所求的饱和岩石的体积模量。

步骤4，利用纵横波速度与弹性模量、密度之间的关系式计算出最终的饱和流体岩石的纵波速度和横波速度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤3所述的本模型的三维孔隙分布谱与原始Xu-White模型(1995)设定二维孔隙表面比的做法不同。在本三维等效模型中，根据孔隙形状的主次性统计特征，分别将砂岩和泥岩孔隙划分为有一种孔隙占主导的四种三维孔隙，这四种三维孔隙是Berryman(1995)提出的球形孔隙、针形孔隙、碟形孔隙和裂缝形孔隙。具体的划分方法及原则是：

(1)假设砂岩孔隙的主导孔隙是球形，次要孔隙依次是针形、碟形和裂缝形；

(2)假设泥岩的主导孔隙是无限裂缝形，其孔隙表面比(孔隙的长轴与短轴的比值)可无限小，次要孔隙依次是碟形、针形和球形；

(3)主导孔隙所占总孔隙的比例系数为C_D(一般在0.6～1.0之间取值)，第一个次要孔隙占总孔隙的比例系数为C_S、则后面两种孔隙所占的比例依次是0.1C_S、0.01C_S，则这个孔隙分布葡可表示为[C_D，C_S，0.1C_S，0.01C_S]，且C_D+1.11C_S＝1。这样对孔隙空间进行三维等效的好处是构建及计算起来简单易行，同时将实际砂岩和泥岩孔隙空间抽象为球、针、碟、缝这样的三维孔隙更直观且易于理解，具体模拟这四种孔隙的公式参见美国地球物理联盟(1995)出版的《物理常数手册》的第205-228页。