[发明专利]岩石孔隙结构参数反演方法及其系统

说明书

技术领域

本发明涉及地球物理测井领域，尤其涉及一种岩石孔隙结构参数反演方法及其系统。

背景技术

叠前反演技术在储层预测中发挥着重要作用，实施该方法需要提供准确的纵波速度及横波速度的测井曲线，但测井资料中往往缺乏横波速度信息。Xu-White速度模型法是一种高精度的横波速度预测方法，但是由于该模型需要输入的参数较多，有些参数对预测精度影响大却不能从实验室或者测井数据中直接获得，从而限制了该方法的广泛应用。

在Xu-White速度模型法中，孔隙结构对预测的横波速度有重要影响。如果在较大深度范围内采用固定的孔隙结构参数，那么会对预测的横波引入较大的误差。对于岩石孔隙结构的研究，集中在岩石所具有的孔隙和吼道的几何形状、大小、分布及其相互连通关系等方面，主要通过两种方法来实现，地球物理实验室实验法和测井资料现场评价法。

实验室实验法是目前最主要和最广泛的描述和评价岩石孔隙结构的方法，包括毛管压力曲线法、铸体薄片法、扫描电镜法以及CT扫描法。实验法存在以下问题，首先要求必须有取芯岩样，且容易受到岩石样品尺寸大小的限制。其次在岩心破碎的层段无法描述孔隙结构，不具有纵向上的连续性，不能很好地反映一定地区的储层孔喉结构特征。最后实验室实验法费用比较昂贵，使得其应用受到限制。

测井资料现场评价法常用的方式包括有电阻率法、常规孔渗法以及核磁共振法。现场评价法能够沿着井壁连续的对孔隙结构进行定性的评价，但却不能定量的给定岩石孔隙结构参数。

综上，亟需提供一种可操作性强且保证一定的反演精度的岩石孔隙结构参数反演方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是需要提供一种可执行的并且能够很好的应用于横波速度预测的岩石孔隙结构参数反演方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种岩石孔隙结构参数反演方法，包括以下步骤：背景场约束的建立步骤，基于测井数据和设定的尺度调节系数建立岩石孔隙结构参数的背景场约束；均匀采样步骤，在背景场约束中根据给定的岩石孔隙结构参数的采样率进行均匀采样；误差函数的建立步骤，根据每次采样到的岩石孔隙结构参数正演得到纵波速度和横波速度，利用正演得到的纵波速度和横波速度，结合测井得到的实测纵波速度和横波速度，建立误差函数；反演提取步骤，比较各个采样点的误差函数，将误差函数最小值所对应的岩石孔隙结构参数提取为反演结果。

在一个实施例中，根据以下表达式建立岩石孔隙结构参数的背景场约束：

式中，C为背景场约束，C_l为背景场约束的下边界，C_u为背景场约束的上边界，β为尺度调节系数，α_s为利用测井数据得到的岩石孔隙结构参数的初始值。

在一个实施例中，根据以下表达式得到岩石孔隙结构参数的初始值α_s：

α_s＝0.17114-0.24477·φ+0.004314·V_sh

式中，φ和V_sh分别为由测井数据得到的孔隙度和泥质含量。

在一个实施例中，根据以下表达式得到所述采样到的岩石孔隙结构参数：

α_i＝C_l+(i-1)△α_s,(i＝1...n)

式中，α_i是在背景场约束范围中采样得到的第i个岩石孔隙结构参数，△α_s为给定的岩石孔隙结构参数的采样率，n为表示采样点个数的整数。

在一个实施例中，根据以下表达式正演得到纵波速度V_p(α_s)和横波速度V_s(α_s)：

式中，ρ_l为饱含流体的岩石密度，K_l和μ_l分别为饱含流体的岩石体积模量和剪切模量。

在一个实施例中，根据以下表达式建立误差函数f(α_s)：

f(α_s)＝(1-λ)||V_p(α_s)-V_pm||+λ||V_s(α_s)-V_sm||