[发明专利]一种岩石物理建模方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及地球物理技术领域，更具体地，涉及一种岩石物理建模方法及系统。

背景技术

岩石物理建模就是建立储层参数(岩性、孔隙度、饱和度、矿物组分和孔隙几何结构等)与储层弹性参数(纵波速度、横波速度和密度)之间的关系。岩石物理建模是定量储层预测的基础，是地震资料和储层参数预测的桥梁。目前油气地球物理勘探领域应用广泛的KT、DEM、SCA和XuWhite等岩石物理建模方法都综合考虑了储层岩石的矿物组分含量、岩性、孔隙度和流体饱和度对纵波速度、横波速度和密度的影响。近期一些岩石物理测试结果表明岩石的孔隙几何结构也对纵波速度、横波速度和密度有影响，特别是孔隙的横纵比、主尺度和周长面积比。孔隙的横纵比是用椭圆等效描述孔隙时椭圆的短轴与长轴之比，表征了孔隙形状是圆还是扁。孔隙的主尺度是总孔隙中所占比例最大的孔隙的大小，表征了单个微观孔隙尺度的大小。孔隙的周长面积比是描述孔隙结构的重要参数，它表征了孔隙的复杂性。周长面积比越小，孔隙结构越接近圆形；周长面积比越大，孔隙结构越接近椭圆；当孔隙的形状具有统计性定向排列时，其地震波速度呈现各向异性。如果孔隙结构的周长面积比越大，椭圆的长短轴比越大，各向异性越强。

地震速度各向异性也表征了孔隙结构特征。相同孔隙度条件下，受孔隙结构影响，纵波速度和横波速度变化范围很大。孔隙度相同，孔隙结构不同时，地震波速度也不同。大尺度简单孔隙地震波速度高，小尺度复杂孔隙地震波速度低。总之，孔隙尺度和横纵比对地震波速度影响是同向的。相同孔隙度条件下，受孔隙结构影响，储层渗透率变化范围很大。尺度大横纵比小的孔隙渗透率大，尺度小横纵比大的孔隙渗透率小。总之，孔隙尺度和横纵比对渗透率的影响是反向的。KT、DEM、SCA和XuWhite等岩石物理建模方法只考虑了孔隙的横纵比和总孔隙度对地震波速度和密度的影响，KT模型岩石物理建模流程见图1所示，没有考虑微观单个孔隙尺度的大小对地震波速度的影响。

发明内容

针对KT、DEM、SCA和XuWhite等岩石物理建模方法只考虑了孔隙的横纵比和总孔隙度对地震波速度和密度的影响，没有考虑微观单个孔隙尺度的大小对地震波速度的影响的问题，本公开提出了一种考虑了孔隙横纵比和主尺度对地震波速度的影响，能正确描述储层微观孔隙结构对地震波速度的影响的岩石物理建模方法和系统。

根据本公开的一方面，提出了一种岩石物理建模方法，包括以下步骤：

a.获取岩石矿物组分和含量，及岩石中的多个孔隙的相关信息，并根据组分和含量计算等效骨架模量；

b.根据多个孔隙的相关信息对KT岩石物理模型进行修正，获得修正模型；

c.基于修正模型和等效骨架模量计算得到干岩石骨架模量；

d.执行流体替换，获得饱和流体孔隙介质纵波速度、横波速度和密度，完成建模。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，每个所述孔隙的相关信息包括单个孔隙的尺度(孔隙度)和横纵比。

进一步，所述等效骨架模量包括等效体积模量和剪切模量。

进一步，所述步骤b中对KT岩石物理模型的修正包括，将KT模型计算的饱和流体孔隙介质等效体积模量和剪切模量替换为背景介质模量和扰动量之和，其中一阶扰动量为单个孔隙对背景介质的影响之和，二阶扰动量为孔隙之间相互作用波场对背景介质的影响之和；获得与孔隙数量、单个孔隙尺度(孔隙度)和横纵比相关的新的等效体积模量和剪切模量。

进一步，所述流体替换采用基于Gassmann方程的流体替换。

根据本公开的另一方面，提出了一种岩石物理建模系统，包括信息采集模块、模型修正模块、模量计算模块和流体替换模块；

所述信息采集模块获取岩石矿物组分和含量，及岩石中的多个孔隙的相关信息，并根据组分和含量计算等效骨架模量；

所述模型修正模块根据多个孔隙的相关信息对KT岩石物理模型进行修正，获得修正模型；

所述模量计算模块基于修正模型和等效骨架模量计算得到干岩石骨架模量；

所述流体替换模块执行流体替换，获得饱和流体孔隙介质纵波速度、横波速度和密度，完成建模。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，每个所述孔隙的相关信息包括单个孔隙的尺度(孔隙度)和横纵比。

进一步，所述等效骨架模量包括等效体积模量和剪切模量。