[发明专利]一种矿物模量和孔隙结构预测方法

说明书

技术领域

本发明属于岩石物理参数预测技术领域，尤其涉及一种矿物模量和孔隙结构预测方法。

背景技术

岩石是由各种形状的孔隙和矿物基质构成的，现在一些关于岩石物理参数的预测方法有些是在预测孔隙结构，有些则是在预测矿物基质的弹性模量，并没有一种预测方法同时可以预测岩石的孔隙结构和矿物模量。而且一般都是基于Gassmann模型的岩石物理参数预测方法，Gassmann模型把岩石中的孔隙单一地考虑为球状孔隙，忽略了其他一些扁状和裂缝孔隙的情况。储层中的岩石是由孔隙、流体、矿物基质、泥质和一些胶结物构成的，岩石物理模型可以被用来描述这些岩石物理参数与有效弹性模量之间的各种数学物理关系，从而把地震属性参数与储层参数联系起来。在岩石物理模型中涉及到很多岩石物理参数，比如有效岩石的体积模量和剪切模量、孔隙度、密度、含水饱和度、矿物基质的体积模量和剪切模量以及孔隙形状等等。这些岩石物理参数一般都是未知的，有的可以从测井资料和实验室测量数据中直接或间接获得，有的则需要利用已知信息通过反演得到。

岩石是由各种形状的孔隙和矿物基质构成的，现在一些关于岩石物理参数的预测方法有些是在预测孔隙结构，有些则是在预测矿物基质的弹性模量，并没有一种预测方法同时可以预测岩石的孔隙结构和矿物模量。而且一般都是基于Gassmann模型的岩石物理参数预测方法，Gassmann模型把岩石中的孔隙单一地考虑为球状孔隙，忽略了其他一些扁状和裂缝孔隙的情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种矿物模量和孔隙结构预测方法，旨在解决现有的预测方法不能同时预测岩石的孔隙结构和矿物模量的问题。

本发明是这样实现的，一种矿物模量和孔隙结构预测方法，所述矿物模量和孔隙结构预测方法通过引用模拟退火全局优化算法，不断地优化随机产生的岩石物理参数，岩石物理参数包括：矿物基质体积模量、剪切模量、五种孔隙纵横比以及五种孔隙纵横比对应的百分含量，直到已知饱和度下岩石的体积模量和剪切模量与利用KT模型得到的岩石的有效体积模量和剪切模量之间的两个目标函数同时都满足小于等于1％；通过利用模拟退火全局优化算法不断更新岩石物理参数，直到参数保持稳定。

进一步，所述矿物模量和孔隙结构预测方法包括以下步骤：

步骤一，根据已有测井数据中的纵波速度、横波速度、含水饱和度、密度以及孔隙度参数，确定已知饱和度下岩石的体积模量和剪切模量；

步骤二，利用Biot系数确定矿物基质体积模量和剪切模量的变化范围；

步骤三，在变化范围内随机选取矿物基质体积模量和剪切模量；

步骤四，随机选取五种孔隙纵横比以及五种孔隙纵横比对应的百分含量；

步骤五，然后将随机选取的矿物基质体积模量、剪切模量、五种孔隙纵横比以及五种孔隙纵横比对应的百分含量代入到KT模型中，得到岩石的有效体积模量和剪切模量；

步骤六，将步骤五中得到的岩石有效体积模量和剪切模量与步骤一中已知饱和度下岩石的体积模量和剪切模量进行对比，建立两个目标函数；

步骤七，判断两个目标函数是否同时都小于等于1％，是则转下步，否则转步骤三；

步骤八，判断满足条件的矿物基质体积模量、剪切模量、五种孔隙纵横比以及五种孔隙纵横比对应的百分含量是否保持稳定，是则转下步，否则转步骤三；

步骤九，输出最后满足条件的岩石物理参数：矿物基质体积模量、矿物基质剪切模量、五种孔隙纵横比和五种孔隙纵横比对应的百分含量。

进一步，所述根据已有测井数据中的纵波速度、横波速度、含水饱和度、密度以及孔隙度参数，建立Biot系数与孔隙度之间的经验关系式：

k_dry＝k_ma(1-φ)^(3/(1-φ))；

μ_dry＝μ_ma(1-φ)^(3/(1-φ))；

上面两个式子变换后得：

k_ma＝k_dry(1-φ)^(3/(φ-1))；

μ_ma＝μ_dry(1-φ)^(3/(φ-1))；

在岩石物理当中，矿物基质模量与有效岩石模量和干燥岩石模量之间存在以下两个关系式：

k_ma＞k_sat＞k_dry＞μ_dry；