[发明专利]一种含倾斜裂缝横向各向同性岩石的声波速度计算方法

说明书

本发明公开了一种含倾斜裂缝横向各向同性岩石的声波速度计算方法，包括以下步骤：S1：测量不含裂缝横向各向同性岩石的实验参数；S2：计算不含裂缝横向各向同性岩石的弹性刚度矩阵系数；S3：得到裂缝参数；S4：计算得到法向裂缝的法向柔度Z_N、切向柔度Z_T、柔度矩阵Z；S5：根据步骤S4得到的裂缝的法向柔度Z_N、切向柔度Z_T和柔度矩阵Z，计算得到含裂缝的横向各向同性岩石的弹性刚度矩阵C^eff；S6：根据步骤S5得到的弹性刚度矩阵C^eff的系数，计算声波速度。本发明的方法能够更加有效的预测含倾斜裂缝岩石的弹性性质，可以为地震勘探及测井识别、评价裂缝储层提供支持。

技术领域

本发明涉及勘探地球物理领域，尤其涉及岩石物理中的一种含倾斜裂缝横向各向同性岩石的等效弹性性质及声波速度估算方法。

背景技术

地震勘探是评价裂缝性地层的常用方法。实际应用中，需要应用合适的岩石物理模型来建立地震测量得到的各向异性声速与地层裂缝特征参数的联系以评价地层中的裂缝特征。前人建立了很多岩石物理模型来研究含裂缝岩石的弹性性质。Hudson基于散射理论，针对含硬币状裂缝的各向同性岩石推导出了等效弹性模量的表达式。Cheng在Eshelby有关椭球形裂缝应变的研究基础上，提出了相应的模型。该模型可以用于计算含平行椭球形裂缝的各向同性岩石的等效弹性模量。上述模型都假设含裂缝岩石的背景介质为各向同性，实际含裂缝地层中，背景介质多由薄层构成而呈现明显的横向各向同性。Wang针对多种岩石声速各项异性的测量结果，当岩石不含裂缝时，各向异性比例大于10％。所以在岩石物理建模时，考察各向异性背景的影响能够更好的评价含裂缝地层以及更好的对比理论预测结果与实验测量结果。至今为止，少数岩石物理模型在建模时考察了TI背景介质的影响，Schoenberg和Helbig应用线性滑动理论推导出了含垂直裂缝的层状岩石的等效弹性模量。Sevostianov等基于Hill’s张量的推导方法得到了TI背景介质中裂缝的柔度矩阵。Xu等研究了TI背景介质中裂缝引起的散射现象并给出了含裂缝岩石的等效弹性参数。

然而，上述考虑背景各向异性的模型仅仅考察了平行或垂直于各向同性面的裂缝。实际裂缝性地层中，由于地应力的影响，裂缝通常不平行于各向同性平面，而是以一定角度与地层各向同性面斜交。而且Sevostianov和Xu等的模型并没有显性的给出裂缝柔度矩阵的表达式或表达形式极为复杂，这大大提高的了应用理论模型地震评价裂缝性地层的难度。

中国专利201410437668.2公开了一种各向同性地层弹性系数的测井计算方法，该方法包括：对岩心进行不同方向的取心，获得岩心样品；对岩心样品进行测量，获取岩心样品的纵波速度和横波速度，利用纵波速度和横波速度计算得到弹性系数C₁₁，C₁₃，C₃₃，C₄₄，C₆₆；利用取心井的阵列声波测井数据和密度测井数据获取弹性系数C₃₃，C₄₄，C₆₆；利用纵波速度和横波速度计算得到的弹性系数C₁₁，C₁₃，C₃₃，C₄₄，C₆₆建立测井可测量的弹性系数C₃₃，C₄₄，C₆₆和不可测量的弹性系数C₁₁，C₁₃之间的组合关系表达式；将通过取心井的阵列声波测井数据和密度测井数据获取的弹性系数C₃₃，C₄₄，C₆₆代入组合关系表达式，得到测井不可测量的弹性系数C₁。但是，该专利并没有给出含倾斜裂缝的横向各向同性岩石的弹性系数的计算方法。