[发明专利]纵波速度随温度变化的变化特征的预测方法

说明书

本发明公开了一种纵波速度随温度变化的变化特征的预测方法，利用David和Zimmerman模型考虑温度对微裂隙空隙度的影响，利用Batzle和Wang模型考虑温度对不同流体参数的影响，在Biot‑Rayleigh双孔介质模型中分别考虑温度对流体、微裂隙的影响，通过平面波分析温度对纵波速度的关系，进而研究温度对纵波速度的影响。本申请的方法预测精度高、适用性强，为实际工作中预测温度对纵波速度的影响提供有力的参考。

技术领域

本发明涉及温度对岩石物理特征的分析，具体涉及一种纵波速度随温度变化的变化特征的预测方法。

背景技术

近年来，随着资源消耗的加剧，油气藏资源开采深度不断增加，热力学环境(压力和温度)对岩石性质的影响也越来越突出。在地热储层的开采与钻井过程中，热力学环境也是重要的影响因素。因此，压力和温度对岩石物理力学性能的影响一直是岩石物理学研究的一个重要课题。研究温度对岩石各物理力学参数尤其对波响应特征的影响，对地热勘探等工程具有十分重要的意义。

由于温度变化是储层在生产过程中变化的主要组成部分，因此深入了解温度对地震速度的影响至关重要。要将地震属性的变化与储层条件联系起来，必须彻底了解温度对岩石物理性质的影响。目前大量针对纵横波速度随温度变化的分析方法都是通过实验数据拟合得到的直接分析。且此类研究中没有考虑孔隙流体的影响，因此无法直观描述温度对饱和流体岩石波响应特征的影响。

发明内容

发明目的：本申请的目的在于提供一种纵波速度随温度变化的变化特征的预测方法，用于解决现有方法预测精确度低、考虑因素不全且无法描述温度对饱和流体岩石波响应特征缺陷。

技术方案：本发明提供了一种纵波速度随温度变化的变化特征的预测方法，包括：

(1)获取随温度变化的超声波速度实验数据，实验数据包括岩石的孔隙度、渗透率、岩石密度、流体性质、纵横波速度、压力；

(2)基于David和Zimmerman模型建立岩石弹性模量与微观孔隙结构的关系，计算相同温度不同压力下的微裂隙密度和微裂隙纵横比，进而得到微裂隙孔隙度的压差关系；

(3)根据随温度变化的纵横波速度，基于微裂隙孔隙度的压差关系，建立相同压力下微裂孔隙度随温度变化的关系；

(4)根据实验数据，基于Batzle和Wang模型建立温度、压力与流体性质的关系，得到不同温度条件下的不同流体参数；

(5)利用Biot-Rayleigh方程推导得出与温度相关的双孔介质模型；

(6)求解双孔介质模型，利用平面波分析，建立纵波速度与温度变化的关系，预测纵波变化特征。

进一步地，步骤(2)包括：

(21)基于David和Zimmerman模型建立岩石弹性模量与微观孔隙结构的关系，采用Mori-Tanaka理论的有效弹性模量表达式确定不同压力对应的微裂隙密度，具体表示为：