岩石孔隙结构参数反演方法及其系统技术方案

本发明专利技术公开了一种岩石孔隙结构参数反演方法及其系统，该反演方法包括以下步骤：背景场约束的建立步骤，均匀采样步骤，误差函数的建立步骤以及反演提取步骤。以岩石孔隙结构参数与常规测井曲线的经验关系为基础，建立背景场约束对岩石孔隙结构参数进行优选，解决了现有岩石孔隙结构参数提取方法中的不确定性问题，突破了实验室实验方法的限制，所需参数少，应用范围广，具有计算速度快、稳定性好的优点，能够为横波速度预测及储层预测工作提供基础资料。

【技术实现步骤摘要】
岩石孔隙结构参数反演方法及其系统
本专利技术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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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，本专利技术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，Cl为背景场约束的下边界，Cu为背景场约束的上边界，β为尺度调节系数，αs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αs：αs＝0.17114-0.24477·φ+0.004314·Vsh式中，φ和Vsh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：αi＝Cl+(i-1)△αs,(i＝1...n)式中，αi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，△αs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Vp(αs)和横波速度Vs(αs)：式中，ρl为饱含流体的岩石密度，Kl和μl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(αs)：f(αs)＝(1-λ)||Vp(αs)-Vpm||+λ||Vs(αs)-Vsm||式中，Vpm和Vsm分别为实测纵波速度和横波速度，Vp(αs)和Vs(αs)分别为正演得到的纵波速度和横波速度，λ为调节纵波速度与横波速度的系数。另一方面，还提供了一种岩石孔隙结构参数反演系统，包括以下模块：背景场约束的建立模块，其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；均匀采样模块，其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；误差函数的建立模块，其根据每次采样到的岩石孔隙结构参数正演计算得到纵波速度和横波速度，利用正演计算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；反演提取模块，其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，背景场约束的建立模块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，Cl为背景场约束的下边界，Cu为背景场约束的上边界，β为尺度调节系数，αs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，背景场约束的建立模块根据以下表达式确定岩石孔隙结构参数的初始值αs：αs＝0.17114-0.24477·φ+0.004314·Vsh式中，φ和Vsh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，均匀采样模块根据以下表达式得到所述采样到的岩石孔隙结构参数：αi＝Cl+(i-1)△αs,(i＝1...n)式中，αi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，△αs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，误差函数的建立模块根据以下表达式正演得到纵波速度Vp(αs)和横波速度Vs(αs)：式中，ρl为饱含流体的岩石密度，Kl和μl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，误差函数的建立模块根据以下表达式建立误差函数f(αs)：f(αs)＝(1-λ)||Vp(αs)-Vpm||+λ||Vs(αs)-Vsm||式中，Vpm和Vsm分别为实测纵波速度和横波速度，Vp(αs)和Vs(αs)分别为正演得到的纵波速度和横波速度，λ为调节纵波速度与横波速度的系数。与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：通过岩石孔隙结构参数与常规测井曲线的经验关系，建立背景场约束对岩石孔隙结构参数进行优选，解决了现有岩石孔隙结构参数提取方法中的不确定性问题，突破了实验室实验方法的限制。另外，该方法所需参数少，应用范围广，具有计算速度快、稳定性好的优点，能够为横波速度预测及储层预测工作提供基础资料。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例共同用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是根据本专利技术第一实施例的岩石孔隙结构参数反演方法的流程图；图2是某区域实际的测井数据图；图3是对图2所示区域所建立的背景场约束示意图；图4是根据图1所示方法反演得到的孔隙结构参数的结果图；图5是孔隙结构参数与速度比交会图；图6是孔隙结构参数与自然伽马交会图；图7是预测的横波速度与实测的横波速度交会图；图8是根据本专利技术第二实施例的岩石孔隙结构参数反演系统的结构示意图。具体实施方式以下将结合附图及实施例来详细说明本专利技术的实施方式，借此对本专利技术如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本专利技术中的各个实施例以及各实施例中的各个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种岩石孔隙结构参数反演方法，其特征在于，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。

【技术特征摘要】
1.一种岩石孔隙结构参数反演方法，其特征在于，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，根据所述背景场约束确定背景场约束的范围，在所述背景场约束的范围内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；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，Cl为背景场约束的下边界，Cu为背景场约束的上边界，β为尺度调节系数，αs为利用测井数据得到的岩石孔隙结构参数的初始值。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据以下表达式得到所述岩石孔隙结构参数的初始值αs：αs＝0.17114-0.24477·φ+0.004314·Vsh式中，φ和Vsh分别为由测井数据得到的孔隙度和泥质含量。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据以下表达式得到所述采样到的岩石孔隙结构参数：αi＝Cl+(i-1)Δαs,i＝1...n式中，αi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，△αs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。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据以下表达式正演得到纵波速度Vp(αs)和横波速度Vs(αs)：式中，ρl为饱含流体的岩石密度，Kl和μl分别为饱含流体的岩石体积模量和剪切模量。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据以下表达式建立所述误差函数f(αs)：f(αs)＝(1-λ)||Vp(αs)-Vpm||+λ||Vs(αs)-Vsm||式中，Vpm和Vsm分别为实测的纵波速度和横波速度，Vp(αs)和Vs(αs)分别为正演得到的纵波速度和横波速度，λ为调节纵波速度与横波速度的系数。6.一种岩石孔隙结构参数反演系统，其特征在于，包括以下模...

【专利技术属性】
技术研发人员：白俊雨，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油物探技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11