一种双岩性综合各向异性等效介质模型构建方法技术

本发明专利技术公开了一种双岩性综合各向异性等效介质模型构建方法，包括以下步骤：S1.对砂岩骨架进行构建；S2.对页岩骨架进行构建；S3.组合砂岩和页岩骨架并进行流体补充。考虑到以往的各向异性模型是极具有目的性的针对裂缝或泥页岩的微观结构去分析岩石的弹性和各向异性特征，实际地下介质往往是泥质条带夹杂，泥质充填等既有页岩又有砂岩的情况，岩石物理模型的精确度主要和等效的等效条件相关，单一模型去研究实际地下的弹性和各向异性特征是有限的，故本发明专利技术针对以上缺陷构建了能够表征软弱岩石的各向异性和坚硬岩石中裂缝各向异性的综合各向异性模型，具有较高的模型精度。具有较高的模型精度。具有较高的模型精度。

【技术实现步骤摘要】
一种双岩性综合各向异性等效介质模型构建方法


[0001]本专利技术涉及介质模型构建，特别是涉及一种双岩性综合各向异性等效介质模型构建方法。

技术介绍

[0002]地震声波速度及各向异性的差异性主要是由岩石的物理弹性特征造成的，因此研究地震声波速度及各向异性特征可以利用构建岩石物理弹性理论模型去分析。目前主流的岩石物理弹性理论模型使用各向同性模型。但不适用于非常规油气藏。目前较为先进的各向异性模型，主要包括裂缝模型或理论模型(自洽模型，等效微分模型、几何分布函数等)；
[0003]裂缝模型(Hudson模型，Shoenberg模型等)能构建研究砂岩类坚硬岩石中裂缝的理论模型，但这类模型只适用于构建坚硬岩石受挤压后形成的细长裂缝，针对柔软岩石的各向异性表征难度较大，精度较低。理论模型(自洽模型，等效微分模型、几何分布函数等)能解决页岩类较软岩石受压后形成既有特定方向形状的各向异性，但这类模型只适用于构建柔软岩石受挤压后形成的特定形状造成各向异性，针对坚硬岩石的裂缝各向异性表征难度较大，精度较低。

技术实现思路
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双岩性综合各向异性等效介质模型构建方法，其特征在于：包括以下步骤：S1.对砂岩骨架进行构建；S2.对页岩骨架进行构建；S3.组合砂岩和页岩骨架并进行流体补充。2.根据权利要求1所述的一种双岩性综合各向异性等效介质模型构建方法，其特征在于：所述步骤S1包括：S101.首先依据工区情况，将长石/石英作为砂岩背景基质的主要成分,将水和气作为流体主要组分；利用Wylie时间平均公式将各组分的声波速度和密度进行依据其在岩石和流体中体积含量进行组合；流体中体积含量进行组合；流体中体积含量进行组合；流体中体积含量进行组合；流体中体积含量进行组合；ρ
f
＝S
w
ρ
w
+S
g
ρ
g
式中，和是砂岩基质的纵波速度，横波速度和密度；V
p
表示纵波速度，V
s
代表横波速度，V代表体积分数，ρ代表密度，下标中的m
sand
,qu,fs,f,w,g分别表示砂岩基质、石英、长石、流体、水和气；S
g
是含气饱和度；S
w
是含水饱和度；S102.将流体和背景基质的速度利用速度弹性关系将其速度转换为基质的体积模量和剪切模量：剪切模量：剪切模量：剪切模量：式中,和分别为砂岩基质的体积模量，剪切模量和拉梅常数；S103.将步骤S102的基质结果代入到Hudson裂缝模型中，求取干燥的砂岩骨架：S103.将步骤S102的基质结果代入到Hudson裂缝模型中，求取干燥的砂岩骨架：
其中：其中：其中：其中：最后得到：最后得到：最后得到：最后得到：最后得到：
式中，为砂岩干燥骨架的弹性参数；的上标a为0,1,2时分别表示为：基质、裂缝修正项、裂缝间修正项刚度矩阵，对应下标第i行j列的刚度系数；Q是裂缝是特征参数，α是长宽比，φ是孔隙度，ε是裂缝密度；λ为lame常数，常用岩性物理力学参数；U3，U1为裂缝修正参数，表征裂缝和裂缝中流体对基质弹性参数的影响修正；S104.通过形成矩阵3.根据权利要求1所述的一种双岩性综合各向异性等效介质模型构建方法，其特征在于：所述步骤S2包括：S201.将页岩和页岩的孔隙使用各向异性自洽模型和各向异性等效微分模型组合成含孔隙的页岩小板；首先使用各向异性自洽等效介质自洽模型构建一个孔隙度为50％的多孔页岩小板：式中n和p在等于1的时候为页岩小板，等于2时为孔隙，在等效为骨架时孔隙的弹性参数为0，v1＝v2＝0.5；是几何形态参数，I为标量张量，C
SCA
为模型等效计算的弹性参数结果；C1即公知的页岩小板刚度矩阵；C2即孔隙及其流体的刚度矩阵，骨架的流体刚度矩阵为0；通过步骤S201计算最终的C
’
SCA
的过程如下：A1、初始化C
SCA
＝0.5(C1+C2)；A2、将C
SCA
带入步骤S201中的公式右边，计算C
’
SCA
；然后比较C
’
SCA
与C
SCA
之间的误差是否小于设定阈值，若是，将此时的C
’
SCA
作为最终的计算结果输出，若否，进入A3；A3、更新C
SCA
，更新后的C
SCA
等于A2中计算得到的C
’
SCA
，然后返回步骤A2；S202.孔隙度含量小于50％时，将不足的页岩小板组分使用各向异性等效微分等效介质模型进行补充得到：式中，v表示为页岩矿物基质的含量，C1表示页岩矿物基质的刚度矩阵；母岩为均等双相介质，当v＝50％时，C
DEM
(v)＝C
’
SCA
；该步骤中，根据步骤S201得到的C
’
SCA
迭代计算C
DEM
(1
‑
proe)，其中C
DEM
(1
‑
proe)最后迭代输出结果为C
a
，其含义表示为不具有晶体方向各向异性的页岩小板的刚度矩阵；pore孔隙度；计算过程如下：第一步，初始化C
DEM
(v)＝C
’
SCA
，并设定参数dv＝{(1
‑
proe)
‑
v}/n，其中n为设定的循环参数；第二步、将C
DEM
(v)带入步骤S201中的公式右边，求d(C
DEM
(v))；第三步、求C
DEM
(v+dv)＝C
DEM
(v)+d(C
DEM
(v))；将C
DEM
(v+dv)作为新的C
DEM
(v)带入步骤S201中的公式右边，求得d(C
DEM
(v+dv))；
第四步、计算C
DEM
(v+2dv)＝C
DEM
(v+dv)+d(C
DEM
(v+dv))，将C
DEM
(v+2dv)作为新的C
DEM
(v)带入步骤S201中的公式右边，求得d(C
DEM
(v+2dv))；第五步、每一个循环计算过程中，利用上一次循环得到的C
DEM
(v+(i
‑
1)dv)和d(C
DEM
(v+(i
‑
1)dv))计算得到C
DEM
(v+idv)，并求出d(C
DEM
(v+idv))，其中i＝1，2，...，n；当i＝n时，则得到了C
DEM
(v+ndv)，由于v+ndv＝1
‑
proe，故得到了C
DEM
(1
‑
proe)，将其作为最后的输出结果C
a
；S203.利用几何函数去模拟页岩小板在压实过程中的定向排列的各向异性特征：S203.利...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄旭日，刘巍，李浩源，邓海东，曹卫平，李雷，胡叶正，杜艺可，徐云贵，张亮，唐静，崔晓庆，杨冉，任梦宇，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：