一种基于孔道弯曲度的横波预测方法及系统与流程

本发明属于地球岩石物理，特别涉及一种基于孔道曲折度的横波预测方法及系统。

背景技术：

1、岩石物理实验表明，储层声波速度对孔隙度、流体性质和泥质含量较为敏感，因此纵横波速度被广泛应用于ava、avo属性分析、叠前地震反演、储层预测、流体识别、储层岩石力学参数计算等地震及测井解释工作。但实际工作中，横波速度测井费用昂贵，并且很多老井研究区缺乏横波速度信息，因此开展横波速度预测研究具有经济效益和现实意义。

2、在横波预测方面，国内外研究人员已经开展了大量研究工作，其技术路线主要分为两类：一类是利用大量的纵横波、密度、伽马等测井信息进行统计拟合，构建横波与其他参数及测井信息之间的经验公式，如：castagna等人基于已知测井数据，建立了饱含水状态下的碳酸盐岩、砂泥岩纵横波速度经验回归公式；han等人考虑了孔隙和泥质含量的影响，进一步拟合了纵横波关系式。一类是基于岩石物理建模，通过已知信息对孔隙形态等进行数值模拟，构建岩石物理模型，结合波动理论进行横波速度预测，如：xu和white结合gassmann方程和k-t模型及差分等效介质理论，提出一种利用孔隙度和泥质含量预测横波速度的方法；keys等人针对xu-white模型进行改进，通过求解线性常微分方程来确定岩石骨架弹性模量进而计算纵横波速度。

3、在实际应用中，上述模型均存在不足。统计拟合构建井眼公式方法依赖经验关系，区域局限性强，导致该方法的适用范围极小；而岩石物理建模方法多是基于xu-white模型的改进，进行速度计算需要大量的参数输入，且大多参数不易直接获取，需要结合实验室岩石物理实验和测井曲线分析进行参数提取，且理论模型对岩石结构的简化也会增加估算的不确定性，造成预测结果存在较大误差。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明提供一种基于孔道弯曲度的横波预测方法及系统，为缺乏横波测井资料的地层岩石力学评价及地震反演提供了强有力的技术支撑。

2、一种基于孔道弯曲度的横波预测方法，包括以下步骤：

3、构建储层的岩石等效体积模型，其中，岩石为饱含孔隙流体岩石；

4、基于岩石等效体积模型，通过饱含孔隙流体岩石的电阻率、孔隙度和孔道弯曲度表征储层中岩石的孔隙扁率；

5、根据岩石骨架弹性模量的第一表达式，以及岩石骨架弹性模量相关常数与孔隙扁率的第二表达式，计算获得岩石骨架和岩石基质弹性模量；

6、根据岩石骨架和岩石基质弹性模量，计算储层中饱含孔隙流体岩石的等效体积模量和等效剪切模量；

7、根据饱含孔隙流体岩石的等效剪切模量和等效密度，预测储层中岩石的横波速度。

8、进一步的，构建储层的饱含孔隙流体岩石等效体积模型，具体如下：

9、定义饱含孔隙流体岩石的截面积为a，定义饱含孔隙流体岩石的长度为l，定义饱含孔隙流体岩石的等效吼道的长度为lw，定义饱含孔隙流体岩石的等效吼道的截面积为aw。

10、进一步的，基于岩石等效体积模型，通过饱含孔隙流体岩石的电阻率和孔道弯曲度表征储层中岩石的孔隙扁率具体如下：

11、基于岩石等效体积模型，根据电阻并联计算公式，构建饱含孔隙流体岩石电阻率的第一关系式；

12、根据第一关系式确定饱含水纯岩石电阻率与孔隙流体电阻率之间的第二关系式；

13、定义岩石的孔道弯曲度，并根据岩石的孔隙度和第二关系式，确定储层中岩石的孔隙扁率。

14、进一步的，第一关系式具体如下：

15、

16、式中，r0、rma和rw分别为饱含水纯岩石电阻、岩石骨架电阻和孔隙流体电阻。

17、进一步的，根据第一关系式确定饱含水纯岩石电阻率与孔隙流体电阻率之间的第二关系式，具体如下：

18、定义岩石骨架的电阻趋于无穷大，并根据电阻率和电阻之间的关系对第一关系式进行求解，获得第二关系式，具体如下：

19、

20、式中，ro表示岩石的电阻值，rw表示孔隙流体电阻值，a表示饱含孔隙流体岩石的截面积，l表示饱含孔隙流体岩石的长度，lw表示饱含孔隙流体岩石的等效吼道的长度，aw表示饱含孔隙流体岩石的等效吼道的截面积。

21、进一步的，岩石的孔道弯曲度为岩石的孔隙度具体如下：

22、

23、式中，a表示饱含孔隙流体岩石的截面积，l表示饱含孔隙流体岩石的长度，lw表示饱含孔隙流体岩石的等效吼道的长度，aw表示饱含孔隙流体岩石的等效吼道的截面积。

24、进一步的，根据岩石的孔隙度和第二关系式，确定储层中岩石的孔隙扁率，具体如下：

25、根据岩石的孔隙度和第二关系式，确定岩石的孔道弯曲度与岩石电阻、孔隙流体电阻和岩石的孔隙度之间关系，具体如下：

26、

27、求取孔道弯曲度的对数，获得岩石的孔隙扁率α，具体如下：

28、

29、式中，ro表示岩石的电阻值，rw表示孔隙流体电阻值，l表示饱含孔隙流体岩石的长度，lw表示饱含孔隙流体岩石的等效吼道的长度，表示岩石的孔隙度。

30、进一步的，还包括以下步骤：

31、根据饱含孔隙流体岩石的等效体积模量、等效剪切模量和等效密度，预测储层中岩石的纵波速度。

32、本发明还提供一种基于孔道弯曲度的横波预测系统，包括：

33、模型建立模块，用于构建储层的岩石等效体积模型，其中，岩石为饱含孔隙流体岩石；

34、第一计算模块，用于基于岩石等效体积模型，通过饱含孔隙流体岩石的电阻率、孔隙度和孔道弯曲度表征储层中岩石的孔隙扁率；

35、第二计算模块，用于根据岩石骨架弹性模量的第一表达式，以及岩石骨架弹性模量相关常数与孔隙扁率的第二表达式，计算获得岩石骨架和岩石基质弹性模量；

36、第三计算模块，用于根据岩石骨架和岩石基质弹性模量，计算储层中饱含孔隙流体岩石的等效体积模量和等效剪切模量；

37、横波预测模块，用于根据饱含孔隙流体岩石的等效剪切模量和等效密度，预测储层中岩石的横波速度。

38、进一步的，模型建立模块具体用于：

39、定义饱含孔隙流体岩石的截面积为a，定义饱含孔隙流体岩石的长度为l，定义饱含孔隙流体岩石的等效吼道的长度为lw，定义饱含孔隙流体岩石的等效吼道的截面积为aw。

40、进一步的，第一计算模块具体用于：

41、基于岩石等效体积模型，根据电阻并联计算公式，构建饱含孔隙流体岩石电阻率的第一关系式；

42、根据第一关系式确定饱含水纯岩石电阻率与孔隙流体电阻率之间的第二关系式；

43、定义岩石的孔道弯曲度，并根据岩石的孔隙度和第二关系式，确定储层中岩石的孔隙扁率。

44、本发明的有益效果：本发明提出的岩石等效体积模型可以较好的预测饱含孔隙流体岩石的纵、横波速度，降低了传统xu-white模型使用过程中对孔隙度及矿物组分等输入精度的要求，具有很强的实用性。

45、本发明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，或者通过实施本发明而了解。本发明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指出的结构来实现和获得。