一种裂缝参数预测方法与装置与流程

本发明涉及应用地球物理，特别一种裂缝参数预测方法与装置。

背景技术：

1、裂缝广泛分布于地壳岩石中，其对岩石的弹性性质及地下流体流动均有重要影响。因此，探测与描述裂缝是油气勘探开发、隧道工程、采矿工程、二氧化碳存储等诸多工程领域的一项重要内容。目前地震与声波测井技术是探测与描述地下裂缝的主要技术之一，该类技术按其原理可进一步分为以下两类：

2、(1)利用图像处理或信号分析技术识别裂缝。该类技术直接利用边缘检测、曲率、相干等图像处理或信号分析方法提取地震或测井数据中的裂缝信息。该方法适用于尺度较大的裂缝，而对于尺度较小的裂缝(即裂缝尺度远小于地震或声波波长)，直接从地震或测井数据剖面上通常难以识别，因此无法利用该类技术探测与描述较小尺度的裂缝。

3、(2)利用岩石物理模型建立裂缝参数与地震波(或声波)属性之间的定量关系，进而利用该定量关系反演裂缝性质。地下裂缝可使地震波或声波发生明显的频散、衰减及频变各向异性等特征，因而可建立这些属性与裂缝性质之间的定量关系(即岩石物理模型)，进而可直接从地震或声波属性反演裂缝参数。该类方法具有明确的物理基础，因此具有较强的适用性，不仅适用于尺度较大的裂缝，同时适用于尺度较小的裂缝。

技术实现思路

1、发明人发现，上述两类技术中，第一类技术适用范围较窄，仅适用于探测尺度较大的裂缝；而第二类技术从地震波(或声波)在裂缝岩石中传播规律出发，建立其属性与裂缝性质的定量关系，进而进行裂缝的探测与描述，因此，第二类技术适用性强，但其应用效果取决于准确高效的岩石物理模型的建立。当前岩石物理模型主要存在参数过多、参数不易获得等问题，导致在反演裂缝性质时存在较多的不确定性。因此，建立一种参数较少且较易获得的岩石物理模型对于裂缝性质的准确反演具有重要意义。

2、为了至少部分地解决现有技术存在的技术问题，发明人做出本发明，通过具体实施方式，提供一种裂缝预测方法和装置，实现了裂缝参数的快速高效反演。

3、第一方面，本发明实施例提供一种裂缝参数预测方法，包括：

4、基质岩石参数确定步骤，确定目的层岩石对应的基质岩石的纵波速度与横波速度，所述基质岩石与目的层岩石具有相同基质，且不发育裂缝；

5、目的层岩石裂缝参数初始化步骤，给定所述目的层岩石初始的裂缝密度、方位角和充填流体因子；

6、目的层岩石波速预测步骤，根据当前的裂缝密度、方位角和充填流体因子，通过岩石物理模型得到p波、sv波和sh波的预测波速，确定p波、sv波和sh波测量波速与预测波速间的误差；

7、若当前误差大于设定的误差阈值，按设定规则生成新的裂缝密度、方位角和充填流体因子，返回执行所述目的层岩石波速预测步骤；

8、若当前误差不大于所述误差阈值，将当前的裂缝密度和方位角确定为所述目的层岩石的裂缝密度和方位角。

9、第二方面，本发明实施例提供一种裂缝参数预测装置，包括：

10、基质岩石参数确定模块，用于确定目的层岩石对应的基质岩石的纵波速度与横波速度，所述基质岩石与目的层岩石具有相同基质，且不发育裂缝；

11、目的层岩石裂缝参数设置模块，用于给定所述目的层岩石初始的裂缝密度、方位角和充填流体因子；

12、目的层岩石波速预测模块，用于根据当前的裂缝密度、方位角和充填流体因子，通过岩石物理模型得到p波、sv波和sh波的预测波速，确定p波、sv波和sh波测量波速与预测波速间的误差；

13、判断模块，用于判断当前误差是否大于设定的误差阈值；

14、若所述判断模块判断为是，所述目的层岩石裂缝参数设置模块，还用于，按设定规则生成新的裂缝密度、方位角和充填流体因子；所述目的层岩石波速预测模块，根据所述新的裂缝密度、方位角和充填流体因子，重新确定p波、sv波和sh波测量波速与预测波速间的误差；

15、裂缝参数确定模块，用于若所述判断模块判断为否，将当前的裂缝密度和方位角确定为所述目的层岩石的裂缝密度和方位角。

16、第三方面，本发明实施例提供一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，其中，该计算机程序/指令被处理器执行时实现上述裂缝参数预测方法。

17、第四方面，本公开实施例提供一种服务器，包括：存储器、处理器及存储于存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述裂缝参数预测方法。

18、本发明实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：

19、(1)本发明实施例提供的裂缝参数预测方法，获得了裂缝参数与地震波(或声波)速度之间简化定量的岩石物理模型，该模型具有参数少且易于获得等优点。首先，确定目的层岩石对应的基质岩石的纵波速度与横波速度，给定目的层岩石初始的裂缝密度、方位角和充填流体因子，利用该模型，参照p波、sv波和sh波测量值，迭代优化裂缝密度、方位角和充填流体因子，直至波速预测值与测量值间的误差满足要求，得到最终的裂缝参数。本发明实施例所需参数仅有基质岩石的纵波速度与横波速度及目的层岩石的p波、sv波和sh波速测量值，构建了方便高效的裂缝参数反演流程，实现了对裂缝参数的高效准确反演解释。

20、(2)本发明实施例提供的裂缝参数预测方法，适用范围广，能够预测多尺度的裂缝参数。

21、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所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

22、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

技术特征：

1.一种裂缝参数预测方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述岩石物理模型通过下述方式预先建立：

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，建立适用于致密岩石的第一岩石物理模型，具体包括：

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述建立基质岩石的纵波速度、待预测岩石的裂缝密度、方位角和充填流体因子与待预测岩石p波速度间的第一关系，具体包括：

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，建立基质岩石的横波速度、待预测岩石的裂缝密度、方位角和充填流体因子与待预测岩石sv波速度间的第二关系，具体包括：

6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，建立基质岩石的横波速度、待预测岩石的裂缝密度和方位角与待预测岩石的sh波速度间的第三关系，具体包括：

7.如权利要求2所述的方法，其特征在于，建立适用于非致密岩石的第二岩石物理模型，具体包括：

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述建立基质岩石的纵波速度、待预测岩石的裂缝密度、方位角和充填流体因子与待预测岩石p波速度间的第四关系，具体包括：

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，建立基质岩石的横波速度和待预测岩石的裂缝密度与待预测岩石sv波速度间的第五关系，具体包括：

10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，建立基质岩石的横波速度、待预测岩石的裂缝密度和方位角与待预测岩石的sh波速度间的第六关系，具体包括：

11.如权利要求2所述的方法，其特征在于，首次执行所述目的层岩石参数预测步骤前，还包括：

12.一种裂缝参数预测装置，其特征在于，包括：

13.一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，其特征在于，该计算机程序/指令被处理器执行时实现权利要求1～11中任一项所述的裂缝参数预测方法。

技术总结
本发明公开了一种裂缝参数预测方法与装置。所述方法包括，确定目的层岩石对应的基质岩石的纵波速度与横波速度；给定目的层岩石初始的裂缝密度、方位角和充填流体因子；根据当前的裂缝密度、方位角和充填流体因子，通过岩石物理模型得到P波、SV波和SH波的预测波速，确定测量波速与预测波速间的误差；若误差大于误差阈值，按设定规则生成新的裂缝密度、方位角和充填流体因子，重新预测波速，确定误差；若误差不大于阈值，将当前的裂缝密度和方位角确定为目的层岩石的裂缝密度和方位角。该方法获得了裂缝参数与地震波(或声波)速度之间简化定量的岩石物理模型，所需参数少且易获得，实现了裂缝参数的快速高效反演，且适用于多尺度的裂缝预测。

技术研发人员：杨志芳,赵峦啸,郭俊鑫
受保护的技术使用者：中国石油天然气集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12