一种基于岩石渗透率估算孔裂隙半径的预测方法

本发明涉及一种基于岩石渗透率估算孔裂隙半径的预测方法，属于致密型油气藏勘探。

背景技术：

1、孔隙结构对岩石的弹性和输运性质具有重要影响。前人们通过等效介质理论模型建立孔隙结构与岩石物理性质之间联系，进而采用不同有效压力下实验数据，估算岩石内部的微观孔隙结构。但大多数预测结果是基于单一岩石物理参数估算的，无法适用于预测其他岩石物理参数。这是由于不同等效介质理论模型在模拟岩石物理参数过程中岩石组分的加入顺序不同，导致其模拟的结果不同。

2、自洽(sc)理论模型中所有组分都被平等对待，没有优先的背景相介质，故该模型被广泛应用于弹性(纵横波速度)和电学性能的联合预测。han等人则利用该模型解释不同有效压力下实测饱和砂岩的超声波速度和电导率，并估算了砂岩内部孔裂隙纵横比分布谱(即不同纵横比孔裂隙对应的体积分数)，但模拟结果显示，测量值与预测值并不匹配。这可能是由于sc模型模拟过程中孔隙或裂隙对弹性模量的影响估计过高所致。另外，也可采用微分等效介质理论模型(dem)对岩石的物理性质进行模拟，其中弹性模拟过程中是将流体充填孔隙添加到背景相介质中，而电性模拟是将固体颗粒嵌入到流体背景相中，这导致不同岩石物理参数所预测同一岩石内部的微观孔隙结构可能不同。一些学者尝试通过结合多个属性来估计微观孔隙结构。yan等为了提高预测孔裂隙纵横比分布谱的合理性，将不同压力下测量的孔隙度作为约束，根据tang模型分析了不同纵横比的孔隙和裂缝之间发生的孔隙流体流动对波频散和衰减的影响。zhang等基于重新推导的r-dem模型，基于实测的氮气饱和致密砂岩的纵横波速度以及饱盐水情况下的电导率估算了岩石内部的孔隙纵横比分布谱。因此，为降低储层微观孔隙结构表征的不确定性，需发展定量表征致密砂岩微观孔隙结构的预测方法。

3、综上所诉，现有的技术研究中仍存在以下问题：1)为提高预测微观孔隙结构的准确性，需结合多种岩石物理性质联合预测岩石内部的孔隙结构；2)为模拟不同孔裂隙半径对渗透率的影响，需将等效渗透率模型推广至多相介质的情形。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于岩石渗透率估算孔裂隙半径的预测方法，提出多相微分等效渗透率模型，该模型结合多相微分等效介质模型，可对岩石的弹性波速度以及渗透率进行模拟，并估算岩石内部孔裂隙半径的分布特征。

2、本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

3、一种基于岩石渗透率估算孔裂隙半径的预测方法，包括如下步骤：

4、步骤1，获取不同有效压力下岩石的渗透率以及超声波速度数据；

5、步骤2，基于双孔隙度模型，将渗透率分为基质渗透率和裂隙渗透率；

6、步骤3，将岩石内部的孔隙结构简化为一组孔隙与一组裂隙的组合，建立孔裂隙体积分数随有效压力变化的定量关系以及孔裂隙纵横比随有效压力变化的定量关系；

7、步骤4，采用多相微分等效介质模型，模拟不同有效压力下的超声波速度数据，采用模拟退火算法获取岩石内部孔隙和裂隙纵横比分布谱；

8、步骤5，将基于圆管建立的等效渗透率模型推广至多组分情形，并将步骤4获取的孔隙纵横比分布谱作为输入，模拟不同有效压力下的基质渗透率，获取孔隙半径分布谱；

9、步骤6，将基于硬币建立的等效渗透率模型推广至多组分情形，并将步骤4获取的裂隙纵横比分布谱作为输入，模拟不同有效压力下的裂隙渗透率，获取裂隙半径分布谱。

10、本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

11、本发明提出了多相微分等效渗透率模型，同时结合多相微分等效介质模型，用于对多孔岩石的弹性波速度以及渗透率进行模拟。该模型可将岩石的渗透率以及弹性性质与微观孔隙结构建立联系，并结合模拟退火算法实现岩石内部孔、裂隙半径分布特征的预测，更好地实现微观孔隙结构的预测。

技术特征：

1.一种基于岩石渗透率估算孔裂隙半径的预测方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于岩石渗透率估算孔裂隙半径的预测方法，其特征在于，所述步骤1的具体过程如下：

3.根据权利要求1所述的基于岩石渗透率估算孔裂隙半径的预测方法，其特征在于，所述步骤2的具体过程如下：

4.根据权利要求1所述的基于岩石渗透率估算孔裂隙半径的预测方法，其特征在于，所述步骤3的具体过程如下：

5.根据权利要求4所述的基于岩石渗透率估算孔裂隙半径的预测方法，其特征在于，所述步骤4的具体过程如下：

6.根据权利要求5所述的基于岩石渗透率估算孔裂隙半径的预测方法，其特征在于，所述步骤5的具体过程如下：

7.根据权利要求6所述的基于岩石渗透率估算孔裂隙半径的预测方法，其特征在于，所述步骤6的具体过程如下：

技术总结
本发明公开了一种基于岩石渗透率估算孔裂隙半径的预测方法，包括：获取不同有效压力下的渗透率及超声波速度；基于双孔模型将渗透率分为基质渗透率和裂隙渗透率；将孔隙结构简化为一组孔隙和一组裂隙的组合，建立孔裂隙体积分数及其纵横比随有效压力变化的定量关系；模拟不同有效压力下的超声波速度，获取岩石内部孔/裂隙纵横比分布谱；将基于圆管建立的等效渗透率模型推广至多组分情形，模拟基质渗透率，获取孔隙半径；将基于硬币建立的等效渗透率模型推广至多组分情形，模拟裂隙渗透率，获取裂隙半径。本发明充分考虑地下岩石内部微观孔隙结构的复杂性，模拟不同有效压力下实测渗透率和超声波速度，预测岩石内部孔裂隙半径分布特征。

技术研发人员：张琳,高丽,巴晶,朱鹤松,刘雨婷,董红静
受保护的技术使用者：河海大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4