巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)反演方法及其系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)反演方法及其系統(tǒng)，該反演方法包括以下步驟：背景場約束的建立步驟，均勻采樣步驟，誤差函數(shù)的建立步驟以及反演提取步驟。以巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)與常規(guī)測井曲線的經(jīng)驗關(guān)系為基礎(chǔ)，建立背景場約束對巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)選，解決了現(xiàn)有巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)提取方法中的不確定性問題，突破了實驗室實驗方法的限制，所需參數(shù)少，應(yīng)用范圍廣，具有計算速度快、穩(wěn)定性好的優(yōu)點，能夠為橫波速度預(yù)測及儲層預(yù)測工作提供基礎(chǔ)資料。
【專利說明】巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)反演方法及其系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及地球物理測井領(lǐng)域，尤其涉及一種巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)反演方法及其系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]疊前反演技術(shù)在儲層預(yù)測中發(fā)揮著重要作用，實施該方法需要提供準(zhǔn)確的縱波速度及橫波速度的測井曲線，但測井資料中往往缺乏橫波速度信息。Xu-White速度模型法是一種高精度的橫波速度預(yù)測方法，但是由于該模型需要輸入的參數(shù)較多，有些參數(shù)對預(yù)測精度影響大卻不能從實驗室或者測井?dāng)?shù)據(jù)中直接獲得，從而限制了該方法的廣泛應(yīng)用。
[0003]在Xu-White速度模型法中，孔隙結(jié)構(gòu)對預(yù)測的橫波速度有重要影響。如果在較大深度范圍內(nèi)采用固定的孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)，那么會對預(yù)測的橫波引入較大的誤差。對于巖石孔隙結(jié)構(gòu)的研究，集中在巖石所具有的孔隙和吼道的幾何形狀、大小、分布及其相互連通關(guān)系等方面，主要通過兩種方法來實現(xiàn)，地球物理實驗室實驗法和測井資料現(xiàn)場評價法。
[0004]實驗室實驗法是目前最主要和最廣泛的描述和評價巖石孔隙結(jié)構(gòu)的方法，包括毛管壓力曲線法、鑄體薄片法、掃描電鏡法以及CT掃描法。實驗法存在以下問題，首先要求必須有取芯巖樣，且容易受到巖石樣品尺寸大小的限制。其次在巖心破碎的層段無法描述孔隙結(jié)構(gòu)，不具有縱向上的連續(xù)性，不能很好地反映一定地區(qū)的儲層孔喉結(jié)構(gòu)特征。最后實驗室實驗法費用比較昂貴，使得其應(yīng)用受到限制。
[0005]測井資料現(xiàn)場評價法常用的方式包括有電阻率法、常規(guī)孔滲法以及核磁共振法?，F(xiàn)場評價法能夠沿著井壁連續(xù)的對孔隙結(jié)構(gòu)進(jìn)行定性的評價，但卻不能定量的給定巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)。
[0006]綜上，亟需提供一種可操作性強且保證一定的反演精度的巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)反演方法，以解決上述問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之一是需要提供一種可執(zhí)行的并且能夠很好的應(yīng)用于橫波速度預(yù)測的巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)反演方法。
[0008]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)反演方法，包括以下步驟:背景場約束的建立步驟，基于測井?dāng)?shù)據(jù)和設(shè)定的尺度調(diào)節(jié)系數(shù)建立巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)的背景場約束；均勻采樣步驟，在背景場約束中根據(jù)給定的巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)的采樣率進(jìn)行均勻采樣；誤差函數(shù)的建立步驟，根據(jù)每次采樣到的巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)正演得到縱波速度和橫波速度，利用正演得到的縱波速度和橫波速度，結(jié)合測井得到的實測縱波速度和橫波速度，建立誤差函數(shù)；反演提取步驟，比較各個采樣點的誤差函數(shù)，將誤差函數(shù)最小值所對應(yīng)的巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)提取為反演結(jié)果。
[0009]在一個實施例中，根據(jù)以下表達(dá)式建立巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)的背景場約束:
(Mn"]
[0010]< C1 =(]-β)χα,
Cn =(1 +β)χα$
[0011]式中，C為背景場約束，C1為背景場約束的下邊界，Cu為背景場約束的上邊界，β為尺度調(diào)節(jié)系數(shù)，a s為利用測井?dāng)?shù)據(jù)得到的巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)的初始值。
[0012]在一個實施例中，根據(jù)以下表達(dá)式得到巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)的初始值a s:
[0013]a s = 0.17114-0.24477.Φ+0.004314.Vsh
[0014]式中，φ和Vsh分別為由測井?dāng)?shù)據(jù)得到的孔隙度和泥質(zhì)含量。
[0015]在一個實施例中，根據(jù)以下表達(dá)式得到所述采樣到的巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù):
[0016]a j = Q+Q-l) Δ a s, (i = 1...η)
[0017]式中，α i是在背景場約束范圍中采樣得到的第i個巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)，Λ a s為給定的巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)的采樣率，η為表示采樣點個數(shù)的整數(shù)。
[0018]在一個實施例中，根據(jù)以下表達(dá)式正演得到縱波速度VpUs)和橫波速度
?:
[0019]K" (?、)=養(yǎng),+4//,/3)//7" K.(?、)=如丨丨 Pi
[0020]式中，P I為飽含流體的巖石密度，K1和μ I分別為飽含流體的巖石體積模量和剪切模量。
[0021]在一個實施例中，根據(jù)以下表達(dá)式建立誤差函數(shù)f(as):
[0022]f(as) = (1-λ)||νρ(0-νρπ|| + λ | | Vs ( a s) _Vsm |
[0023]式中，Vpm和Vsm分別為實測縱波速度和橫波速度，Vp ( a s)和Vs ( a s)分別為正演得到的縱波速度和橫波速度，λ為調(diào)節(jié)縱波速度與橫波速度的系數(shù)。
[0024]另一方面，還提供了一種巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)反演系統(tǒng)，包括以下模塊:
[0025]背景場約束的建立模塊，其基于測井?dāng)?shù)據(jù)和設(shè)定的尺度調(diào)節(jié)系數(shù)建立巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)的背景場約束；均勻采樣模塊，其在背景場約束中根據(jù)給定的巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)的采樣率進(jìn)行均勻采樣；誤差函數(shù)的建立模塊，其根據(jù)每次采樣到的巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)正演計算得到縱波速度和橫波速度，利用正演計算得到的縱波速度和橫波速度，結(jié)合測井得到的實測縱波速度和橫波速度，建立誤差函數(shù)；反演提取模塊，其比較各個采樣點的誤差函數(shù)，將誤差函數(shù)最小值所對應(yīng)的巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)提取為反演結(jié)果。
[0026]在一個實施例中，背景場約束的建立模塊根據(jù)以下表達(dá)式建立巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)的背景場約束:
C = [qx',]
[0027]< C1 = (1- β)χ as
Γ?=(? + /?)χ?Λ,
[0028]式中，C為背景場約束，C1為背景場約束的下邊界，Cu為背景場約束的上邊界，β為尺度調(diào)節(jié)系數(shù)，a s為利用測井?dāng)?shù)據(jù)得到的巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)的初始值。
[0029]在一個實施例中，背景場約束的建立模塊根據(jù)以下表達(dá)式確定巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)的初始值a s:
[0030]a s = 0.17114-0.24477.Φ+0.004314.Vsh
[0031]式中，φ和Vsh分別為由測井?dāng)?shù)據(jù)得到的孔隙度和泥質(zhì)含量。
[0032]在一個實施例中，均勻采樣模塊根據(jù)以下表達(dá)式得到所述采樣到的巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù):
[0033]a j = Ci+Q-l) Δ a s, (i = 1...η)
[0034]式中，α i是在背景場約束范圍中采樣得到的第i個巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)，Λ a s為給定的巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)的采樣率，η為表示采樣點個數(shù)的整數(shù)。
[0035]在一個實施例中，誤差函數(shù)的建立模塊根據(jù)以下表達(dá)式正演得到縱波速度Vp ( a s)和橫波速度Vs (as):
[0036]K"(?Λ) = + 4//, /3)/P1, Vs (?s)=如丨丨 p丨
[0037]式中，P I為飽含流體的巖石密度，K1和μ I分別為飽含流體的巖石體積模量和剪切模量。
[0038]在一個實施例中，誤差函數(shù)的建立模塊根據(jù)以下表達(dá)式建立誤差函數(shù)f (a s):
[0039]f(as) = (1-λ)||νρ(0-νρπ|| + λ | | Vs ( a s) _Vsm |
[0040]式中，Vpm和Vsm分別為實測縱波速度和橫波速度，Vp ( a s)和Vs ( a s)分別為正演得到的縱波速度和橫波速度，λ為調(diào)節(jié)縱波速度與橫波速度的系數(shù)。
[0041]與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述方案中的一個或多個實施例可以具有如下優(yōu)點或有益效果:
[0042]通過巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)與常規(guī)測井曲線的經(jīng)驗關(guān)系，建立背景場約束對巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)選，解決了現(xiàn)有巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)提取方法中的不確定性問題，突破了實驗室實驗方法的限制。另外，該方法所需參數(shù)少，應(yīng)用范圍廣，具有計算速度快、穩(wěn)定性好的優(yōu)點，能夠為橫波速度預(yù)測及儲層預(yù)測工作提供基礎(chǔ)資料。
[0043]本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可通過在說明書、權(quán)利要求書以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0044]附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明的實施例共同用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0045]圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)反演方法的流程圖；
[0046]圖2是某區(qū)域?qū)嶋H的測井?dāng)?shù)據(jù)圖；
[0047]圖3是對圖2所示區(qū)域所建立的背景場約束示意圖；
[0048]圖4是根據(jù)圖1所示方法反演得到的孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)的結(jié)果圖；
[0049]圖5是孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)與速度比交會圖；
[0050]圖6是孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)與自然伽馬交會圖；
[0051]圖7是預(yù)測的橫波速度與實測的橫波速度交會圖；
[0052]圖8是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)反演系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖?！揪唧w實施方式】
[0053]以下將結(jié)合附圖及實施例來詳細(xì)說明本發(fā)明的實施方式，借此對本發(fā)明如何應(yīng)用技術(shù)手段來解決技術(shù)問題，并達(dá)成技術(shù)效果的實現(xiàn)過程能充分理解并據(jù)以實施。需要說明的是，只要不構(gòu)成沖突，本發(fā)明中的各個實施例以及各實施例中的各個特征可以相互結(jié)合，所形成的技術(shù)方案均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0054]第一實施例
[0055]圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)反演方法的流程圖。下面參考圖1來詳細(xì)說明本方法的各個步驟。
[0056]步驟S101、背景場約束的建立步驟，基于測井?dāng)?shù)據(jù)和設(shè)定的尺度調(diào)節(jié)系數(shù)建立巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)的背景場約束。
[0057]背景場約束是一個廣義上的區(qū)間，根據(jù)表達(dá)式(I)建立:
[0058]< (:,={\-β)χα^(I)
C =(1 +夕)χ %
[0059]式中，C為背景場約束，C1為背景場約束的下邊界，Cu為背景場約束的上邊界，β為尺度調(diào)節(jié)系數(shù)，a s為利用測井?dāng)?shù)據(jù)得到的巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)的初始值。
[0060]具體說就是，背景場約束是通過尺度調(diào)節(jié)系數(shù)來調(diào)整約束范圍的。當(dāng)尺度調(diào)節(jié)系數(shù)取值較大時，所對應(yīng)的背景場約束范圍也較大，反之當(dāng)尺度調(diào)節(jié)系數(shù)取值較小時，所對應(yīng)的背景場約束范圍也較小。β的值一般是經(jīng)驗給定的，其取值范圍是O到I之間。
[0061]此處的巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)的初始值a s作為一個已知量，是利用測井?dāng)?shù)據(jù)，根據(jù)經(jīng)驗公式計算得到的。輸入的測井?dāng)?shù)據(jù)是一組優(yōu)選數(shù)據(jù)，用于正演過程的建模，在建立正演過程時，認(rèn)為這個計算得到的值是一個標(biāo)準(zhǔn)值。a s的取值由表達(dá)式(2)得到:
[0062]as = 0.17114-0.24477.Φ+0.004314.Vsh (2)
[0063]式中，φ為孔隙度，Vsh為泥質(zhì)含量，兩者均可由測井?dāng)?shù)據(jù)得到。容易理解，該式僅是一個例子，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際情況進(jìn)行選擇。
[0064]根據(jù)表達(dá)式⑵可知，為了得到Cis需要知道孔隙度和泥質(zhì)含量，具體如圖2所示的某區(qū)域?qū)嶋H的測井?dāng)?shù)據(jù)圖。圖中所顯示的數(shù)據(jù)從左至右依次為縱波速度、孔隙度、泥質(zhì)含量、密度以及含水飽和度。結(jié)合第二列和第三列的曲線，根據(jù)表達(dá)式⑵可以得到Cis的一條曲線，代入表達(dá)式(I)可以得到背景場約束的范圍，如圖3所示。圖3中曲線2所示即為a s，是用來建立背景場約束的一條用作標(biāo)準(zhǔn)的曲線，曲線I為背景場約束的上限，曲線3為背景場約束的下限。
[0065]步驟S102、均勻采樣步驟，在背景場約束中根據(jù)給定的巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)的采樣率進(jìn)行均勻采樣。
[0066]上述步驟是基于正演的假設(shè)，我們認(rèn)為理想的孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)a s存在于步驟SlOl所構(gòu)建的背景場約束的范圍內(nèi)，因此在背景場的約束范圍內(nèi)，對^^進(jìn)行采樣，為便于計算，此處采取均勻采樣，具體如表達(dá)式(3)所示:
[0067]a j = Ci+Q-l) Δ a s, (i = 1...η) (3)
[0068]式中，Cii是背景場約束范圍上的第i個采樣點，C1為背景場約束的下邊界，Λ Qs為采樣率，均勻采樣時可以根據(jù)Λ as= (Cu-C1V(I1-1)來確定，Cu為背景場約束的上邊界。
[0069]進(jìn)一步的，η為表示采樣點個數(shù)的整數(shù)，決定了采樣率Λ a s的大小，依據(jù)計算所要求的精度和計算量以及計算時間進(jìn)行綜合衡量，一般取值為50即可。
[0070]步驟S103、誤差函數(shù)的建立步驟，根據(jù)每次采樣到的巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)正演得到縱波速度和橫波速度，利用正演得到的縱波速度和橫波速度，結(jié)合測井得到的實測縱波速度和橫波速度，建立誤差函數(shù)。
[0071 ] 首先根據(jù)表達(dá)式(4)通過正演計算得到縱波速度Vp ( a s)和橫波速度Vs ( a s):
[0072]Vr (?、) = ^,+4////3)//?,, K (as) = ^μ,? p,( 4 )
[0073]式中，P i為飽含流體的巖石密度，K1和μ I為飽含流體的巖石體積模量和剪切模量，進(jìn)一步地，兩者可以根據(jù)表達(dá)式(5)求得:
[0074]{Κ' = Kj'^ + (1 — Kj'^ 丨 K° ^ ^/Kf + (1 —沙[。-'ΚΙ] (S)
V；=Mdry
[0075]式中，Kty和μ dry為孔隙度為Φ時的干巖石體積模量和剪切模量，K0為固體礦物的彈性模量，Kf為孔隙飽含流體的體積模量。Ktl和Kf由巖石物理等效介質(zhì)理論中的VRH和Wood公式求得，此處不再贅述。Kty和μ 是與巖石孔隙結(jié)構(gòu)有關(guān)的函數(shù)，可以通過固體礦物的彈性模量Ktl及孔隙度Φ根據(jù)表達(dá)式(6)求得:
Kdry=K人\_φ)ρ,μ?γ=μ,[\ — φΤ
[0076]\ P = ^YjVlTiijj(Ul)(6)

^ l=s、c
<1 ^YjV1F(U1)

^ 1-S^c
[0077]式中，V1取值為￥3和V。，Vs是巖石基質(zhì)中砂巖所占的體積百分含量，V。是巖石基質(zhì)中泥巖所占的體積百分含量；VS和V?？梢杂蓽y井?dāng)?shù)據(jù)得到。α。為表征泥巖孔隙結(jié)構(gòu)的孔隙縱橫比，泥巖的孔隙縱橫比隨深度、地層壓力等參數(shù)變化較小，例如可設(shè)為定值0.05。α 3為表征砂巖孔隙結(jié)構(gòu)的參數(shù)。TiW(Ci1)和F(Ci1)為關(guān)于孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)03和α。的函數(shù)，具體形式參見(Keys 和 Xu, 2002)文獻(xiàn)的附錄部分(Robert G, Keys, Xu S Y.An approximat1nfor the Xu-White velocity model.Geophysics, 2002, 67(5):1406 ?1414)。
[0078]需要說明的是，計算中所需要的巖石密度曲線和泥質(zhì)含量曲線可以從圖2中得到。
[0079]其次，利用正演得到的縱波速度和橫波速度，結(jié)合測井得到的實測縱波速度和橫波速度，建立誤差函數(shù)。
[0080]表達(dá)式(7)所示即為構(gòu)建的誤差函數(shù)f (a s):
[0081]f(as) = (1-λ)||νρ(0-νρπ|| + λ IlVs(Cis)-VsmII (7)
[0082]式中，Vpm和Vsm分別為實測縱波速度和橫波速度，由實際測井?dāng)?shù)據(jù)得到。Vp(Qs)和Vs(Qs)分別為正演得到的縱波速度和橫波速度，根據(jù)表達(dá)式(4)求得。λ為調(diào)節(jié)縱波速度與橫波速度在誤差函數(shù)f (a s)中所占比重的系數(shù)。
[0083]需要說明的是，λ的取值范圍為λ e [0，I]。當(dāng)λ = I時，只有橫波參數(shù)參與計算；當(dāng)λ = O時，只有縱波參數(shù)參與計算。當(dāng)測井資料中不含有橫波測井?dāng)?shù)據(jù)時，λ取零，即只應(yīng)用縱波進(jìn)行計算。例如在圖2中，只給出了縱波速度，即取λ = O建立誤差函數(shù)。
[0084]步驟S104、反演提取步驟，比較各個采樣點的誤差函數(shù)，將誤差函數(shù)最小值所對應(yīng)的巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)提取為反演結(jié)果。
[0085]具體說就是，對于每個根據(jù)表達(dá)式(3)采樣到的a i運用表達(dá)式(7)計算得到相應(yīng)的誤差函數(shù)值，并對這些誤差函數(shù)值進(jìn)行比較，從中選出使得誤差函數(shù)值最小的那個樣點作為孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)的反演結(jié)果，反演出的孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)可用于其他沒有橫波測井資料的井中。最終反演得到的結(jié)果可以參見圖4。
[0086]圖4顯示的是反演得到的孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)的結(jié)果圖。圖中最右邊的曲線顯示的是孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)，最左邊的曲線顯示的是縱橫波速度比，中間為自然伽馬曲線。
[0087]將圖4中的孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)曲線與縱橫波速度比曲線聯(lián)合繪制于圖5的交會圖中，圖5中橫坐標(biāo)為速度比，縱坐標(biāo)為孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)，圖中不同灰度表示不同的孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)數(shù)值，灰度深淺由孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)數(shù)值大小決定。另外，灰度深淺也可以按照速度比來顯示。
[0088]假設(shè)通過鉆井巖芯資料的實驗室測定得到的目標(biāo)儲層孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)的大致取值范圍為0.14-0.16，同時結(jié)合含油氣儲層一般具有低速度比的特點，可以據(jù)此判斷含油氣儲層位置。具體說就是，在圖5的交會圖中，可以將孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)數(shù)值范圍在0.14-0.16，速度比數(shù)值范圍在1.6左右的數(shù)據(jù)圈定，如圖5中的橢圓區(qū)域，并在圖4中顯示所圈定數(shù)據(jù)對應(yīng)的深度，據(jù)此來區(qū)分識別含油氣儲層。
[0089]圖6顯示的是根據(jù)圖4中的孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)曲線與自然伽馬曲線的對應(yīng)關(guān)系所繪制的交會圖，其所顯示的其他信息可以類比于圖5得出，此處不再贅述。
[0090]圖7是預(yù)測的橫波速度與實測的橫波速度的交會圖。圖7中縱坐標(biāo)是預(yù)測的橫波速度，是利用圖4中反演得到的孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)，根據(jù)Xu-White速度模型計算得到的。如圖7所示，貫穿點的分布圖上的直線為傾角為45度的擬合直線，絕大多數(shù)樣點的預(yù)測值與實測值基本分布在這條直線上，說明預(yù)測的橫波速度與實測橫波速度吻合良好，僅有圖中箭頭所指向的橢圓圈定部分的個別少數(shù)幾個樣點的橫波速度預(yù)測結(jié)果與實測存在較大偏差，但不影響整體預(yù)測的可靠性。
[0091]第二實施例
[0092]圖8是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)反演系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，下面參考圖8來說明本實施例的各部分組成。
[0093]具體在圖8中，本實施例的背景場約束的建立模塊81執(zhí)行第一實施例的步驟SlOl的操作，均勻采樣模塊82執(zhí)行第一實施例的步驟S102的操作，誤差函數(shù)的建立模塊83執(zhí)行第一實施例的步驟S103的操作，反演提取模塊84執(zhí)行第一實施例的步驟S104的操作。在此不再詳細(xì)展開。
[0094]本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，上述的本發(fā)明的各模塊或各步驟可以用通用的計算裝置來實現(xiàn)，它們可以集中在單個的計算裝置上，或者分布在多個計算裝置所組成的網(wǎng)絡(luò)上，可選地，它們可以用計算裝置可執(zhí)行的程序代碼來實現(xiàn)，從而，可以將它們存儲在存儲裝置中由計算裝置來執(zhí)行，或者將它們分別制作成各個集成電路模塊，或者將它們中的多個模塊或步驟制作成單個集成電路模塊來實現(xiàn)。這樣，本發(fā)明不限制于任何特定的硬件和軟件結(jié)合。
[0095]雖然本發(fā)明所公開的實施方式如上，但所述的內(nèi)容只是為了便于理解本發(fā)明而采用的實施方式，并非用以限定本發(fā)明。任何本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】內(nèi)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明所公開的精神和范圍的前提下，可以在實施的形式上及細(xì)節(jié)上作任何的修改與變化，但本發(fā)明的專利保護(hù)范圍，仍須以所附的權(quán)利要求書所界定的范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)反演方法，其特征在于，包括以下步驟: 背景場約束的建立步驟，基于測井?dāng)?shù)據(jù)和設(shè)定的尺度調(diào)節(jié)系數(shù)建立巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)的背景場約束； 均勻采樣步驟，在背景場約束中根據(jù)給定的巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)的采樣率進(jìn)行均勻采樣； 誤差函數(shù)的建立步驟，根據(jù)每次采樣到的巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)正演得到縱波速度和橫波速度，利用正演得到的縱波速度和橫波速度，結(jié)合測井得到的實測縱波速度和橫波速度，建立誤差函數(shù)； 反演提取步驟，比較各個采樣點的誤差函數(shù)，將誤差函數(shù)最小值所對應(yīng)的巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)提取為反演結(jié)果。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)以下表達(dá)式建立巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)的背景場約束:
C = [CV C',]
<c,=(】-/Oxal
(.], =(】 + 々)X K 式中，C為背景場約束，C1為背景場約束的下邊界，Cu為背景場約束的上邊界，β為尺度調(diào)節(jié)系數(shù)，a s為利用測井?dāng)?shù)據(jù)得到的巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)的初始值。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，根據(jù)以下表達(dá)式得到所述巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)的初始值a s:
a s = 0.17114-0.24477.Φ+Ο.004314.Vsh 式中，Φ和Vsh分別為由測井?dāng)?shù)據(jù)得到的孔隙度和泥質(zhì)含量。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，根據(jù)以下表達(dá)式得到所述采樣到的巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù):
a j = Ci+Q-l) Δ a s, (i = 1...η) 式中，^是在背景場約束范圍中采樣得到的第i個巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)，Λ CIs為給定的巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)的采樣率，η為表示采樣點個數(shù)的整數(shù)。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)以下表達(dá)式正演得到縱波速度Vp(as)和橫波速度Vs (as):
yp )=丨+4//,/3)/ρ,, Vs {as)=如丨 / p, 式中，P i為飽含流體的巖石密度，K1和μ I分別為飽含流體的巖石體積模量和剪切模量。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)以下表達(dá)式建立所述誤差函數(shù)f(Cis): f(as) = (1-λ) I |Vp(as)-VpJ | + λ Ivs(Qs)-VsJ 式中，Vpm和Vsm分別為實測的縱波速度和橫波速度，Vp ( a s)和Vs ( a s)分別為正演得到的縱波速度和橫波速度，λ為調(diào)節(jié)縱波速度與橫波速度的系數(shù)。
7.一種巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)反演系統(tǒng)，其特征在于，包括以下模塊: 背景場約束的建立模塊，其基于測井?dāng)?shù)據(jù)和設(shè)定的尺度調(diào)節(jié)系數(shù)建立巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)的背景場約束； 均勻采樣模塊，其在背景場約束中根據(jù)給定的巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)的采樣率進(jìn)行均勻采樣； 誤差函數(shù)的建立模塊，其根據(jù)每次采樣到的巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)正演得到縱波速度和橫波速度，利用正演得到的縱波速度和橫波速度，結(jié)合測井得到的實測縱波速度和橫波速度，建立誤差函數(shù)； 反演提取模塊，其比較各個采樣點的誤差函數(shù)，將誤差函數(shù)最小值所對應(yīng)的巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)提取為反演結(jié)果。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述背景場約束的建立模塊根據(jù)以下表達(dá)式建立巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)的背景場約束:
C = [()■(:]
< Ci = {l~p)xas
C11 =(1 +β)χα, 式中，C為背景場約束，C1為背景場約束的下邊界，Cu為背景場約束的上邊界，β為尺度調(diào)節(jié)系數(shù)，a s為利用測井?dāng)?shù)據(jù)得到的巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)的初始值。
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述背景場約束的建立模塊根據(jù)以下表達(dá)式得到所述巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)的初始值a s:
a s = 0.17114-0.24477.Φ+0.004314.Vsh 式中，Φ和Vsh分別為由測井?dāng)?shù)據(jù)得到的孔隙度和泥質(zhì)含量。
10.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述均勻采樣模塊根據(jù)以下表達(dá)式得到所述采樣到的巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù):
a j = Ci+Q-l) Δ a s, (i = 1...η) 式中，^是在背景場約束范圍中采樣得到的第i個巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)，Λ CIs為給定的巖石孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)的采樣率，η為表示采樣點個數(shù)的整數(shù)。
11.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述誤差函數(shù)的建立模塊根據(jù)以下表達(dá)式正演得到縱波速度Vp ( a s)和橫波速度Vs ( a s):
VP (?V) = V(欠/ +4//,,/3)/^ ? Vs (a、) = μ, I P, 式中，P i為飽含流體的巖石密度，K1和μ I分別為飽含流體的巖石體積模量和剪切模量。
12.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述誤差函數(shù)的建立模塊根據(jù)以下表達(dá)式建立誤差函數(shù)f ( ct s):
f(as) = (1-λ) I IVp(Qs)-VpJ Ι + λ Ivs(Qs)-VsJ 式中，Vpm和Vsm分別為實測的縱波速度和橫波速度，Vp ( a s)和Vs ( a s)分別為正演得到的縱波速度和橫波速度，λ為調(diào)節(jié)縱波速度與橫波速度的系數(shù)。
【文檔編號】G01V1/30GK104316962SQ201410364269
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年7月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月28日
【發(fā)明者】白俊雨 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油物探技術(shù)研究院