[发明专利]一种反演岩石裂隙参数的方法

权利要求书

1.一种反演岩石裂隙参数的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、分别测量不同压力下干燥和流体饱和状态岩石样品的纵波波速和横波波速

步骤二、利用“含孔、裂隙介质弹性波动统一理论”模型，正演计算纵波波速和横波波速

步骤三、联合构建反演目标函数

步骤四、利用GA最优化算法，求解目标函数全局极小值

步骤五、输出目标函数达到全局极小值时对应的模型目标参数。

2.一种反演岩石裂隙参数的方法，其特征在于：

步骤一、利用“含孔、裂隙介质弹性波动统一理论”模型，正演计算纵波波速和横波波速

步骤二、分别测量不同压力下干燥和流体饱和状态岩石样品的纵波波速和横波波速

步骤三、联合构建反演目标函数

步骤四、利用GA最优化算法，求解目标函数全局极小值

步骤五、输出目标函数达到全局极小值时对应的模型目标参数。

3.根据权利要求1-2所述的反演岩石裂隙参数的方法，其特征在于：在岩石所能承受的最大载荷范围内按照岩石应力-应变曲线变化分别测量多个压力点对应的干燥状态和流体饱和状态岩石的纵波波速和横波波速，压力点的个数用N表示，代表第i个压力点下干燥岩石样品的纵波波速，代表第i个压力点下饱和岩石样品的纵波波速，代表第i个压力点下干燥岩石样品的横波波速，代表第i个压力点下饱和岩石样品的横波波速。

4.根据权利要求1-3所述的反演岩石裂隙参数的方法，其特征在于：纵波波速和横波波速理论模型由下面所述的孔隙、裂隙弹性波理论公式给出；

在孔隙、裂隙并存条件下快纵波波数、慢纵波波数和横波波数，由以下三个式子给出：

kp+=kp01+b+ρf/ρ1-b+/b0,]]>

kp-=kp01+b-ρf/ρ1-b-/b0,]]>

ks=ωρ^/μ.]]>

其中，k_p+为快纵波波数，k_p-为慢纵波波数，k_s为横波波数，ρ为岩石体积密度，ρ_f为岩石流体体积密度，为ρ和ρ_f组合的复数密度，μ为岩石的剪切模量，上式中的其它相关参数如下：

b±=12b0[c+-c2-4α(1-c)/b0],]]>

b₀=-β(K_d+4μ/3+α²/β)α,

kp0=ω/(Kd+4μ/3+α2/β)/ρ,]]>

c=(α-b_sρ/ρ_fb₀)/(α+b_s),

b_s=ρ_fθω².

其中，ω为角频率；

ρ^=ρ+ρf2ωf2θ,]]>

θ=iκ(ω)/ηω,

上式中的动态渗透率κ为：

κ(ω)=κ0[1-i2τκ0ρfω/(ηφ)]1/2-iτκ0ρfω/(ηφ),]]>

其中，κ₀为达西渗透率，τ为介质孔隙弯曲度，η为孔隙流体粘度；ρ、α和β三个参数由以下式子得到：

ρ=ρ_s(1-φ)+ρ_fφ,

α=1-K_d/K_s,

β=φ/K_f+(α-φ)/K_s+S(ω).其中，α和β为中间变量，无具体含义，K_d为岩石的干燥体模量，φ为孔隙度，K_f为流体体模量，ρ_s为岩石骨架的密度，K_s为岩石骨架的体模量；

随频率变化的波速由下式计算：

v_p+=ω/Re{k_p+},

v_p-=ω/Re{k_p-},

v_s=ω/Re{k_s}.

其中，Re{k_p+}为快纵波复波数的实部，Re{k_p-}为慢纵波复波数的实部，Re{k_s}为横波复波数的实部，对应的v_p+为快纵波波速，v_p-为慢纵波波速，v_s为横波波速。