[发明专利]一种碳酸盐岩岩石物理模型的建模方法

说明书

本发明公开一种碳酸盐岩岩石物理模型的建模方法，其包括以下步骤：获取岩石基础数据；根据基础数据计算骨架的弹性模量和剪切模量，并根据上述数据计算岩石混合矿物的弹性模量；岩石孔隙的横截面形状用椭圆来表征，根据椭圆短轴和长轴比值将孔隙分类，并根据孔隙类型预设各类型孔隙的比例；将不同类型孔隙按照其比例添加到基质中以建立孔隙结构模型，根据结构模型计算干燥岩石弹性模量；将孔隙与流体进行混合，并计算混合流体的体积模量；将干燥岩石替换成饱和流体岩石，得到岩石弹性曲线；对岩石的纵波速度和/或横波速度进行预测，将预测结果与实测结果进行比对，判断是否吻合，若不吻合，返回第三步，并对各类型孔隙比例进行调整，直至吻合。

技术领域

本发明属于油气地球物理领域，涉及一种岩石物理建模方法，特别涉及一种碳酸盐岩岩石物理建模方法。

背景技术

岩石物理模型在地震反演和解释中有着十分重要的作用，是连接地震属性(纵、横波速度等)以及储层参数(孔隙度、饱和度、泥质含量等)的重要纽带。正确适用的岩石物理模型不仅能够为正反演提供基础和必要的数据资料，同时可以降低地震解释的风险。

各向异性是沉积岩石中比较普遍存在的现象，碳酸岩盐具有复杂的孔隙结构和较强的各向异性特征，其储集空间多样，如：粒间孔隙、裂缝、洞穴等，导致速度变化范围较大，同时孔隙形状对速度的影响较大，因而砂泥岩岩石物理模型在碳酸盐岩储层中基本不能适用，目前还没有一种比较有效的描述碳酸岩盐弹性性质的岩石物理模型方法。

为了获取各类储层的岩石物理弹性参数,很多地球物理学者提出了理论模型公式和经验公式。如Greenberg等通过Gassmann近似公式比较预测纵波速度与实测纵波速度之间的差异，反演得到横波速度(Greenberg等)。Xu-White模型综合考虑了泥质砂岩中基质性质、泥质含量、孔隙度大小和孔隙形状以及孔隙饱含流体性质对岩石速度的影响(Xu andWhite)。Nur和Brown对岩石孔隙特征的研究表明,与砂岩有关的孔隙纵横比不是定值。SamsAndrea根据实验室数据提出了一个岩石孔隙纵横比与孔隙度之间的线性关系式。Yan等在2002年提出利用神经网络预测方法从测井数据中提取砂岩孔隙纵横比和泥岩孔隙纵横比。

但是每一个岩石物理模型都有假设和适用条件，Gassmann方程将岩石中的孔隙形状等效为球体，未考虑孔隙形状的变化。KT模型将岩石中的孔隙形状用椭球体来描述。DEM模型虽然考虑多相介质的混合次序，但是依然针对单一孔隙。我们知道，孔隙类型会显著影响在岩石中的速度(Xu和White，1995；孙赞东等)，但是Xu-White模型仅考虑了单一的纵横比参数。

由于碳酸盐岩的孔隙纵横比变化范围较大，所以采用固定的孔隙纵横比与真实泥质砂岩孔隙结构并不相符,在较大深度范围内应用常规的岩石物理模型估算岩石弹性参数时会产生较大偏差。因此，Ruiz和Cheng采用自洽模型进行致密砂岩的岩石物理建模研究，提出了用两种不同纵横比的孔隙(基质硬孔隙和软孔隙)去模拟砂岩中的孔隙结构，建立了SPM软孔隙度模型。但是软孔隙度模型只是将致密砂岩中的孔隙分成了基质孔隙和软孔隙两类，对于描述国内多因素控藏的低渗-致密碳酸盐岩储层的复杂孔隙结构过于简单。因此，经典的岩石物理模型如Wyllie方程、Gassmann方程、Kuster-模型、原始DEM模型、Xu-White模型以及SPM软孔隙度模型在低渗-致密气藏的适用性受到极大挑战。

砂泥岩岩石物理模型在碳酸盐岩储层中基本不能适用，目前还没有一种比较有效的描述碳酸岩盐弹性性质的岩石物理模型方法。由于碳酸盐岩的孔隙纵横比变化范围较大，导致速度变化范围较大，同时孔隙形状对速度的影响较大，

因此，有必要提供一种碳酸盐岩岩石物理模型的建模方法。

发明内容

本发明提供一种碳酸盐岩岩石物理模型的建模方法，用本方法建立的碳酸盐岩岩石物理模型能够较准确的预测碳酸盐岩岩石中的纵波速度和横波速度，为碳酸盐岩叠前储层预测提供必要的横波测井数据资料，进一步提高储层预测精度，降低地震解释的风险。