[发明专利]一种岩石裂缝探测方法及系统

权利要求书

1.一种岩石裂缝探测方法，其特征在于，包括：

步骤A、计算与探测裂缝岩石具有相同背景介质的岩石在不含裂缝状态下的弹性模量；

步骤B、根据预设的岩石裂缝初始参数和岩石在不含裂缝状态下的弹性模量计算裂缝岩石波速；

步骤C、判断计算得到的裂缝岩石波速的计算值与测量得到的裂缝岩石波速的测量值是否相吻合；若是，则执行步骤D；否则执行步骤E；

步骤D、输出裂缝参数；

步骤E、利用最优化算法产生一组新的裂缝参数，并返回步骤B；

所述步骤B包括：

步骤B1、根据预设的岩石裂缝初始参数和背景介质岩石在不含裂缝状态下的弹性模量计算不同裂缝倾角和裂缝自旋角度下对应的干裂缝的柔度矩阵；

步骤B2、根据所述干裂缝的柔度矩阵计算包含流体裂缝柔度矩阵；

步骤B3、根据所述流体裂缝柔度矩阵计算裂缝岩石的弹性模量，并根据裂缝岩石的弹性模量计算裂缝岩石波速。

2.根据权利要求1所述的岩石裂缝探测方法，其特征在于，所述步骤A之前还包括：

步骤A0、测量与探测裂缝岩石具有相同背景介质的岩石在不含裂缝状态下的不同入射角度的声波波速，并根据声波波速计算出岩石在不含裂缝状态下的弹性模量。

3.根据权利要求1所述的岩石裂缝探测方法，其特征在于，所述岩石裂缝初始参数包括：裂缝密度、裂缝面纵横比、裂缝倾角和自旋角。

4.根据权利要求1所述的岩石裂缝探测方法，其特征在于，所述步骤C之前还包括步骤：

步骤C0、测量岩石裂缝倾向面内不同入射角度的纵波和横波的传播速度得到裂缝岩石波速的测量值。

5.根据权利要求1所述的岩石裂缝探测方法，其特征在于，所述步骤D中利用克里斯托弗尔方程根据裂缝岩石的弹性模量计算出裂缝岩石波速。

6.根据权利要求1所述的岩石裂缝探测方法，其特征在于，所述步骤C中包括：

建立目标函数对裂缝岩石波速的计算值与测量值进行比较，所述目标函数的公式为：

其中，T为比较值，V_i^计算与V_i^测量分别为在不同入射角的裂缝岩石波速的计算值与测量裂缝岩石波速，N为测量的总点数。

7.根据权利要求1所述的岩石裂缝探测方法，其特征在于，所述最优化算法为随机搜索算法。

8.根据权利要求3所述的岩石裂缝探测方法，其特征在于，所述裂缝密度和裂缝面纵横比的初始值均设置为0.05，裂缝倾角和自旋角初始值设置为0°。

9.一种岩石裂缝探测系统，其特征在于，包括：波速测量装置和信息处理装置；

所述波速测量装置，用于分别测量不含裂缝并具有相同背景介质岩石在不同入射角度下的纵波和横波的声波速度和测量岩石裂缝倾向面内不同入射角度的纵波和横波的声波波速；

所述信息处理装置，用于计算与探测裂缝岩石具有相同背景介质的岩石在不含裂缝状态下的弹性模量，根据预设的岩石裂缝初始参数和岩石在不含裂缝状态下的弹性模量计算裂缝岩石波速，以及判断计算得到的裂缝岩石波速计算值与测量得到的裂缝岩石波速测量值是否相吻合，若是，则输出裂缝参数；否则利用最优化算法产生一组新的裂缝参数，使用新的裂缝参数重复上述计算，直到裂缝岩石波速的计算值与测量值相吻合；

所述信息处理装置依次根据预设的岩石裂缝初始参数和背景介质岩石在不含裂缝状态下的弹性模量计算不同裂缝倾角和裂缝自旋角度下对应的干裂缝的柔度矩阵、根据所述干裂缝的柔度矩阵计算包含流体裂缝柔度矩阵、根据所述流体裂缝柔度矩阵计算裂缝岩石的弹性模量，并根据裂缝岩石的弹性模量计算裂缝岩石波速。