[发明专利]一种岩石裂缝探测方法及系统

说明书

本发明提供了一种岩石裂缝探测方法及系统，通过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；将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相比较，判断计算值与测量值是否相吻合；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，并返回重新进行计算。本发明所公开的方法及系统，由于考虑了各向异性背景介质和椭圆缝对岩石弹性性质的影响，因此可较好的用于具横向各向同性背景介质的岩石裂缝的预测。

技术领域

本发明涉及油气勘探、地质工程、采矿工程、二氧化碳地下存储等诸多技术领域，尤其涉及的是一种岩石裂缝探测方法及系统。

背景技术

目前已开发出了众多裂缝探测的方法。在这些方法中，地震波或声波探测作为一种无损探测方法得到了广泛应用。对于此种方法，根据其基本原理，可划分为两大类：

第一类，基于信号分析与图像处理方法进行裂缝检测。此类方法对采集到的地震波或声波数据进行信号分析或图像处理，如相干分析、曲率分析、边缘检测等，从而从测量数据中提取裂缝信息。

第二类，基于岩石物理理论进行裂缝检测。此类方法根据地震波或声波在裂缝岩石中的传播特征对裂缝进行检测。地震波或声波在裂缝岩石中传播时，通常会表现出各向异性、频散、衰减等特性，因此可以从地震波或声波数据中提取这些特性，从而对裂缝进行检测。

但是上述两类探测方法都未考虑岩石背景介质的各向异性和实际的裂缝形态。然而，在实际应用中，经常遇到岩石的背景介质呈现各向异性。例如，在致密砂岩或非常规页岩油气储层中，岩石的背景介质一般具有横向各向同性特征，因而有必要考虑岩石背景介质各向异性的影响。另外，传统方法中，一般将裂缝假设成圆缝(硬币型裂缝)，但是在实际地层中，由于地应力的作用，裂缝在不同方向的延伸尺度一般不同，因而实际的裂缝形态考虑也很关键。

因此，现有技术有待于进一步的改进。

发明内容

鉴于上述现有技术中的不足之处，本发明的目的在于提供一种岩石裂缝探测方法及系统，克服现有技术中由于未考虑背景介质的各向异性特征，导致探测不够准确的缺陷。

本发明的实施例提供了一种岩石裂缝探测方法，其中，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。

可选的，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。

可选的，所述步骤B还包括：

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；

可选的，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。