[发明专利]一种含随机分布裂缝横向各向同性岩石的声速计算方法

说明书

本发明涉及一种含随机分布裂缝横向各向同性岩石的声速计算方法，其特征在于，包括：步骤S1：实验测量或根据地震数据确定横向各向同性背景介质的密度和各向异性声速；步骤S2：结合公式，计算得到C₁₁、C₁₃、C₁₂、C₃₃和C₄₄这些背景介质刚度矩阵弹性常数；步骤S3：根据地震或测井成像确定岩石裂缝的纵横比α并根据取芯资料确定岩石的裂缝密度ε；步骤S4：根据公式确定随机分布硬币状裂缝的额外柔度矩阵Z^NI；步骤S5：根据公式计算得到含干燥随机分布硬币状裂缝岩石的弹性刚度矩阵C^eff；步骤S6：根据公式确定含随机分布硬币状裂缝岩石的各向异性声速。本发明不仅可以计算形状规则裂缝岩石的速度，还可以计算任意形状的裂缝岩石的速度，适应范围更广。

技术领域

本发明涉及勘探地球物理领域，尤其涉及岩石物理中的一种含随机分布裂缝横向各向同性岩石的声速计算方法

背景技术

含裂缝储层有着巨大的油气开采潜力，是一类重要的非常规储层。地球物理勘探是一种重要的油气储层勘探方法。由于裂缝对于岩石的弹性性质存在显著的影响，如何应用地球物理勘探资料来准确评价含裂缝储层对于非常规油气资源的勘探和开发具有重要意义。

应用岩石物理模型来表征储层的裂缝性质与地球物理参数之间的关系是评价和预测含裂缝储层的关键性技术。因此，前人提出了一系列岩石物理模型来考察裂缝对于岩石弹性性质的影响。Hudson(1980，1981)基于波场的散射理论，针对含硬币状裂缝的各向同性介质推导出了岩石等效弹性模量的表达式。在他的理论中，裂缝对岩石弹性性质的影响被等效为与裂缝密度、纵横比及裂缝状态有关的一阶和二阶校正量。但Hudson模型中假设裂缝形状为硬币状并且要求密度小于0.1而难以得到广泛应用。Cheng(1993)在Eshelby(1957)年研究的基础上，将Hudson模型进行了改进，增大了模型中裂缝纵横比和裂缝密度的适用范围。除此之外，根据Schoenberg等人(Schoenberg，1980；Schoenberg and Douma，1988；Schoenberg and Sayer，1995)的研究，线性滑动理论也能很好的应用于含裂缝岩石的弹性性质研究中，模型中将裂缝对岩石弹性性质的影响等效为一个额外的裂缝柔度矩阵。Gurevich(2013)通过将线性滑动理论和各向异性Gassmann(Gassmann，1951)理论相结合考察了饱和状态下，水平裂缝对岩石弹性性质的影响。Kachanov等(Kachanov，1980；Kachanov，1992；Sayers and Kachanov，1995；Sevostianov and Kachanov，1999)也研究了多种形状的裂缝对岩石弹性性质的影响。

目前提出的含裂缝岩石物理模型大多考虑的是各向同性背景下的定向排列裂缝，对于天然裂缝性储层中普遍存在的横向各向同性(TI)背景介质及随机分布裂缝却鲜有考察。虽然在Kushch等(2004，2005)，Xu等(2019)和Guo等(2019)的研究中考虑了TI背景介质的影响，但是如何实现含随机分布裂缝横向各向同性岩石等效弹性性质的预测依然是一个亟需解决的问题。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，提供了一种能够含三维随机裂缝的横向各向同性岩石等效弹性性质及声波速度的估算方法。本发明针对现有含裂缝介质岩石物理模型的不足，在前人研究的基础上提出了一种含三维随机裂缝的横向各向同性岩石等效弹性性质及声波速度的估算方法。

一种含随机分布裂缝横向各向同性岩石的声速计算方法，其特征在于，包括：