[发明专利]基于双尺度模型地震波频散与衰减预测方法及系统

说明书

公开了一种基于双尺度模型地震波频散与衰减预测方法及系统。该方法可以包括：根据岩石矿物以及骨架孔隙流体的体积模量与剪切模量，计算岩石频变湿骨架的体积模量与剪切模量；计算孔隙流体的频变体积模量；根据孔隙流体的频变体积模量、岩石频变湿骨架的体积模量与剪切模量，计算岩石有效体积模量与岩石有效剪切模量；根据岩石有效体积模量与岩石有效剪切模量，计算地震波速与衰减因子。本发明利用油气的高频衰减、低频增强的特性，同时体现地震频段和超声频段的衰减信息，提高预测的准确性，对全频带范围内弹性波的速度频散和衰减原因给出了更全面的解释。

技术领域

本发明涉及石油勘探开发领域，更具体地，涉及一种基于双尺度模型地震波频散与衰减预测方法及系统。

背景技术

想要研究地震波频散和衰减，首先要理解地震波的衰减机制，目前已经形成几种比较成熟的衰减机制。

地震波在地下储层中传播时，孔隙流体通常会发生喷射流(也称为局部流)，学者们认为这是造成地震波速度频散的主要因素，Mavko-Jizba(1974)提出了喷射流(SquirtFlow)模型。地震波的传播会使岩石孔隙中产生孔隙压力梯度，岩石中不同孔隙的可压缩能力不同。当地震波在饱和流体多孔介质中传播时，软孔中的孔隙流体会流向硬孔；当地震波在饱和部分气体多孔介质中传播时，孔隙流体压力的存在会使压缩能力较差的流体流向压缩能力较强的气体，这两种流动即喷射流；由于该模型仅适用于高频条件，Gurevich(2009)针对该局限对模型进行了优化，建立了可以适用于饱和气体岩石孔隙可以，流体和干岩石的高频极限喷射流模型。该模型仅体现了岩石骨架饱和流体造成的在超声频段地震波速度频散和能量的衰减现象。

White(1975a)等首次建立了周期性球状斑块饱和模型。该模型假设每一个单元立方体内流体均呈水包气斑块状分布，其所受应力均匀分布。White(1975b)等在球状斑块饱和模型基础上建立了周期层状斑块饱和模型，White模型仅在饱和两种不同流体地层界面之间流体压不连续的条件下适用，Dutta(1979)在Biot理论基础上对White球状斑块饱和模型重新进行求解使其适用于不同流体饱和地层界面处流体压力连续的情况；Johnson D L(2001)对模型做了进一步优化，使得该模型适用于各种斑块形状，Müller T M(2009)对物性参数和地震波速以及衰减因子之间的关系进行了研究。该模型仅体现了岩石内斑块饱和流体相互流动造成的在地震频段地震波的速度频散与能力衰减现象。

在实际测量中，速度频散和能量衰减现象存在于整个频带范围内，以上两种模型仅能够展示单一频带内的频散和衰减现象，而对于整个地震频带范围内的频散和衰减现象不能很好的同时体现，导致模拟结果与实际结果存在较大差异。因此，有必要开发一种基于双尺度模型地震波频散与衰减预测方法及系统。

公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明提出了一种基于双尺度模型地震波频散与衰减预测方法及系统，其利用油气的高频衰减、低频增强的特性，同时体现地震频段和超声频段的衰减信息，提高预测的准确性，对全频带范围内弹性波的速度频散和衰减原因给出了更全面的解释。

根据本发明的一方面，提出了一种基于双尺度模型地震波频散与衰减预测方法。所述方法可以包括：根据岩石矿物以及骨架孔隙流体的体积模量与剪切模量，计算岩石频变湿骨架的体积模量与剪切模量；计算孔隙流体的频变体积模量；根据所述孔隙流体的频变体积模量、所述岩石频变湿骨架的体积模量与剪切模量，计算岩石有效体积模量与岩石有效剪切模量；根据所述岩石有效体积模量与所述岩石有效剪切模量，计算地震波速与衰减因子。

优选地，通过公式(1)计算所述岩石频变湿骨架的体积模量：

通过公式(2)计算所述岩石频变湿骨架的剪切模量：