[发明专利]一种纵横波反射率模版估算水合物和游离气饱和度的方法

权利要求书

1.一种纵横波反射率模版估算水合物和游离气饱和度的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1)依次基于VRH边界平均模型、SCA-DEM模型、广义有效介质模型、Wood公式、Gassmann方程和White模型，建立同时考虑六种水合物微观赋存形态的岩石物理等效模型并计算弹性参数，随后利用AVO理论近似式计算纵波和横波的垂直入射反射系数，完成水合物岩石物理建模流程；

(2)依据测井数据对水合物饱和度和游离气饱和度进行二维网格剖分，利用步骤(1)计算得到的纵波和横波的垂直入射反射系数，构建纵横波反射率岩石物理模版；

(3)结合叠前地震反演的纵横波阻抗对步骤(2)构建得到的纵横波反射率岩石物理模版进行反演验证；

其中，依次基于VRH边界平均模型、SCA-DEM模型、广义有效介质模型、Wood公式、Gassmann方程和White模型，建立同时考虑六种水合物微观赋存形态的岩石物理等效模型并计算弹性参数，具体内容包括：

假设水合物是固体基质的一部分，利用步骤(1)所述VRH边界平均模型计算石英、粘土和骨架支撑型水合物的固体岩石基质的体积模量K_m和剪切模量μ_m，具体公式如下：

其中，K_m表示VRH边界平均模型的体积模量，μ_m表示VRH边界平均模型的剪切模量，K_i表示第i种组分的体积模量，μ_i表示第i种组分的剪切模量；由于骨架支撑型水合物的存在，矿物骨架的体积比表示为f_i表示第i种组分的体积分数，Φ表示第i种组分的孔隙度；由于骨架支撑型水合物的存在，除去骨架支撑型水合物所占孔隙后的孔隙度表示为Φ_r＝Φ(1-γ_msS_h)，γ_ms表示第i种组分的骨架支撑型水合物赋存形态百分比，S_h表示第i种组分的水合物饱和度；

假设固体岩石基质和基质与包含物共存模式水合物组成“新”基质，利用步骤(1)所述SCA-DEM模型计算“新”基质的体积模量K_ma和剪切模量μ_ma，具体公式如下：

K_ma＝K_DEM

μ_ma＝μ_DEM

其中，x_j表示第j种组分的体积比，K_j表示第j种组分的体积模量，μ_j表示第j种组分的剪切模量，K_SCA表示SCA模型计算的等效体积模量，μ_SCA表示SCA模型计算的等效剪切模量，P^j(x_j)和Q^j(x_j)均表示几何因子，K_DEM表示DEM模型计算的等效体积模量，μ_DEM表示DEM模型计算的等效剪切模量，K_ma表示“新”基质的体积模量，μ_ma表示“新”基质的剪切模量；

利用步骤(1)所述广义有效介质模型计算接触胶结和颗粒包裹两种微观赋存形态下干岩石骨架的体积模量K_dry和剪切模量μ_dry，具体公式如下：

其中，K_dry表示广义有效介质模型的体积模量，μ_dry表示广义有效介质模型的剪切模量，Φ_c表示临界孔隙度，K_mct表示基于改进胶结模型计算的临界孔隙度Φ_c时的体积模量，μ_mct表示基于改进胶结模型计算的临界孔隙度Φ_c时的剪切模量，广义有效介质模型的参量Z表示为K_ma表示“新”基质的体积模量，μ_ma表示“新”基质的剪切模量；由于骨架支撑和基质与包含物共存模式的水合物存在，中间孔隙度Φ_i表示为Φ_i＝Φ[1-S_h(γ_mi+γ_ms)]，Φ表示第i种组分的孔隙度，γ_ms表示第i种组分的骨架支撑型水合物赋存形态百分比，S_h表示第i种组分的水合物饱和度，γ_mi表示基质与包含物共存型水合物的体积百分比；

利用步骤(1)所述Wood公式计算孔隙充填水合物和水的混合流体的体积模量K_fl，具体公式如下：

其中，K_fl表示Wood公式的体积模量，K_h表示水合物的体积模量，K_w表示水的体积模量，S_h为孔隙充填水合物饱和度，而归一化的孔隙充填水合物饱和度表示为γ_pf表示孔隙充填形态的百分比；

利用步骤(1)所述Gassmann方程计算流体饱和情况下岩石的体积模量K_sat和剪切模量μ_sat，具体公式如下：

μ_sat＝μ_dry

其中，K_sat表示Gassmann方程的体积模量，μ_sat表示Gassmann方程的剪切模量，K_dry表示广义有效介质模型的体积模量，μ_dry表示广义有效介质模型的剪切模量，K_ma表示“新”基质的体积模量，K_fl表示Wood公式的体积模量；有效孔隙度表示为Φ_e＝Φ[1-(γ_hc+γ_ms+γ_mi)S_h]，Φ表示第i种组分的孔隙度，γ_hc表示混合胶结形态的百分比，γ_ms表示第i种组分的骨架支撑型水合物赋存形态百分比，γ_mi表示基质与包含物共存型水合物的体积百分比，S_h表示第i种组分的水合物饱和度；

将利用步骤(1)所述Gassmann方程计算得到的流体饱和情况下岩石的体积模量K_sat和剪切模量μ_sat作为水饱和储层的弹性模量，将裂缝充填的部分完全看作是100％水合物饱和，利用步骤(1)所述White模型计算出各向异性水合物储层的纵横波相关速度，具体公式如下：

N＝μ^-1

其中，表示不同弹性参数的线性加权平均符号，λ和μ均为拉梅常数，可由水合物和流体饱和岩石的体积模量和剪切模量转化得到；A、C、F、L、N和Q均为中间变量，θ为裂缝倾角，ρ_b为体密度，V_p表示纵波速度，V_SV表示垂向极化的横波速度，V_SH表示横向极化的横波速度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用步骤(1)所述AVO理论近似式计算纵波和横波的垂直入射反射系数，具体内容如下：

纵波反射系数R_pp表示为R_pp(θ)＝A+Bsin²θ+C(tan²θ-sin²θ)，其中，A、B、C均为系数，θ表示入射角；

当θ＜30°且V_p≈2V_s时，步骤(1)所述AVO理论近似式简化为R_pp(θ)＝R_p0+(R_p0-2R_s0)sin²θ，其中，V_p表示纵波速度，V_s表示横波速度，R_p0表示纵波垂直入射情况下的反射系数，R_s0表示横波垂直入射情况下的反射系数。