具体实施方式
现将详细参照本发明的示例性实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中,相同的标号始终指的是相同的部件。以下将通过参照附图来说明所述实施例,以便解释本发明。
图1示出根据本发明示例性实施例的获取岩石基质体积模量的方法的流程图。这里,作为示例,所述方法可由用于获取岩石基质体积模量的设备来实现,也可以完全通过计算机程序来实现。
如图1所示,在步骤S100,利用目标测井深度点及其上下邻近的预定数量个测井深度点的测井资料确定目标测井深度点的等效岩石基质体积模量。这里,作为示例,所述测井资料可包括以下项中至少一项:纵波速度、横波速度、密度、含水饱和度、孔隙流体体积模量以及岩石孔隙度。下面,将结合图2来具体描述根据本发明示例性实施例的确定目标测井深度点的等效岩石基质体积模量的步骤的流程图。
图2示出根据本发明示例性实施例的确定目标测井深度点的等效岩石基质体积模量的步骤的流程图。如图2所示,在步骤S110,利用目标测井深度点及其上下邻近的预定数量个测井深度点的测井资料分别确定目标测井深度点及其上下邻近的预定数量个测井深度点的饱和岩石体积模量。这里,作为示例,可选取与目标测井深度点上下邻近的一个测井深度点,并分别确定目标测井深度点及其上下邻近的一个测井深度点所对应的饱和岩石体积模量。
具体说来,在步骤S110,可利用下面的等式(1-1)确定目标测井深度点的或目标测井深度点上下邻近的一个测井深度点的饱和岩石体积模量:
等式(1-1)
其中,Ksat,i表示测井深度点i的饱和岩石体积模量,Vp,i表示测井深度点i的纵波速度,Vs,i表示测井深度点i的横波速度,ρi表示测井深度点i的密度。
这里,可通过等式(1-1)分别获取目标测井深度点及其上下邻近的一个测井深度点的饱和岩石体积模量。
接下来,在步骤S120,基于目标测井深度点及其上下邻近的预定数量个测井深度点各自对应的饱和岩石体积模量和岩石孔隙度,利用线性拟合法拟合得到饱和岩石体积模量与岩石孔隙度的线性关系式,并确定所述线性关系式的斜率和截距。
具体说来,可采用线性拟合法通过对Gassmann(加斯曼)理论进行合理简化,并引入Eshelly-Walsh干燥岩石椭球包体近似公式,利用目标测井深度点及其上下邻近的一个测井深度点的饱和岩石体积模量与岩石孔隙度,拟合推导出饱和岩石体积模量与岩石孔隙度的线性关系式,这里,所述线性关系式可用下面的等式(1-2)来表示:
等式(1-2)
其中,φi表示测井深度点i的岩石孔隙度,Ksat,i表示测井深度点i的饱和岩石体积模量,A表示线性关系式(1-2)所表示的直线的斜率,B表示线性关系式(1-2)所表示的直线的截距。
在步骤S130,利用所述线性关系式的斜率和截距确定目标测井深度点的等效岩石基质体积模量。
具体说来,由于线性关系式(等式(1-2))所表示的直线的斜率A和截距B可分别被表示为下面的等式:
等式(1-3)
等式(1-4)
其中,Kf,i表示测井深度点i的孔隙流体体积模量,Ko,i表示测井深度点i的岩石基质体积模量,m表示干燥岩石椭球体的结构参数,α表示岩石孔隙扁率。
因此,由等式(1-3)和等式(1-4)可以得出:
等式(1-5)
其中,假设测井深度点i为目标测井深度点,则Ko,i可表示目标测井深度点i的等效岩石基质体积模量,A表示线性关系式(1-2)所表示的直线的斜率,B表示线性关系式(1-2)所表示的直线的截距。
通过等式(1-5)可确定通过线性拟合法获取的目标测井深度点的等效岩石基质体积模量。
再次返回图1,在步骤S200,基于目标测井深度点的测井资料,确定目标测井深度点的干岩石泊松比的变化区间和变化增量。
具体说来,基于目标测井深度点的测井资料,可确定目标测井深度点的干岩石泊松比的变化区间和变化增量,例如,基于目标测井深度点的测井资料,可确定目标测井深度点的干岩石泊松比的变化区间为[0.00.4],初始值可取变化区间的下限值0.0,变化为递增变化,向上的变化增量为0.03。
在步骤S300,基于目标测井深度点的测井资料,利用岩石骨架统一模型和岩石基质体积模量的相对关系确定目标测井深度点的岩石基质体积模量的变化区间和变化增量。
这里,可通过如下的方式来确定目标测井深度点的岩石基质体积模量的变化区间和变化增量:
具体说来,在岩石物理学中,岩石体积模量存在这样的相对关系:
Ko>Ksat>Kdry,不等式(3-1)
其中,Ko表示岩石基质体积模量,Ksat表示饱和岩石体积模量,Kdry表示干岩石骨架体积模量。这里,其中,φ表示岩石孔隙度,p、q表示调节函数,其中,p、q可由岩性条件和地区经验所确定。
由上面的分析可得:岩石体积模量的变化区间可表示为:
不等式(3-2)
由不等式(3-2),可确定目标测井深度点的岩石基质体积模量的变化区间和变化增量,其中,初始值可选变化区间的上限值,变化为递减变化,变化增量为0.1Gpa。
通过上述处理,可获得目标测井深度点的岩石基质模量的变化区间和变化增量以及干岩石泊松比的变化区间和变化增量,为后续继续处理进一步限定了目标测井深度点的岩石基质体积模量和干岩石泊松比的取值范围。
在步骤S400,基于目标测井深度点的测井资料,在双收敛条件下利用自适应基质矿物模量反演方法反演得到目标测井深度点的最优自适应岩石基质体积模量,其中,反演所用到的自适应岩石基质体积模量在所述岩石基质体积模量的变化区间内依照岩石基质体积模量的变化增量进行取值,并且,反演所用到的干岩石泊松比在所述干岩石泊松比的变化区间内依照干岩石泊松比的变化增量进行取值。
下面,将结合图3来具体描述根据本发明示例性实施例的在双收敛条件下利用自适应基质矿物模量反演方法反演得到目标测井深度点的最优自适应岩石基质体积模量的步骤的流程图。
如图3所示,在步骤401,基于目标测井深度点的测井资料以及Gassmann方程和Gassmann-Boit-Geertsman方程确定Gassmann流体因子。
具体说来,Gassmann方程可表示为:
公式(4-1)
其中,fG表示Gassmann流体因子,φ表示岩石孔隙度,Ko表示岩石基质体积模量,Kf表示孔隙流体体积模量,Kdry表示干岩石骨架体积模量,其中,Kdry=(1+β)×Ko,这里,β为中间变量,这里,β可基于目标测井深度点的测井资料应用Gassmann-Boit-Geertsman方程来获取:
这里,Gassmann-Boit-Geertsman方程可表示为:
公式(4-2)
其中,其中,ρsat表示密度,Vp表示纵波速度,σdry表示干岩石泊松比,Kf表示孔隙流体体积模量,Ko表示岩石基质体积模量。
具体说来,可将目标测井深度点的相关测井资料(例如,目标测井深度点所对应的密度、纵波速度、孔隙流体体积模量等)代入相关公式,其中,与公式(4-2)相关的岩石基质体积模量或干岩石泊松比可在上述提及的目标测井深度点的岩石基质体积模量或干岩石泊松比的变化区间内,依照各自的变化增量,选取合适的岩石基质体积模量或干岩石泊松比作为已知参数来求取中间变量β,从而进一步获取目标测井深度点的干岩石骨架体积模量Kdry,然后,在公式(4-1)中以岩石基质体积模量Ko为未知参数,使得公式(4-1)可被表示成Gassmann流体因子fG关于岩石基质体积模量Ko的关系式。
另一方面,可采用另一种方法获取流体因子的不同表达式,这里,在步骤S402,可基于目标测井深度点的测井资料以及Russell流体因子公式确定Russell流体因子。
具体说来,Russell流体因子公式可表示为:
公式(4-3)
其中,fR表示Russell流体因子,Zp表示岩石纵波阻抗,Zs表示岩石横波阻抗、ρsat表示密度,c表示中间变量c系数,其中,Zp=ρsatVp,Zs=ρsatVs,Vp表示纵波速度,σdry表示干岩石泊松比。
具体说来,可利用目标测井深度点的相关测井资料(例如,目标测井深度点所对应的密度、纵波速度、横波速度等)代入相关公式,其中,干岩石泊松比可在上述提及的干岩石泊松比的变化区间内,依照变化增量,选取合适的干岩石泊松比作为已知参数来求取c系数,从而进一步代入公式(4-3),然后,在公式(4-3)中以干岩石泊松比σdry为未知参数,使得公式(4-3)可被表示成Russell流体因子fR关于干岩石泊松比σdry的关系式。
在步骤S403,将Gassmann流体因子与Russell流体因子之差的绝对值作为第一反演目标函数。
在步骤S404,分别在岩石基质体积模量的变化区间或干岩石泊松比的变化区间内按照各自的变化增量进行取值,并将选取到的第一组自适应岩石基质体积模量和干岩石泊松比代入第一反演目标函数。
在步骤S405,确定第一反演目标函数的值是否小于第一预定阈值。具体说来,可设置第一收敛条件,来缩小获取岩石基质体积模量的选取范围。这里,第一收敛条件指示第一反演目标函数的值小于第一预定阈值。
当第一反演目标函数的值小于第一预定阈值时,在步骤S406,获取满足第一收敛条件的自适应岩石基质体积模量。
接下来,在步骤S407,确定是否是分别在岩石基质体积模量的变化区间或干岩石泊松比的变化区间内按照各自的变化增量进行取值后得到的最后一组自适应岩石基质体积模量和干岩石泊松比。
当不是最后一组自适应岩石基质体积模量和干岩石泊松比时,在步骤S408,选取下一组自适应岩石基质体积模量和干岩石泊松比,并将该组自适应岩石基质体积模量和干岩石泊松比代入第一反演目标函数,并返回执行步骤S405,继续判断第一反演目标函数是否小于第一预定阈值。
当是最后一组自适应岩石基质体积模量和干岩石泊松比时,在步骤S409,获取满足第一收敛条件的包括自适应岩石基质体积模量的集合,这里,作为示例,在理想情况下,所述包括自适应岩石基质体积模量的集合可包括满足第一收敛条件的多组自适应岩石基质体积模量和干岩石泊松比。
在步骤S410,将所述目标测井深度点的等效岩石基质体积模量与最优自适应岩石基质体积模量之差的绝对值作为第二反演目标函数。
在步骤S411,在满足第一收敛条件的包括自适应岩石基质体积模量的集合中选取第一个自适应岩石基质体积模量并代入第二反演目标函数。
在步骤S412,确定第二反演目标函数的值是否小于第二预定阈值。具体说来,可设置第二收敛条件,来进一步缩小获取岩石基质体积模量的选取范围。
当第二反演目标函数的值小于第二预定阈值时,在步骤S413,获取满足第二收敛条件的最优自适应岩石基质体积模量。
在步骤S414,确定当前的自适应岩石基质体积模量是否是所述满足第一收敛条件的包括自适应岩石基质体积模量的集合中的最后一个自适应岩石基质体积模量。
当是最后一个自适应岩石基质体积模量时,结束所述方法。
当不是最后一个自适应岩石基质体积模量时,将下一个满足第一收敛条件的自适应岩石基质体积模量代入第二反演目标函数,并返回执行步骤S412,继续确定第二反演目标函数是否小于第二预定阈值。
再次返回参照图1,在步骤S500,将所述目标测井深度点的等效岩石基质体积模量和最优自适应岩石基质体积模量进行平均处理来获取目标测井深度点的岩石基质体积模量。
具体说来,可求取目标测井深度点的等效岩石基质体积模量和最优自适应岩石基质体积模量平均值作为目标测井深度点的岩石基质体积模量。
这里,应理解,针对预定工区目标测井深度段内的其他的目标测井深度点,同样可利用本发明所述的方法来获取预定工区目标测井深度段内所有目标测井深度点的岩石基质体积模量。
图4示出根据本发明示例性实施例获取的岩石基质体积模量曲线与建模时输入的岩石基质体积模量的曲线的对比图。
如图4所示,标记A指示的曲线为根据本发明示例性实施例所述的方法获取的岩石基质体积模量曲线,标记B指示的曲线为建模时输入的岩石基质体积模量曲线,由图4可以看出,根据本发明示例性实施例所述方法获取的岩石基质体积模量的曲线与建模时输入的岩石基质体积模量的总体特征完全一致,两者之差的绝对值介于0.0-2.5Gpa之间,因此,根据本发明示例性实施例所述方法获取的岩石基质体积模量具有较高的精度。
图5示出根据本发明示例性实施例获取的岩石基质体积模量与建模输入模量的交会图。这里,通过图5可以有效地验证根据本发明示例性实施例所述方法获取的岩石基质体积模量的正确性。
综上所述,在根据本发明示例性实施例的获取岩石基质体积模量的方法中,能够准确且方便地获取具有较高精度和稳定性的岩石基质体积模量,为后续预测油气藏奠定了有利基础。
尽管已经参照其示例性实施例具体显示和描述了本发明,但是本领域的技术人员应该理解,在不脱离权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下,可以对其进行形式和细节上的各种改变。