CN108693094B - 复杂孔隙储层岩石波速预测方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种复杂孔隙储层岩石波速预测方法及装置，其中，该方法包括以下步骤：获取岩石的孔隙结构特征参数，所述孔隙结构特征参数包括光滑表面理想孔隙结构特征参数和粗糙表面孔隙结构特征参数；根据所述岩石的孔隙结构特征参数，确定岩石的最大弛豫饱和度；根据所述岩石的孔隙结构特征参数和岩石的最大弛豫饱和度，确定岩石体积模量；根据所述岩石体积模量确定岩石的波场速度。采用本方案将岩石微观晶体颗粒表面视为粗糙表面，且采用非固定的岩石体积模量，这样可以正确模拟岩石波场速度‑饱和度关系，很好地预测解释“速度上翘”现象。
Description
技术领域
本发明涉及地震岩石物理技术领域，特别涉及一种复杂孔隙储层岩石波速预测方法及装置。
背景技术
随着油气资源勘探技术的不断发展，通过注水、注汽等手段开发含非常规油气储层和提高剩余油利用率已成为重点关注领域，因此也导致地下储层岩石中同时含有油、气、水等流体，形成流体部分饱和状态，给地震波勘探波场速度解释带来困难。
由于地质沉积、成岩等作用的影响，储层岩石微观晶体颗粒表面往往是极其粗糙的，附着有胶结物颗粒、晶体生长丛等(如图1所示)。相对于微观孔隙空间来说，这些物质的结构尺度是不可忽略的，往往在孔隙通道壁面上产生不规则凹槽，形成额外的流体存储空间(图2)。由于其晶体类型和几何空间结构的特点，往往对流体浸润产生重要影响，甚至改变孔隙岩石的疏水性。当发生流体饱和时，晶体微观结构对少量流体初始饱和时的波场速度会产生极大的影响，具体表现表现为含水饱和度接近零时的“速度上翘”现象。但常规孔隙弹性模型(如Gassmann方程)在计算储层孔隙岩石的波场速度时，往往把孔隙空间假设为一个表面光滑、里面填充了流体的圆柱形管道(图3)，因此，常规孔隙弹性模型不能正确模拟这部分岩石波场速度-饱和度关系，无法预测解释这种“速度上翘”现象。
另外，经过亿万年的沉积和压力作用，储层岩石中包含的油气有机物质与岩石矿物长期紧密结合，以吸附状态赋存于生油岩和储集岩中，因而在固体-流体交界面上形成微观的化学键作用，这种作用导致在岩石表面生成厚度约几个分子的流体吸附膜，想要从岩石孔隙中彻底分离出油、水流体，必须破坏固体-流体交界面的化学键作用，清除流体吸附膜，这需要外力输入一定的能量克服化学键作用。由于破坏固体-流体交界面的化学键作用而消耗的这部分能量称为表面自由能。研究表明，岩石的骨架刚度(对应干骨架体积模量)与矿物颗粒之间的接触强度成正比，接触强度依赖于表面自由能，石英等矿物颗粒对流体的吸附降低了表面自由能，因此也导致骨架刚度下降(对应干骨架体积模量降低)。这种对岩石骨架刚度的弱化作用与饱和流体的类型有关，石英晶粒在真空中具有最大的表面自由能(450mJ/m2)；在油中，表面自由能减少了一点(431mJ/m2)；但在盐水中，表面自由能急剧下降(136mJ/m2)，因此含油、气饱和度接近100％时，岩石刚度得到强化，使波速上升。这种表面自由能效应带来的速度上升，甚至超过了由于含水饱和度下降引起的速度降低量，因此，实验中往往发现速度-饱和度曲线上含水饱和度接近零附近存在“速度上翘”现象。当含水饱和度超过某个阈值时，这种“速度上翘”逐渐消失，称该饱和度阈值为“最大弛豫饱和度”。目前，常规孔隙弹性模型(如Gassmann方程)在计算储层孔隙岩石的波场速度时，通常会涉及到干骨架体积模量，且认为干骨架体积模量是固定不变的，因此，其几乎不能正确模拟这部分岩石波场速度-饱和度关系，无法预测解释这种“速度上翘”现象，给地震波勘探等常规手段带来挑战。
发明内容
本发明实施例提供了一种复杂孔隙储层岩石波速预测方法及装置，可以正确模拟岩石波场速度-饱和度关系，很好地预测解释“速度上翘”现象。
该复杂孔隙储层岩石波速预测方法包括：
获取岩石的孔隙结构特征参数，所述孔隙结构特征参数包括光滑表面理想孔隙结构特征参数和粗糙表面孔隙结构特征参数；
根据所述岩石的孔隙结构特征参数，确定岩石的最大弛豫饱和度；
根据所述岩石的孔隙结构特征参数和岩石的最大弛豫饱和度，确定岩石体积模量；
根据所述岩石体积模量确定岩石的波场速度。
该复杂孔隙储层岩石波速预测装置包括：
孔隙结构特征参数获取模块，用于获取岩石的孔隙结构特征参数，所述孔隙结构特征参数包括光滑表面理想孔隙结构特征参数和粗糙表面孔隙结构特征参数；
最大弛豫饱和度确定模块，用于根据所述岩石的孔隙结构特征参数，确定岩石的最大弛豫饱和度；
体积模量确定模块，用于根据所述岩石的孔隙结构特征参数和岩石的最大弛豫饱和度，确定岩石体积模量；
波场速度确定模块，用于根据所述岩石体积模量确定岩石的波场速度。
在本发明实施例中，通过获取的岩石的孔隙结构特征参数确定出现“速度上翘”现象时对应的最大弛豫饱和度，然后根据所述岩石的孔隙结构特征参数和岩石的最大弛豫饱和度，确定岩石体积模量，最后根据所述岩石体积模量确定岩石的波场速度。采用本发明方案将岩石微观晶体颗粒表面视为粗糙表面，且采用非固定的岩石体积模量，这样可以正确模拟岩石波场速度-饱和度关系，很好地预测解释“速度上翘”现象。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种储层岩石中微观孔隙通道及壁面晶体颗粒生长簇电镜扫描图；
图2是本发明实施例提供的一种储层岩石中孔隙通道及壁面微间隙结构的流体浸润示意图，其中，左侧为岩石中孔隙通道和粗糙表面的为间隙示意图，右侧为壁面含有微圆柱体凹槽的孔隙通道流体浸润模型示意图；
图3是本发明实施例提供的一种储层岩石中微观孔隙通道流体浸润示意图，其中，左侧为岩石中孔隙空间示意图，右侧为孔隙介质光滑管道流体浸润模型示意图；
图4是本发明实施例提供的一种复杂孔隙储层岩石波速预测方法流程图；
图5是本发明实施例提供的一种储层岩石中孔隙通道流体浸润示意图，其中，左侧为壁面部分浸润示意图，右侧为壁面完全浸润示意图；
图6是本发明实施例提供的一种基于最大弛豫饱和度模型的Fort Union砂岩纵波速度(5kHz)预测结果对比图；
图7是本发明实施例提供的一种未使用最大弛豫饱和度模型的Fort Union砂岩纵波速度(5kHz)预测结果对比图；
图8是本发明实施例提供的一种复杂孔隙储层岩石波速预测装置的结构框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例中，提供了一种复杂孔隙储层岩石波速预测方法，如图1所示，该方法包括：
步骤401：获取岩石的孔隙结构特征参数，所述孔隙结构特征参数包括光滑表面理想孔隙结构特征参数和粗糙表面孔隙结构特征参数；
步骤402：根据所述岩石的孔隙结构特征参数，确定岩石的最大弛豫饱和度；
步骤403：根据所述岩石的孔隙结构特征参数和岩石的最大弛豫饱和度，确定岩石体积模量；
步骤404：根据所述岩石体积模量确定岩石的波场速度。
下面分析一下如何确定最大弛豫饱和度和岩石体积模量：
(1)考虑晶体颗粒粗糙表面效应的孔隙空间流体浸润模型
在计算储层孔隙岩石的波速时，常规模型往往把孔隙空间假设为一个圆柱形管道，管道表面光滑，里面填充了流体(如图3所示)。但是，由于地质沉积、成岩等作用的影响，储层岩石微观晶体颗粒表面往往是极其粗糙的，附着有胶结物颗粒、晶体生长丛等。相对于微观孔隙空间来说，这些物质的结构尺度是不可忽略的，往往在孔隙通道壁面上产生不规则凹槽，形成额外的流体存储空间(如图2所示)。由于其晶体类型和几何空间结构的特点，往往对流体浸润产生重要影响，甚至改变孔隙岩石的疏水性。当发生流体饱和时，晶体微观结构对少量流体初始饱和时的波场速度产生极大的影响，具体表现表现为水饱和度接近零时的“速度上翘”现象。因此，在预测不同饱和度下储层孔隙岩石地震波速度时，必须考虑晶体颗粒粗糙表面效应。
考虑一段孔隙管道，设管道壁单位面上分布有n个粗糙结构形成的小凹槽。为了便于推导，假设凹槽具有圆柱形体积，圆柱形凹槽半径为r，高度为l。设孔隙壁面被一个流体液滴浸润，该液滴与粗糙结构中的骨架壁面接触面积为Aw(图2中的右图)。在给定饱和度Sw下，Aw可以表示为：
Aw＝Aw0(1+n2πrl)＝Aw0(1+β)；
其中，参数β＝n2πrl表示孔隙通道壁面上微圆柱体凹槽表面积与液滴底面积之比，该数值越大表明壁面粗糙程度越高，晶体颗粒间隙空间越复杂，其内部表面积所占比例越大。
流体体积表示为：
Vw＝Vw0+Aw0nπr2l＝Vw0(1+α)；
其中，Vw0是不考虑壁面粗糙度的光滑管道中液滴体积(图3中的右图)，
是孔隙通道壁面上微圆柱体凹槽中流体体积与Vw0之比，该参数数值越大，表示壁面粗糙程度越高，存储在晶体颗粒间隙中的流体所占比例越大。
引入一个液滴等效半径
定义为具有粗糙壁面的孔隙中液滴体积-表面积之比：
其中，
是光滑表面孔隙空间中附着液滴的体积-表面积之比，Aw0是液滴与光滑孔隙管道壁面接触面积(图3中的右图)。
(2)基于粗糙壁面浸润模型的最大弛豫饱和度
以往部分饱和孔隙介质纵波速度预测方法(如Gassmann方程和Biot理论)计算波速通常会涉及到干骨架体积模量，但是其认为干骨架体积模量是固定不变的。经过研究表明，不同的岩石样本具有不同的矿物成分，不同矿物成分的表面自由能不尽相同，导致不同的骨架体积模量。同时，骨架刚度受晶体颗粒相互接触程度影响，而晶体相互接触作用强度会随着固体-流体之间的界面张力增强或减弱(即不同流体类型的浸润膜会使干骨架体积模量产生不同的升高或者降低)，因此，较低的晶体颗粒表面自由能将导致较低的弹性模量，不同的矿物成分构成和流体类型导致了千差万别的最大弛豫饱和度速度变化曲线。例如：砂岩体积模量对水分含量十分敏感，即使是一小部分蒸汽在骨架颗粒表面发生吸附，也会明显削弱骨架刚度。当砂岩是微孔/裂纹中的残留水被油驱除时，油会破坏水-岩石之间的水膜接触界面，并形成油-岩石之间的油膜接触界面。在此过程中，由于油-岩石界面的表面自由能较大(431mJ/m2)，而水-岩石接触面的表面自由能相对较小(136mJ/m2)，油膜的形成过程显著增强了流体–固体相互作用的表面自由能，导致体积模量显着增强，往往导致速度的异常增大，使速度-饱和度曲线上含水饱和度接近零的附近产生强烈的“翘尾”现象。Gassmann方程和Biot理论几乎不考虑流体浸润膜对矿物骨架的影响，从而不能正确模拟这部分砂岩速度-饱和度关系，很难解释“速度弛豫”现象。这样的方法无法真实反映并准确预测地震波在储层中的频散和衰减。只有考虑微观孔隙结构的粗糙壁面特征，才能从机理上合理解释零饱和度附近存在的“速度弛豫”现象。
考虑孔隙壁面存在粗糙凹槽的情况，给定干燥骨架的体积模量，可以借助表面自由能值，计算从干燥孔隙到孔隙表面刚好全部被流体膜覆盖过程中的体积模量：
其中，Kw是流体饱和情况下孔隙岩石体积模量，Kdry是干骨架体积模量，Ap是粗糙孔隙空间的壁面表面积，γw是流体与固体壁面之间的表面自由能，油饱和情况下石英表面自由能为431mJ/m2，水饱和情况下石英表面自由能为136mJ/m2，γdry是干燥骨架的表面自由能，可以采用石英晶粒在真空中的表面能450mJ/m2，Aw(Sw)是饱和度为Sw时流体-固体接触面积，其中0≤Aw(Sw)≤Ap。
考虑到
同时设孔隙壁面刚好被液滴完全覆盖(图5)所需的所有液体体积为
则有
因此，可以得到：
设孔隙中流体体积Vw可以表示为附着在固体表面的N个液滴体积
之和
(图5)，则
其中，
是粗糙表面孔隙空间中的流体饱和度，
表示粗糙表面孔隙空间中壁面刚好被液滴完全覆盖时的流体饱和度，也就是最大弛豫饱和度。
是光滑表面理想孔隙空间中的流体饱和度，
是粗糙表面孔隙中附着在壁面的液滴体积，
是光滑表面理想孔隙中附着在壁面的液滴体积，
是光滑表面孔隙中附着在固体表面的N个液滴体积
之和，Vp是粗糙表面孔隙空间的总体积，Vp0是光滑表面理想孔隙空间总体积。Aw0是光滑表面理想孔隙中附着在壁面的液滴与壁面接触表面积，Ap0是光滑表面理想孔隙中总表面积，
是光滑表面孔隙空间中附着液滴的体积/表面积比，
表示光滑表面孔隙空间中孔隙体积/表面积比。
设孔隙壁面刚好完全被浸润时流体膜的厚度为d，则有
当孔隙壁面完全被N个液滴覆盖满时(图5)，根据体积守恒条件
由于N个液滴底部与壁面接触面积之和等于光滑孔隙壁面总表面，即NAw0＝Ap0，得到
最大弛豫饱和度可以表示为：
这里
表示具有光滑表面的理想孔隙空间体积-表面积之比。
将
和
代入体积模量公式
得到：
从上式可知，部分饱和岩石体积模量跟孔隙结构(体积/表面积比)、流体饱和度、最大弛豫饱和度、饱和流体类型和岩石矿物组分类型(表面自由能)等参数紧密相关。
综上，可以得出，所述岩石的孔隙结构特征参数可以包括：粗糙表面对应的孔隙壁面晶体颗粒个数及尺寸、光滑表面和粗糙表面分别对应的孔隙壁面浸润液滴接触面积、光滑表面和粗糙表面分别对应的孔隙壁面浸润液滴体积、光滑表面和粗糙表面分别对应的流体饱和度、光滑表面和粗糙表面分别对应的孔隙体积及表面积、饱和流体类型和岩石矿物组分类型、流体浸润层厚度。
这些参数可以根据岩芯切片与电镜分析等手段获得。
具体实施时，根据所述岩石的孔隙结构特征参数，确定岩石的最大弛豫饱和度(步骤102)，可以包括：
根据所述光滑表面和粗糙表面分别对应的孔隙壁面浸润液滴接触面积、光滑表面和粗糙表面分别对应的孔隙壁面浸润液滴体积，确定光滑表面和粗糙表面分别对应的流体液滴体积-浸润面积比；
根据所述光滑表面和粗糙表面分别对应的孔隙体积及表面积，确定光滑表面和粗糙表面分别对应的孔隙体积-表面积比；
将粗糙表面孔隙壁面晶体颗粒等效为微圆柱体凹槽，根据微圆柱体凹槽的个数及尺寸、光滑表面和粗糙表面分别对应的流体液滴体积-浸润面积比、光滑表面和粗糙表面分别对应的孔隙体积-表面积比、流体浸润层厚度，确定岩石的最大弛豫饱和度；
根据所述岩石的孔隙结构特征参数和岩石的最大弛豫饱和度，确定岩石体积模量(步骤103)，可以包括：
根据饱和流体类型和岩石矿物组分类型，确定岩石在真空中的表面自由能、流体与岩石之间的表面自由能；
根据所述光滑表面和粗糙表面分别对应的孔隙体积-表面积比、光滑表面和粗糙表面分别对应的流体饱和度、最大弛豫饱和度、岩石在真空中的表面自由能、流体与岩石之间的表面自由能，确定岩石体积模量。
具体实施时，步骤104具体包括：将岩石体积模量代入波动方程，得到不同频率下波场速度-饱和度变化曲线。
实施例
为验证本发明方法的有效性，对比分析了低频低孔隙非饱和砂岩的波速观测数据。
岩石参数为：孔隙度0.085，基质体积模量35GPa，骨架体积模量7.14Gpa，骨架剪切模量9.06Gpa，基质平均密度2.65g/cm3，水体积模量2.25GPa，水黏度0.001Pa*s，水密度0.997g/cm3，空气体积模量0.8MPa，空气黏度0.00001Pa*s，空气密度1.1e-3g/cm3，渗透率0.5mD。
Fort Union砂岩晶粒直径约0.15毫米，孔隙结构参数的选取如下：孔隙壁面粗糙结构的微圆柱体半径为晶粒直径的1/100，微圆柱体长度为半径5倍，孔隙壁面微圆柱体间距约为15倍的微圆柱体半径距离，由此计算得到单位面积上微圆柱体数目约为n＝1.98x107个；孔隙半径为晶粒直径的1/5，孔隙体积/表面积比为孔隙半径1/5，孔隙壁面液滴体积/表面积比约为孔隙体积/表面积比的1/5。
上述孔隙参数基于对Fort Union砂岩的孔隙结构分析结果，同时跟本发明对比做了优化。在根据本发明技术得到体积模量之后，利用双重孔隙模型计算了纵波速度随饱和度的变化，这里根据孔隙度和孔隙结构，选取流体饱和斑块半径平均尺寸0.5mm。对于FortUnion砂岩低频范围(5kHz)声波实验数据，发现本发明技术在含水饱和度接近零的最大弛豫饱和度附近，预测结构更符合实验观察数据(图6)，特别是在含水饱和度在0.3以下的速度预测，基本与实验观测数据重合。与之对比，计算了不采用最大弛豫饱和度的速度-饱和度曲线(图7)，在含水饱和度在0.3以下发现实验数据“上翘”，双重孔隙模型预测无法捕捉这部分波速。这表明本发明能够更精准的刻画孔隙岩石非均性特征，较其他方法具有明显优势。
基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种复杂孔隙储层岩石波速预测装置，如下面的实施例所述。由于复杂孔隙储层岩石波速预测装置解决问题的原理与复杂孔隙储层岩石波速预测方法相似，因此复杂孔隙储层岩石波速预测装置的实施可以参见复杂孔隙储层岩石波速预测方法的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的，术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
图8是本发明实施例的复杂孔隙储层岩石波速预测装置的一种结构框图，如图8所示，包括：
孔隙结构特征参数获取模块801，用于获取岩石的孔隙结构特征参数，所述孔隙结构特征参数包括光滑表面理想孔隙结构特征参数和粗糙表面孔隙结构特征参数；
最大弛豫饱和度确定模块802，用于根据所述岩石的孔隙结构特征参数，确定岩石的最大弛豫饱和度；
体积模量确定模块803，用于根据所述岩石的孔隙结构特征参数和岩石的最大弛豫饱和度，确定岩石体积模量；
波场速度确定模块804，用于根据所述岩石体积模量确定岩石的波场速度。
具体实施时，所述岩石的孔隙结构特征参数包括：粗糙表面对应的孔隙壁面晶体颗粒个数及尺寸、光滑表面和粗糙表面分别对应的孔隙壁面浸润液滴接触面积、光滑表面和粗糙表面分别对应的孔隙壁面浸润液滴体积、光滑表面和粗糙表面分别对应的流体饱和度、光滑表面和粗糙表面分别对应的孔隙体积及表面积、饱和流体类型和岩石矿物组分类型、流体浸润层厚度。
具体实施时，所述最大弛豫饱和度确定模块802具体用于：
根据所述光滑表面和粗糙表面分别对应的孔隙壁面浸润液滴接触面积、光滑表面和粗糙表面分别对应的孔隙壁面浸润液滴体积，确定光滑表面和粗糙表面分别对应的流体液滴体积-浸润面积比；
根据所述光滑表面和粗糙表面分别对应的孔隙体积及表面积，确定光滑表面和粗糙表面分别对应的孔隙体积-表面积比；
将粗糙表面孔隙壁面晶体颗粒等效为微圆柱体凹槽，根据微圆柱体凹槽的个数及尺寸、光滑表面和粗糙表面分别对应的流体液滴体积-浸润面积比、光滑表面和粗糙表面分别对应的孔隙体积-表面积比、流体浸润层厚度，确定岩石的最大弛豫饱和度；
所述体积模量确定模块803具体用于：
根据饱和流体类型和岩石矿物组分类型，确定岩石在真空中的表面自由能、流体与岩石之间的表面自由能；
根据所述光滑表面和粗糙表面分别对应的孔隙体积-表面积比、光滑表面和粗糙表面分别对应的流体饱和度、最大弛豫饱和度、岩石在真空中的表面自由能、流体与岩石之间的表面自由能，确定岩石体积模量。
具体实施时，所述最大弛豫饱和度确定模块802具体用于：
按照如下公式确定岩石的最大弛豫饱和度：
其中，
为最大弛豫饱和度；
为光滑表面理想孔隙壁面刚好被液滴完全覆盖所需的所有液体体积，
d为孔隙壁面刚好完全被浸润时流体膜的厚度；Ap0为光滑表面理想孔隙空间总表面积；n为在孔隙壁面存在粗糙结构时形成的圆柱形凹槽的个数；r为圆柱形凹槽的半径；l为圆柱形凹槽的高度；
为光滑表面理想孔隙空间体积-表面积之比，
Vp0为光滑表面理想孔隙空间总体积；
为光滑表面理想孔隙空间中附着液滴的体积-表面积之比。
具体实施时，所述体积模量确定模块803具体用于：
按照如下公式确定岩石体积模量：
其中，Kw为流体饱和情况下岩石体积模量，Kdry为干骨架体积模量，γw为流体与孔隙壁面之间的表面自由能，γdry为干骨架的表面自由能，Sw0为光滑表面理想孔隙空间中的流体饱和度。
综上所述，本发明具有从微观机理模型出发预测宏观岩石物理参数的特点，可以预测少量流体饱和时最大弛豫饱和度，同时可以解释粗糙孔隙壁面流体浸润膜对波场速度的影响。该方法是对现有孔隙介质速度预测方法的重要扩展，其有益效果主要体现在如下方面：
(1)能够根据孔隙空间体积/表面积比预测不同储层岩石的最大弛豫饱和度。
(2)能够从微观机理上解释、预测最大弛豫饱和度范围内的波场速度-饱和度变化。
(3)根据真实情况下孔隙空间矿物颗粒簇和胶结物填充特征，本发明可以退化为具有光滑壁面的理想孔隙介质速度预测方法，因此该方法更具一般性特征，这将有助于拓展地震岩石物理的应用范围。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种复杂孔隙储层岩石波速预测方法，其特征在于，包括：
获取岩石的孔隙结构特征参数，所述孔隙结构特征参数包括光滑表面理想孔隙结构特征参数和粗糙表面孔隙结构特征参数；
根据所述岩石的孔隙结构特征参数，确定岩石的最大弛豫饱和度；
根据所述岩石的孔隙结构特征参数和岩石的最大弛豫饱和度，确定岩石体积模量；
根据所述岩石体积模量确定岩石的波场速度；
所述岩石的孔隙结构特征参数包括：粗糙表面对应的孔隙壁面晶体颗粒个数及尺寸、光滑表面和粗糙表面分别对应的孔隙壁面浸润液滴接触面积、光滑表面和粗糙表面分别对应的孔隙壁面浸润液滴体积、光滑表面和粗糙表面分别对应的流体饱和度、光滑表面和粗糙表面分别对应的孔隙体积及表面积、饱和流体类型和岩石矿物组分类型、流体浸润层厚度；
根据所述岩石的孔隙结构特征参数，确定岩石的最大弛豫饱和度，包括：
根据所述光滑表面和粗糙表面分别对应的孔隙壁面浸润液滴接触面积、光滑表面和粗糙表面分别对应的孔隙壁面浸润液滴体积，确定光滑表面和粗糙表面分别对应的流体液滴体积-浸润面积比；
根据所述光滑表面和粗糙表面分别对应的孔隙体积及表面积，确定光滑表面和粗糙表面分别对应的孔隙体积-表面积比；
将粗糙表面孔隙壁面晶体颗粒等效为微圆柱体凹槽，根据微圆柱体凹槽的个数及尺寸、光滑表面和粗糙表面分别对应的流体液滴体积-浸润面积比、光滑表面和粗糙表面分别对应的孔隙体积-表面积比、流体浸润层厚度，确定岩石的最大弛豫饱和度；
根据所述岩石的孔隙结构特征参数和岩石的最大弛豫饱和度，确定岩石体积模量，包括：
根据饱和流体类型和岩石矿物组分类型，确定岩石在真空中的表面自由能、流体与岩石之间的表面自由能；
根据所述光滑表面和粗糙表面分别对应的孔隙体积-表面积比、光滑表面和粗糙表面分别对应的流体饱和度、最大弛豫饱和度、岩石在真空中的表面自由能、流体与岩石之间的表面自由能，确定岩石体积模量。
2.如权利要求1所述的复杂孔隙储层岩石波速预测方法，其特征在于，按照如下公式确定岩石的最大弛豫饱和度：
其中，
为最大弛豫饱和度；
为光滑表面理想孔隙壁面刚好被液滴完全覆盖所需的所有液体体积，
d为孔隙壁面刚好完全被浸润时流体膜的厚度；Ap0为光滑表面理想孔隙空间总表面积；n为在孔隙壁面存在粗糙结构时形成的圆柱形凹槽的个数；r为圆柱形凹槽的半径；l为圆柱形凹槽的高度；
为光滑表面理想孔隙空间体积-表面积之比，
Vp0为光滑表面理想孔隙空间总体积；
为光滑表面理想孔隙空间中附着液滴的体积-表面积之比。
3.如权利要求2所述的复杂孔隙储层岩石波速预测方法，其特征在于，按照如下公式确定岩石体积模量：
其中，Kw为流体饱和情况下岩石体积模量，Kdry为干骨架体积模量，γw为流体与孔隙壁面之间的表面自由能，γdry为干骨架的表面自由能，Sw0为光滑表面理想孔隙空间中的流体饱和度。
4.一种复杂孔隙储层岩石波速预测装置，其特征在于，包括：
孔隙结构特征参数获取模块，用于获取岩石的孔隙结构特征参数，所述孔隙结构特征参数包括光滑表面理想孔隙结构特征参数和粗糙表面孔隙结构特征参数；
最大弛豫饱和度确定模块，用于根据所述岩石的孔隙结构特征参数，确定岩石的最大弛豫饱和度；
体积模量确定模块，用于根据所述岩石的孔隙结构特征参数和岩石的最大弛豫饱和度，确定岩石体积模量；
波场速度确定模块，用于根据所述岩石体积模量确定岩石的波场速度；
所述岩石的孔隙结构特征参数包括：粗糙表面对应的孔隙壁面晶体颗粒个数及尺寸、光滑表面和粗糙表面分别对应的孔隙壁面浸润液滴接触面积、光滑表面和粗糙表面分别对应的孔隙壁面浸润液滴体积、光滑表面和粗糙表面分别对应的流体饱和度、光滑表面和粗糙表面分别对应的孔隙体积及表面积、饱和流体类型和岩石矿物组分类型、流体浸润层厚度；
所述最大弛豫饱和度确定模块具体用于：
根据所述光滑表面和粗糙表面分别对应的孔隙壁面浸润液滴接触面积、光滑表面和粗糙表面分别对应的孔隙壁面浸润液滴体积，确定光滑表面和粗糙表面分别对应的流体液滴体积-浸润面积比；
根据所述光滑表面和粗糙表面分别对应的孔隙体积及表面积，确定光滑表面和粗糙表面分别对应的孔隙体积-表面积比；
将粗糙表面孔隙壁面晶体颗粒等效为微圆柱体凹槽，根据微圆柱体凹槽的个数及尺寸、光滑表面和粗糙表面分别对应的流体液滴体积-浸润面积比、光滑表面和粗糙表面分别对应的孔隙体积-表面积比、流体浸润层厚度，确定岩石的最大弛豫饱和度；
所述体积模量确定模块具体用于：
根据饱和流体类型和岩石矿物组分类型，确定岩石在真空中的表面自由能、流体与岩石之间的表面自由能；
根据所述光滑表面和粗糙表面分别对应的孔隙体积-表面积比、光滑表面和粗糙表面分别对应的流体饱和度、最大弛豫饱和度、岩石在真空中的表面自由能、流体与岩石之间的表面自由能，确定岩石体积模量。
5.如权利要求4所述的复杂孔隙储层岩石波速预测装置，其特征在于，所述最大弛豫饱和度确定模块具体用于：
按照如下公式确定岩石的最大弛豫饱和度：
其中，
为最大弛豫饱和度；
为光滑表面理想孔隙壁面刚好被液滴完全覆盖所需的所有液体体积，
d为孔隙壁面刚好完全被浸润时流体膜的厚度；Ap0为光滑表面理想孔隙空间总表面积；n为在孔隙壁面存在粗糙结构时形成的圆柱形凹槽的个数；r为圆柱形凹槽的半径；l为圆柱形凹槽的高度；
为光滑表面理想孔隙空间体积-表面积之比，
Vp0为光滑表面理想孔隙空间总体积；
为光滑表面理想孔隙空间中附着液滴的体积-表面积之比。
6.如权利要求5所述的复杂孔隙储层岩石波速预测装置，其特征在于，所述体积模量确定模块具体用于：
按照如下公式确定岩石体积模量：
其中，Kw为流体饱和情况下岩石体积模量，Kdry为干骨架体积模量，γw为流体与孔隙壁面之间的表面自由能，γdry为干骨架的表面自由能，Sw0为光滑表面理想孔隙空间中的流体饱和度。
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