CN111090125A - 确定致密砂岩储层的弹性模量的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种确定致密砂岩储层的弹性模量的方法和装置，其中，该方法包括：获取目标致密砂岩储层的孔隙度、含水饱和度、目标矿物及目标矿物的体积含量；根据目标矿物及目标矿物的体积含量，确定岩石基质的体积模量；根据孔隙度在岩石基质中建立刚性孔隙和柔性裂缝，得到干岩石，并确定干岩石的体积模量和剪切模量；根据含水饱和度在刚性孔隙和柔性裂缝中填充气水混合流体，得到饱和岩石并确定气水混合流体的体积模量；根据孔隙度、岩石基质的体积模量、干岩石的体积模量、气水混合流体的体积模量和干岩石的剪切模量，确定饱和岩石的体积模量和剪切模量。在本申请实施例中，可以确定饱和岩石的弹性模量，用以高效准确地预测储层的纵横波速度。
Description
技术领域
本申请涉及岩石物理建模的技术领域，特别涉及一种确定致密砂岩储层的弹性模量的方法和装置。
背景技术
对于致密砂岩储层，弹性模量是一个重要的物理性质，可以用于确定储层中的横纵波速度。然而，由于致密砂岩储层具有渗透率低、孔隙度小、孔隙结构复杂、矿物组分复杂的特征，导致常规的高渗透率的大孔隙度储层的弹性模量的确定方法往往不适于致密砂岩储层。因此，需要一种用于确定致密砂岩储层的弹性模量的方法。
针对上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本申请实施例提供了一种确定致密砂岩储层的弹性模量的方法和装置，以解决现有技术中无法准确确定致密砂岩储层的弹性模量的技术问题。
本申请实施例提供了一种确定致密砂岩储层的弹性模量的方法，包括：获取目标致密砂岩储层的孔隙度、含水饱和度、目标矿物及目标矿物的体积含量；根据目标矿物及目标矿物的体积含量，确定目标致密砂岩储层对应的岩石基质的体积模量；根据孔隙度，在岩石基质中建立刚性孔隙和柔性裂缝，得到目标致密砂岩储层对应的干岩石，并确定干岩石的体积模量和剪切模量；根据含水饱和度，在干岩石的刚性孔隙和柔性裂缝中填充气水混合流体，得到目标致密砂岩储层对应的饱和岩石，并确定气水混合流体的体积模量；根据孔隙度、岩石基质的体积模量、干岩石的体积模量、气水混合流体的体积模量和干岩石的剪切模量，确定目标致密砂岩储层对应的饱和岩石的体积模量和剪切模量。
在一个实施例中，在确定目标致密砂岩储层对应的饱和岩石的体积模量和剪切模量之后，还包括：根据目标致密砂岩储层对应的饱和岩石的体积模量和剪切模量，确定目标致密砂岩储层对应的饱和岩石中的纵波速度和横波速度。
在一个实施例中，获取目标致密砂岩储层的密度、孔隙度、含水饱和度、目标矿物及目标矿物的体积含量，包括：获取目标致密砂岩储层的测井曲线；根据测井曲线，确定目标致密砂岩储层的密度、孔隙度、含水饱和度、目标矿物及目标矿物的体积含量。
在一个实施例中，根据目标矿物及目标矿物的体积含量，确定目标致密砂岩储层对应的岩石基质的体积模量，包括：根据目标矿物及目标矿物的体积含量，运用V-R-H平均公式对目标矿物进行等效，得到目标致密砂岩储层对应的岩石基质的体积模量。
在一个实施例中，根据孔隙度，在岩石基质中建立刚性孔隙和柔性裂缝，得到目标致密砂岩储层对应的干岩石，并确定干岩石的体积模量和剪切模量，包括：根据孔隙度，多次运用微分等效介质模型，在岩石基质中建立刚性孔隙和柔性裂缝，得到干岩石的体积模量和剪切模量。
在一个实施例中，根据含水饱和度，在干岩石的刚性孔隙和柔性裂缝中填充气水混合流体，得到目标致密砂岩储层对应的饱和岩石，包括：根据含水饱和度，确定气水之间的比例系数；根据气水之间的比例系数，在干岩石的刚性孔隙和柔性裂缝中填充气水混合流体，得到目标致密砂岩储层对应的饱和岩石；
在一个实施例中，确定所述气水混合流体的体积模量，包括按照以下公式确定气水混合流体的体积模量：
其中，Kf为气水混合物流体的体积模量，Kw为水的体积模量，Kg为气体的体积模量，
为气水之间的比例系数，其中，e的取值为2。
在一个实施例中，根据孔隙度、岩石基质的体积模量、干岩石的体积模量、气水混合流体的体积模量和干岩石的剪切模量，确定目标致密砂岩储层对应的饱和岩石的体积模量和剪切模量，包括按照以下公式确定饱和岩石的体积模量和剪切模量：
μsat＝μdry；
其中，Ksat为饱和岩石的体积模量，Kdry为干岩石的体积模量，Km为岩石基质的体积模量，Kf为气水混合流体的体积模量，μsat为饱和岩石的剪切模量，μdry为干岩石的剪切模量，φ为孔隙度。
在一个实施例中，根据目标致密砂岩储层对应的饱和岩石的体积模量和剪切模量，确定目标致密砂岩储层对应的饱和岩石中的纵波速度和横波速度，包括按照以下公式确定饱和岩石中的纵波速度和横波速度：
其中，VP为纵波速度，Vs为横波速度，Ksat为饱和岩石的体积模量，μsat为饱和岩石的剪切模量，ρsat为饱和岩石的密度。
在一个实施例中，刚性孔隙包括球形孔，柔性裂缝包括硬币裂缝。
本申请实施例还提供了一种确定致密砂岩储层的弹性模量的装置，包括：获取模块，用于获取目标致密砂岩储层的孔隙度、含水饱和度、目标矿物及目标矿物的体积含量；第一确定模块，用于根据目标矿物及目标矿物的体积含量，确定目标致密砂岩储层对应的岩石基质的体积模量；第二确定模块，用于根据孔隙度，在岩石基质中建立刚性孔隙和柔性裂缝，得到目标致密砂岩储层对应的干岩石，并确定干岩石的体积模量和剪切模量；第三确定模块，用于根据含水饱和度，在干岩石的刚性孔隙和柔性裂缝中填充气水混合流体，得到目标致密砂岩储层对应的饱和岩石，并确定气水混合流体的体积模量；第四确定模块，用于根据孔隙度、岩石基质的体积模量、干岩石的体积模量、气水混合流体的体积模量和干岩石的剪切模量，确定目标致密砂岩储层对应的饱和岩石的体积模量和剪切模量。
本申请实施例还提供一种计算机设备，包括处理器以及用于存储处理器可执行指令的存储器，所述处理器执行所述指令时实现上述任意实施例中所述的确定致密砂岩储层的弹性模量的方法的步骤。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，所述指令被执行时实现上述任意实施例中所述的确定致密砂岩储层的弹性模量的方法的步骤。
在本申请实施例中，提供了一种确定致密砂岩储层的弹性模量的方法，获取目标致密砂岩储层的孔隙度、含水饱和度、目标矿物及目标矿物的体积含量，根据目标矿物及目标矿物的体积含量，确定目标致密砂岩储层对应的岩石基质的体积模量，根据孔隙度，在岩石基质中建立刚性孔隙和柔性裂缝，得到目标致密砂岩储层对应的干岩石，并确定干岩石的体积模量和剪切模量，根据含水饱和度，在干岩石的刚性孔隙和柔性裂缝中填充气水混合流体，得到目标致密砂岩储层对应的饱和岩石，并确定气水混合流体的体积模量，根据孔隙度、岩石基质的体积模量、干岩石的体积模量、气水混合流体的体积模量和干岩石的剪切模量，确定目标致密砂岩储层对应的饱和岩石的体积模量和剪切模量。上述方案中，获取目标致密砂岩储层的属性数据，然后根据属性数据建立目标致密砂岩储层对应的岩石基质模型、干岩石模型和饱和岩石模型，在建立饱和岩石模型时，根据目标致密砂岩储层的含水饱和度将气水混合流体填充至干岩石模型中的刚性孔隙和柔性裂缝，可以使得得到的饱和岩石模型更加准确，之后，根据孔隙度、岩石基质的体积模量、干岩石的体积模量、气水混合流体的体积模量和干岩石的剪切模量，确定目标致密砂岩储层对应的饱和岩石的体积模量和剪切模量，即，可以确定饱和岩石的弹性模量，弹性模量是进行纵横波速度预测的准确且廉价的重要技术手段，并且基于建立的饱和岩石模型的分析是指导叠前弹性反演结果的定量解释的重要理论依据。通过上述方案解决了现有的无法准确确定致密砂岩储层的弹性模量的技术问题，达到了能够准确地确定致密砂岩储层的弹性模量，进而准确地预测横纵波速度的技术效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本申请的限定。在附图中：
图1示出了本申请一实施例中确定致密砂岩储层的弹性模量的方法的流程图；
图2示出了本申请一实施例中建立饱和岩石模型的示意图；
图3示出了根据本申请实施例中的确定致密砂岩储层的弹性模量的方法预测的纵波速度与实际测得的纵波速度之间的相对误差分布柱状图；
图4示出了根据本申请实施例中的确定致密砂岩储层的弹性模量的方法预测的横波速度与实际测得的横波速度之间的相对误差分布柱状图；
图5示出了本申请一实施例中的确定致密砂岩储层的弹性模量的装置的示意图；
图6示出了本申请一实施例中的计算机设备的示意图。
具体实施方式
下面将参考若干示例性实施方式来描述本申请的原理和精神。应当理解，给出这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本申请，而并非以任何方式限制本申请的范围。相反，提供这些实施方式是为了使本申请公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。
本领域的技术人员知道，本申请的实施方式可以实现为一种系统、装置设备、方法或计算机程序产品。因此，本申请公开可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件、完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等)，或者硬件和软件结合的形式。
本申请实施例提供了一种确定致密砂岩储层的弹性模量的方法。图1示出了本申请一实施例中确定致密砂岩储层的弹性模量的方法的流程图。虽然本申请提供了如下述实施例或附图所示的方法操作步骤或装置结构，但基于常规或者无需创造性的劳动在所述方法或装置中可以包括更多或者更少的操作步骤或模块单元。在逻辑性上不存在必要因果关系的步骤或结构中，这些步骤的执行顺序或装置的模块结构不限于本申请实施例描述及附图所示的执行顺序或模块结构。所述的方法或模块结构的在实际中的装置或终端产品应用时，可以按照实施例或者附图所示的方法或模块结构连接进行顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境，甚至分布式处理环境)。
具体地，如图1所示，本申请一种实施例提供的确定致密砂岩储层的弹性模量的方法可以包括以下步骤。
S101，获取目标致密砂岩储层的孔隙度、含水饱和度、目标矿物及目标矿物的体积含量。
具体地，可以获取目标致密砂岩储层的孔隙度、含水饱和度、目标矿物及目标矿物的体积含量。其中，含水饱和度可以指在储层中水所占的孔隙的体积与岩石孔隙体积之比。孔隙度可以指岩石样品中所有孔隙空间体积之和与该岩样体积的比值，以百分数表示。目标矿物可以指目标致密砂岩储层中的主要矿物，例如储层中占比较大的矿物。目标矿物的体积含量可以指目标矿物的体积占总岩石体积的百分比。其中，目标矿物可以包括：石英、粘土、长石、方解石等矿物。
S102，根据目标矿物及目标矿物的体积含量，确定目标致密砂岩储层对应的岩石基质的体积模量。
可以根据目标矿物及目标矿物的体积含量，对目标致密砂岩储层中的目标矿物进行等效，以建立目标致密砂岩储层对应的岩石基质模型。之后，可以确定岩石基质的体积模量。其中，体积模量可以是弹性模量的一种，用来反映材料的宏观特性，即物体的体应变与平均应力之间的关系的一个物理量。
S103，根据孔隙度，在岩石基质中建立刚性孔隙和柔性裂缝，得到目标致密砂岩储层对应的干岩石，并确定干岩石的体积模量和剪切模量。
具体地，在建立岩石基质模型之后，可以根据孔隙度在岩石基质中建立刚性孔隙和柔性裂缝，以建立目标致密砂岩储层对应的干岩石模型。之后，可以确定干岩石的体积模量和剪切模量。剪切模量是一种材料常数，是剪切应力与应变的比值，也是弹性模量的一种。
S104，根据含水饱和度，在干岩石的刚性孔隙和柔性裂缝中填充气水混合流体，得到目标致密砂岩储层对应的饱和岩石，并确定气水混合流体的体积模量。
在建立干岩石模型之后，可以根据含水饱和度，在干岩石模型中的刚性孔隙和柔性裂缝中填充气水混合流体，以建立目标致密砂岩储层对应的饱和岩石模型。其中，气水混合流体可以是天然气和水的混合流体。之后，可以确定气水混合流体的体积模量。
S105，根据孔隙度、岩石基质的体积模量、干岩石的体积模量、气水混合流体的体积模量和干岩石的剪切模量，确定目标致密砂岩储层对应的饱和岩石的体积模量和剪切模量。
在建立饱和岩石模型之后，可以根据孔隙度、岩石基质的体积模量、干岩石的体积模量、气水混合流体的体积模量和干岩石的剪切模量，可以确定目标致密砂岩储层对应的饱和岩石的体积模量和剪切模量。其中，饱和岩石的体积模量和剪切模量即目标致密砂岩储层的弹性模量。
上述实施例中的方法中，获取目标致密砂岩储层的属性数据，然后根据属性数据建立目标致密砂岩储层对应的岩石基质模型、干岩石模型和饱和岩石模型，在建立饱和岩石模型时，根据目标致密砂岩储层的含水饱和度将气水混合流体填充至干岩石模型中的刚性孔隙和柔性裂缝，可以使得得到的饱和岩石模型更加准确，之后，根据孔隙度、岩石基质的体积模量、干岩石的体积模量、气水混合流体的体积模量和干岩石的剪切模量，确定目标致密砂岩储层对应的饱和岩石的体积模量和剪切模量，即，可以确定饱和岩石的弹性模量，弹性模量是进行纵横波速度预测的准确且廉价的重要技术手段，并且基于建立的饱和岩石模型的分析是指导叠前弹性反演结果的定量解释的重要理论依据。
在本申请一些实施例中，在确定目标致密砂岩储层对应的饱和岩石的体积模量和剪切模量之后，还可以包括：根据目标致密砂岩储层对应的饱和岩石的体积模量和剪切模量，确定目标致密砂岩储层对应的饱和岩石中的纵波速度和横波速度。
具体地，在确定目标致密砂岩储层对应的饱和岩石的体积模量和剪切模量之后，可以根据饱和岩石的体积模量和剪切模量确定饱和岩石中的纵波速度和横波速度。通过上述方式，可以根据目标致密砂岩储层的测井曲线，建立饱和岩石模型，确定饱和岩石的弹性模量，并根据弹性模量确定饱和岩体的纵波速度和横波速度，即可以高效准确地预测目标致密砂岩储层的横纵波速度。
在预测横纵波速度之后，可以通过实验测得实际的横纵波速度，可以通过调整饱和岩石模型中的各个参数(例如，刚性孔隙和柔性裂缝的参数以及气水混合流体中的气水比例等)来使得预测的横纵波速度与实测的横纵波速度吻合，从而使得建立的饱和岩石模型可以更准确地确定目标致密砂岩储层的弹性模量和预测横纵波速度。
在本申请一些实施例中，获取目标致密砂岩储层的密度、孔隙度、含水饱和度、目标矿物及目标矿物的体积含量，可以包括：获取目标致密砂岩储层的测井曲线；根据测井曲线，确定目标致密砂岩储层的密度、孔隙度、含水饱和度、目标矿物及目标矿物的体积含量。
可以获取目标致密砂岩储层的测井曲线。其中，测井曲线可以包括伽马、自然电位、井径、密度、中子孔隙度、声波，深浅电阻率等曲线。可以运用最优化测井解释技术，基于测井曲线，计算得到目标矿物及目标矿物的体积含量以及孔隙度和含水饱和度。具体地，可以先基于全岩分析技术确定该目标致密砂岩储层的主要矿物组成成分(即目标矿物)，进而基于最优化测井解释技术计算得到目标矿物的体积含量以及孔隙度和含水饱和度。通过上述方式，可以获取标致密砂岩储层的密度、孔隙度、含水饱和度、目标矿物及目标矿物的体积含量。
在本申请一些实施例中，根据目标矿物及目标矿物的体积含量，确定目标致密砂岩储层对应的岩石基质的体积模量，可以包括：根据目标矿物及目标矿物的体积含量，运用V-R-H平均公式对目标矿物进行等效，得到目标致密砂岩储层对应的岩石基质的体积模量。
具体地，可以根据目标矿物及目标矿物的体积含量，运用V-R-H平均公式对目标矿物进行等效，得到目标致密砂岩储层对应的岩石基质的体积模量。其中，V-R-H平均公式求取岩石基质的体积模量为：
其中，MvRh为所述岩石基质的体积模量，Mv是用Voigt模型求得的上边界体积模量，MR是Reuss模型求得的下边界体积模量。通过上述方式，可以通过运用V-R-H平均公式将组成岩石的主要矿物进行等效，得到岩石基质的体积模量和剪切模量。
在本申请一些实施例中，根据孔隙度，在岩石基质中建立刚性孔隙和柔性裂缝，得到目标致密砂岩储层对应的干岩石，并确定干岩石的体积模量和剪切模量，可以包括：根据孔隙度，多次运用微分等效介质模型，在岩石基质中建立刚性孔隙和柔性裂缝，得到干岩石的体积模量和剪切模量。
具体地，可以根据孔隙度，多次运用微分等效介质模型，逐渐在岩石基质中建立刚性孔隙和柔性裂缝，得到干岩石的体积模量和剪切模量。其中，微分等效介质模型求取干岩石的体积模量和剪切模量公式为：
其中，
为干岩石的体积模量，
为干岩石的剪切模量；Ki和μi可以分别表示填充物的体积模量和剪切模量，其中，填充物包括水和天然气，其中，y表示各目标矿物的百分比，P、Q为孔隙因子。通过上述方式可以通过多次运用微分等效介质模型建立干岩石模型，并确定干岩石的体积模量和剪切模量。
在本申请一些实施例中，根据含水饱和度，在干岩石的刚性孔隙和柔性裂缝中填充气水混合流体，得到目标致密砂岩储层对应的饱和岩石，可以包括：根据含水饱和度，确定气水之间的比例系数；根据气水之间的比例系数，在干岩石的刚性孔隙和柔性裂缝中填充气水混合流体，得到目标致密砂岩储层对应的饱和岩石；
具体地，可以根据含税饱和度确定气水之间的比例系数，之后根据气水之间的比例系数在干岩石模型中的刚性孔隙和柔性裂缝中填充气水混合流体，得到目标致密砂岩储层对应的饱和岩石。
在本申请一些实施例中，确定气水混合流体的体积模量可以包括按照以下公式确定气水混合流体的体积模量：
其中，Kf为气水混合物流体的体积模量，Kw为水的体积模量，Kg为气体的体积模量，
为气水之间的比例系数，其中，e的取值为2。
具体地，在得到饱和岩石之后，可以根据Brie公式
来确定气水混合流体的体积模量。通过对比分析，选定e值为2来等效致密砂岩混合流体的体积模量的效果最好。通过上述方式，可以运用Brie公式来计算气水混合流体的体积模量，气水之间的比例系数以测井解释得到的含水饱和度为依据。
在本申请一些实施例中，根据孔隙度、岩石基质的体积模量、干岩石的体积模量、气水混合流体的体积模量和干岩石的剪切模量，确定目标致密砂岩储层对应的饱和岩石的体积模量和剪切模量，可以包括按照以下公式确定饱和岩石的体积模量和剪切模量：
μsat＝μdry；
其中，Ksat为饱和岩石的体积模量，Kdry为干岩石的体积模量，Km为岩石基质的体积模量，Kf为气水混合流体的体积模量，μsat为饱和岩石的剪切模量，μdry为干岩石的剪切模量，φ为孔隙度。
具体地，上述两个求解饱和岩石的体积模量和剪切模量的公式为Gassmann方程。运用Gassmann方程将孔隙度、岩石基质的体积模量、干岩石的体积模量、气水混合流体的体积模量和干岩石的剪切模量相结合，计算得到饱和岩石的弹性模量，即体积模量和剪切模量。由于气水混合流体没有剪切模量，因此，饱和岩石的剪切模量等于干岩石的剪切模量。根据孔隙度、岩石基质的体积模量、干岩石的体积模量和气水混合流体的体积模量可以确定饱和岩石的体积模量。通过上述方式，通过运用Gassmann方程确定饱和岩石的弹性模量。
在本申请一些实施例中，根据目标致密砂岩储层对应的饱和岩石的体积模量和剪切模量，确定目标致密砂岩储层对应的饱和岩石中的纵波速度和横波速度，可以包括按照以下公式确定饱和岩石中的纵波速度和横波速度：
其中，VP为纵波速度，Vs为横波速度，Ksat为饱和岩石的体积模量，μsat为饱和岩石的剪切模量，ρsat为饱和岩石的密度。
在本申请一些实施例中，刚性孔隙可以包括球形孔，柔性裂缝可以包括硬币裂缝。具体地，刚性孔隙可以采用Berryman提出的四种三维孔隙中的球形孔来表征，柔性裂缝可以用Berryman提出的四种三维孔隙中的硬币状裂缝来表征。
下面结合一个具体实施例对上述方法进行说明，然而，值得注意的是，该具体实施例仅是为了更好地说明本申请，并不构成对本申请的不当限定。
在本具体实施例中，以中国南方某盆地致密砂岩气储层为例来阐述该模型应用的具体实施方式。请参考图2，图2示出了本申请一实施例中的建立饱和岩石模型的示意图。如图2所示，首先通过最优化测井解释技术，根据测井曲线得到致密砂岩气储层中目标矿物的体积含量，具体地，可以求出石英、粘土、长石和煤的体积含量。在目标矿物的体积含量已知的情况下，可以根据本申请实施例所述的饱和岩石物理模型的建模步骤对致密砂岩储层进行建模。即，首先用V-R-H平均公式对目标矿物进行等效，得到岩石基质模型。然后多次使用DEM理论(即，微分等效介质模型)将球形孔隙和硬币状裂缝逐渐加入岩石基质模型中得到干岩石模型。之后，用Gassmann方程将经Brie公式混合之后的气水混合流体加入干岩石模型中得到饱和岩石模型。之后，将该饱和岩石物理模型应用于致密砂岩井的纵横波速度预测。其中，可以通过调整球形孔隙和硬币状裂缝的比例以及调节硬币状裂缝的孔隙纵横比来实现横纵波速度的预测结果与实测结果的吻合。之后，可以将调整好的饱和岩石模型应用于后续的横纵波预测。
请参考图3和图4，图3示出了根据本申请实施例中的确定致密砂岩储层的弹性模量的方法预测的纵波速度与实际测得的纵波速度之间的相对误差分布柱状图，图4示出了根据本申请实施例中的确定致密砂岩储层的弹性模量的方法预测的横波速度与实际测得的横波速度之间的相对误差分布柱状图。其中，图3与图4中的横轴为相对误差，纵轴为概率。其中，纵波的相对误差为(Vppre-Vp)/Vp，其中，Vppre为预测的纵波速度，Vp为实验测得的纵波速度。横波的相对误差为(Vspre-Vs)/Vs，其中，Vspre为预测的横波速度，Vs为实验测得的横波速度。由图3和图4可知，根据本申请实施例中的方法预测的横波速度和纵波速度的相对误差较小，即，本申请实施例中的方法可以较准确地预测目标致密砂岩的弹性模量和纵横波速度。
基于同一发明构思，本申请实施例中还提供了一种确定致密砂岩储层的弹性模量的装置，如下面的实施例所述。由于确定致密砂岩储层的弹性模量的装置解决问题的原理与确定致密砂岩储层的弹性模量的方法相似，因此确定致密砂岩储层的弹性模量的装置的实施可以参见确定致密砂岩储层的弹性模量的方法的实施，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5是本申请实施例的确定致密砂岩储层的弹性模量的装置的一种结构框图，如图5所示，包括：获取模块501、第一确定模块502、第二确定模块503、第三确定模块504和第四确定模块505，下面对该结构进行说明。
获取模块501用于获取目标致密砂岩储层的孔隙度、含水饱和度、目标矿物及目标矿物的体积含量。
第一确定模块502用于根据目标矿物及目标矿物的体积含量，确定目标致密砂岩储层对应的岩石基质的体积模量。
第二确定模块503用于根据孔隙度，在岩石基质中建立刚性孔隙和柔性裂缝，得到目标致密砂岩储层对应的干岩石，并确定干岩石的体积模量和剪切模量。
第三确定模块504用于根据含水饱和度，在干岩石的刚性孔隙和柔性裂缝中填充气水混合流体，得到目标致密砂岩储层对应的饱和岩石，并确定气水混合流体的体积模量。
第四确定模块505用于根据孔隙度、岩石基质的体积模量、干岩石的体积模量、气水混合流体的体积模量和干岩石的剪切模量，确定目标致密砂岩储层对应的饱和岩石的体积模量和剪切模量。
在本申请一些实施例中，该装置还可以包括第五确定模块，第五确定模块可以用于：在确定目标致密砂岩储层对应的饱和岩石的体积模量和剪切模量之后，根据目标致密砂岩储层对应的饱和岩石的体积模量和剪切模量，确定目标致密砂岩储层对应的饱和岩石中的纵波速度和横波速度。
在本申请一些实施例中，获取模块可以具体用于：获取目标致密砂岩储层的测井曲线；根据测井曲线，确定目标致密砂岩储层的密度、孔隙度、含水饱和度、目标矿物及目标矿物的体积含量。
在本申请一些实施例中，第一确定模块可以具体用于：根据目标矿物及目标矿物的体积含量，运用V-R-H平均公式对目标矿物进行等效，得到目标致密砂岩储层对应的岩石基质的体积模量。
在本申请一些实施例中，第二确定模块可以具体用于：根据孔隙度，多次运用微分等效介质模型，在岩石基质中建立刚性孔隙和柔性裂缝，得到干岩石的体积模量和剪切模量。
在本申请一些实施例中，第三确定模块可以具体用于：根据含水饱和度，确定气水之间的比例系数；根据气水之间的比例系数，在干岩石的刚性孔隙和柔性裂缝中填充气水混合流体，得到目标致密砂岩储层对应的饱和岩石。
在本申请一些实施例中，第三确定模块可以具体用于：按照以下公式确定气水混合流体的体积模量：
其中，Kf为气水混合物流体的体积模量，Kw为水的体积模量，Kg为气体的体积模量，
为气水之间的比例系数，其中，e的取值为2。
在本申请一些实施例中，第四确定模块可以具体用于：按照以下公式确定饱和岩石的体积模量和剪切模量：
μsat＝μdry；
其中，Ksat为饱和岩石的体积模量，Kdry为干岩石的体积模量，Km为岩石基质的体积模量，Kf为气水混合流体的体积模量，μsat为饱和岩石的剪切模量，μdry为干岩石的剪切模量，φ为孔隙度。
在本申请一些实施例中，第五确定模块可以具体用于：按照以下公式确定饱和岩石中的纵波速度和横波速度：
其中，VP为纵波速度，Vs为横波速度，Ksat为饱和岩石的体积模量，μsat为饱和岩石的剪切模量，ρsat为饱和岩石的密度。
在本申请一些实施例中，刚性孔隙可以包括球形孔，柔性裂缝可以包括硬币裂缝。
从以上的描述中，可以看出，本申请实施例实现了如下技术效果：获取目标致密砂岩储层的属性数据，然后根据属性数据建立目标致密砂岩储层对应的岩石基质模型、干岩石模型和饱和岩石模型，在建立饱和岩石模型时，根据目标致密砂岩储层的含水饱和度将气水混合流体填充至干岩石模型中的刚性孔隙和柔性裂缝，可以使得得到的饱和岩石模型更加准确，之后，根据孔隙度、岩石基质的体积模量、干岩石的体积模量、气水混合流体的体积模量和干岩石的剪切模量，确定目标致密砂岩储层对应的饱和岩石的体积模量和剪切模量，即，可以确定饱和岩石的弹性模量，弹性模量是进行纵横波速度预测的准确且廉价的重要技术手段，并且基于建立的饱和岩石模型的分析是指导叠前弹性反演结果的定量解释的重要理论依据。
本申请实施方式还提供了一种计算机设备，具体可以参阅图6所示的基于本申请实施例提供的确定致密砂岩储层的弹性模量的方法的计算机设备组成结构示意图，所述计算机设备具体可以包括输入设备61、处理器62、存储器63。其中，所述存储器63用于存储处理器可执行指令。所述处理器62执行所述指令时实现上述任意实施例中所述的确定致密砂岩储层的弹性模量的方法的步骤。
在本实施方式中，所述输入设备具体可以是用户和计算机系统之间进行信息交换的主要装置之一。所述输入设备可以包括键盘、鼠标、摄像头、扫描仪、光笔、手写输入板、语音输入装置等；输入设备用于把原始数据和处理这些数的程序输入到计算机中。所述输入设备还可以获取接收其他模块、单元、设备传输过来的数据。所述处理器可以按任何适当的方式实现。例如，处理器可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该(微)处理器执行的计算机可读程序代码(例如软件或固件)的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器的形式等等。所述存储器具体可以是现代信息技术中用于保存信息的记忆设备。所述存储器可以包括多个层次，在数字系统中，只要能保存二进制数据的都可以是存储器；在集成电路中，一个没有实物形式的具有存储功能的电路也叫存储器，如RAM、FIFO等；在系统中，具有实物形式的存储设备也叫存储器，如内存条、TF卡等。
在本实施方式中，该计算机设备具体实现的功能和效果，可以与其它实施方式对照解释，在此不再赘述。
本申请实施方式中还提供了一种基于确定致密砂岩储层的弹性模量的方法的计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机程序指令，在所述计算机程序指令被执行时实现上述任意实施例中所述确定致密砂岩储层的弹性模量的方法的步骤。
在本实施方式中，上述存储介质包括但不限于随机存取存储器(Random AccessMemory,RAM)、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、缓存(Cache)、硬盘(Hard DiskDrive,HDD)或者存储卡(Memory Card)。所述存储器可以用于存储计算机程序指令。网络通信单元可以是依照通信协议规定的标准设置的，用于进行网络连接通信的接口。
在本实施方式中，该计算机存储介质存储的程序指令具体实现的功能和效果，可以与其它实施方式对照解释，在此不再赘述。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本申请实施例的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本申请实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。
应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本申请的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请实施例可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种确定致密砂岩储层的弹性模量的方法，其特征在于，包括：
获取目标致密砂岩储层的孔隙度、含水饱和度、目标矿物及所述目标矿物的体积含量；
根据所述目标矿物及所述目标矿物的体积含量，确定所述目标致密砂岩储层对应的岩石基质的体积模量；
根据所述孔隙度，在所述岩石基质中建立刚性孔隙和柔性裂缝，得到所述目标致密砂岩储层对应的干岩石，并确定所述干岩石的体积模量和剪切模量；
根据所述含水饱和度，在所述干岩石的刚性孔隙和柔性裂缝中填充气水混合流体，得到所述目标致密砂岩储层对应的饱和岩石，并确定所述气水混合流体的体积模量；
根据所述孔隙度、所述岩石基质的体积模量、所述干岩石的体积模量、所述气水混合流体的体积模量和所述干岩石的剪切模量，确定所述目标致密砂岩储层对应的饱和岩石的体积模量和剪切模量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在确定所述目标致密砂岩储层对应的饱和岩石的体积模量和剪切模量之后，还包括：
根据所述目标致密砂岩储层对应的饱和岩石的体积模量和剪切模量，确定所述目标致密砂岩储层对应的饱和岩石中的纵波速度和横波速度。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述目标矿物及所述目标矿物的体积含量，确定所述目标致密砂岩储层对应的岩石基质的体积模量，包括：
根据所述目标矿物及所述目标矿物的体积含量，运用V-R-H平均公式对所述目标矿物进行等效，得到所述目标致密砂岩储层对应的岩石基质的体积模量。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述孔隙度，在所述岩石基质中建立刚性孔隙和柔性裂缝，得到所述目标致密砂岩储层对应的干岩石，并确定所述干岩石的体积模量和剪切模量，包括：
根据所述孔隙度，多次运用微分等效介质模型，在所述岩石基质中建立刚性孔隙和柔性裂缝，得到所述干岩石的体积模量和剪切模量。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述含水饱和度，根据所述含水饱和度，在所述干岩石的刚性孔隙和柔性裂缝中填充气水混合流体，得到所述目标致密砂岩储层对应的饱和岩石，并确定所述气水混合流体的体积模量，包括：
根据所述含水饱和度，确定气水之间的比例系数；
根据所述气水之间的比例系数，在所述干岩石的刚性孔隙和柔性裂缝中填充气水混合流体，得到所述目标致密砂岩储层对应的饱和岩石；
按照以下公式确定所述气水混合流体的体积模量：
其中，Kf为所述气水混合物流体的体积模量，Kw为水的体积模量，Kg为气体的体积模量，
为气水之间的比例系数，其中，e的取值为2。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述孔隙度、所述岩石基质的体积模量、所述干岩石的体积模量、所述气水混合流体的体积模量和所述干岩石的剪切模量，确定所述目标致密砂岩储层对应的饱和岩石的体积模量和剪切模量，包括按照以下公式确定所述饱和岩石的体积模量和剪切模量：
μsat＝μdry；
其中，Ksat为所述饱和岩石的体积模量，Kdry为所述干岩石的体积模量，Km为所述岩石基质的体积模量，Kf为所述气水混合流体的体积模量，μsat为所述饱和岩石的剪切模量，μdry为所述干岩石的剪切模量，φ为所述孔隙度。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述目标致密砂岩储层对应的饱和岩石的体积模量和剪切模量，确定所述目标致密砂岩储层对应的饱和岩石中的纵波速度和横波速度，包括按照以下公式确定所述饱和岩石中的纵波速度和横波速度：
其中，VP为所述纵波速度，Vs为所述横波速度，Ksat为所述饱和岩石的体积模量，μsat为所述饱和岩石的剪切模量，ρsat为所述饱和岩石的密度。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述刚性孔隙包括球形孔，所述柔性裂缝包括硬币裂缝。
9.一种确定致密砂岩储层的弹性模量的装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取目标致密砂岩储层的孔隙度、含水饱和度、目标矿物及所述目标矿物的体积含量；
第一确定模块，用于根据所述目标矿物及所述目标矿物的体积含量，确定所述目标致密砂岩储层对应的岩石基质的体积模量；
第二确定模块，用于根据所述孔隙度，在所述岩石基质中建立刚性孔隙和柔性裂缝，得到所述目标致密砂岩储层对应的干岩石，并确定所述干岩石的体积模量和剪切模量；
第三确定模块，用于根据所述含水饱和度，在所述干岩石的刚性孔隙和柔性裂缝中填充气水混合流体，得到所述目标致密砂岩储层对应的饱和岩石，并确定所述气水混合流体的体积模量；
第四确定模块，用于根据所述孔隙度、所述岩石基质的体积模量、所述干岩石的体积模量、所述气水混合流体的体积模量和所述干岩石的剪切模量，确定所述目标致密砂岩储层对应的饱和岩石的体积模量和剪切模量。
10.一种计算机设备，其特征在于，包括处理器以及用于存储处理器可执行指令的存储器，所述处理器执行所述指令时实现权利要求1至8中任一项所述方法的步骤。
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