本發(fā)明涉及地震勘探，具體地涉及一種敏感彈性參數(shù)、參數(shù)模型、含水飽和度的確定方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、致密儲(chǔ)層屬于低孔低滲的非常規(guī)儲(chǔ)層，研究其彈性參數(shù)和流體飽和度的關(guān)系對(duì)于油氣儲(chǔ)層勘探開(kāi)發(fā)具有重要意義。

2、現(xiàn)有技術(shù)中，主要通過(guò)巖石物理實(shí)驗(yàn)來(lái)研究巖石的彈性特性與含水飽和度的關(guān)系。然而，利用巖石物理實(shí)驗(yàn)來(lái)研究含有一定量的非連通的孤立孔隙的致密儲(chǔ)層的彈性參數(shù)與含水飽和度的關(guān)系時(shí)一直存在困難，主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是非連通的孤立孔隙中原始流體類(lèi)型難以確定，造成含水飽和度的計(jì)算困難；二是由于致密儲(chǔ)層的低孔低滲特征，飽水和脫水過(guò)程中存在飽和不充分和束縛水飽和度大的問(wèn)題，造成測(cè)量的含水飽和度與彈性參數(shù)關(guān)系存在一定的誤差。

3、三維數(shù)字巖心彈性參數(shù)數(shù)值模擬可以定量研究巖石基質(zhì)、孔隙結(jié)構(gòu)和孔隙流體等對(duì)巖石彈性參數(shù)影響。現(xiàn)有的數(shù)值模擬方法主要采用有限元法求解最小勢(shì)能條件下的應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)，來(lái)反推出常規(guī)彈性參數(shù)。

4、從目前三維數(shù)字巖心彈性參數(shù)計(jì)算方法來(lái)看，主要存在兩個(gè)方面的問(wèn)題：一方面，應(yīng)力應(yīng)變方法難以穩(wěn)定、高精度計(jì)算干(孔隙充填真空，即縱橫波速度值為零)的巖石彈性模量，影響了含水飽和度的計(jì)算精度；另一方面，應(yīng)力應(yīng)變方法不能模擬三維數(shù)字巖心中彈性波場(chǎng)傳播。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實(shí)施例的目的是提供一種對(duì)敏感彈性參數(shù)、參數(shù)模型、含水飽和度的確定方法及系統(tǒng)，該方法利用敏感度確定出了對(duì)含水飽和度敏感的彈性參數(shù)，而現(xiàn)有技術(shù)直接采用常規(guī)的彈性參數(shù)，常規(guī)彈性參數(shù)對(duì)含水飽和度敏感度很低。因此本方法解決了現(xiàn)有技術(shù)中致密儲(chǔ)層的常規(guī)彈性參數(shù)對(duì)含水飽和度敏感度低的問(wèn)題，進(jìn)而提高了計(jì)算含水飽和度的精度。另外，利用對(duì)含水飽和度敏感的彈性參數(shù)進(jìn)一步構(gòu)建彈性參數(shù)模型，可以有效地應(yīng)用于目標(biāo)井筒的含水飽和度預(yù)測(cè)。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供一種對(duì)含水飽和度敏感的彈性參數(shù)的確定方法，所述確定方法包括：對(duì)巖石樣本進(jìn)行掃描，以獲取三維數(shù)字巖心模型，其中，所述三維數(shù)字巖心模型包括三維數(shù)字巖心的巖石基質(zhì)模型與孔隙模型；根據(jù)所述三維數(shù)字巖心的巖石基質(zhì)模型與孔隙模型，構(gòu)建所述三維數(shù)字巖心的多個(gè)含水飽和度下的彈性參數(shù)模型；對(duì)所述三維數(shù)字巖心的多個(gè)含水飽和度下的彈性參數(shù)模型進(jìn)行模擬，以獲取彈性模擬參數(shù)；以及根據(jù)所述彈性模擬參數(shù)以及敏感度閾值，確定對(duì)含水飽和度敏感的彈性參數(shù)。

3、可選地，所述三維數(shù)字巖心的多個(gè)含水飽和度下的彈性參數(shù)模型包括所述三維數(shù)字巖心的孔隙的彈性參數(shù)模型，構(gòu)建所述三維數(shù)字巖心的多個(gè)含水飽和度下的孔隙的彈性參數(shù)模型包括：基于所述三維數(shù)字巖心的孔隙模型，根據(jù)多個(gè)預(yù)設(shè)含水飽和度獲取孔隙中的流體類(lèi)型對(duì)應(yīng)的多個(gè)含水飽和度，以及根據(jù)所述孔隙中的流體類(lèi)型，獲取所述孔隙中的流體類(lèi)型對(duì)應(yīng)的多個(gè)含水飽和度的彈性參數(shù)，以構(gòu)建所述三維數(shù)字巖心的多個(gè)含水飽和度下的孔隙的彈性參數(shù)模型。

4、可選地，所述基于所述三維數(shù)字巖心的孔隙模型，根據(jù)多個(gè)預(yù)設(shè)含水飽和度獲取孔隙中的流體類(lèi)型對(duì)應(yīng)的多個(gè)含水飽和度包括：根據(jù)所述預(yù)設(shè)含水飽和度s以及下式，確定需要填充的水的層數(shù)k的最小值n，其中，為第i層的孔隙度，n表示孔隙的層數(shù)，表示水的孔隙占比，k表示需要填充的水的層數(shù)；根據(jù)所述最小值n以及水的孔隙占比獲取所述孔隙中的流體類(lèi)型對(duì)應(yīng)的多個(gè)含水飽和度。

5、可選地，所述彈性模擬參數(shù)包括縱波速度、橫波速度及彈性參數(shù)，所述彈性參數(shù)包括縱橫波速度比、體積模量、波松比、拉梅常數(shù)和剪切模量；所述根據(jù)彈性模擬參數(shù)以及敏感度閾值，確定對(duì)含水飽和度敏感的彈性參數(shù)包括：根據(jù)所述彈性模擬參數(shù)確定所述彈性參數(shù)的敏感度函數(shù)以及新的彈性參數(shù)的敏感度函數(shù)；根據(jù)所述彈性參數(shù)的敏感度函數(shù)和/或所述新的彈性參數(shù)的敏感度函數(shù)，確定所述彈性參數(shù)和/或所述新的彈性參數(shù)在特定含水飽和度范圍的敏感度；以及將所述敏感度大于敏感度閾值的彈性參數(shù)和/或所述新的彈性參數(shù)確定為對(duì)含水飽和度敏感的彈性參數(shù)。

6、可選地，所述根據(jù)所述彈性模擬參數(shù)，確定所述新的彈性參數(shù)的敏感度函數(shù)包括：根據(jù)下式，確定新的彈性參數(shù)，其中，所述新的彈性參數(shù)包括孔隙空間模量m和孔隙流體體積模量kf：m＝(ksat-kdry)/β2，以及根據(jù)所述新的彈性參數(shù)，確定所述新的彈性參數(shù)的敏感度函數(shù)，其中，ks表示巖石基質(zhì)的體積模量，kdry表示干巖石的體積模量，ks與kdry根據(jù)所述縱波速度、橫波速度以及彈性參數(shù)確定；ksat表示飽和流體巖石的體積模量，ksat根據(jù)所述縱波速度、橫波速度以及彈性參數(shù)確定；表示巖石樣本的孔隙度。

7、可選地，所述確定所述彈性參數(shù)的敏感度函數(shù)或所述新的彈性參數(shù)的敏感度函數(shù)包括：根據(jù)y(sw)以及下式，確定y(sw)的敏感度函數(shù)aw：其中，sw表示含水飽和度，y(sw))表示不同含水飽和度時(shí)的彈性參數(shù)或新的彈性參數(shù)。

8、另一方面，本發(fā)明還提供一種預(yù)測(cè)含水飽和度的飽和度模型的方法，所述方法包括：根據(jù)所述對(duì)含水飽和度敏感的彈性參數(shù)的確定方法確定的對(duì)含水飽和度敏感的彈性參數(shù)kf；根據(jù)對(duì)含水飽和度敏感的彈性參數(shù)kf以及下式，構(gòu)建所述含水飽和度預(yù)測(cè)模型：sw＝a*kfb，其中，sw表示含水飽和度，kf表示飽和流體的體積模量，a、b表示含水飽和度預(yù)測(cè)模型的待定系數(shù)。

9、再一方面，本發(fā)明還提供一種確定目標(biāo)井筒含水飽和度的方法，所述方法包括：根據(jù)目標(biāo)井筒的多個(gè)參數(shù)曲線(xiàn)，確定所述目標(biāo)井筒中的巖石基質(zhì)的體積模量ks、干巖石的體積模量kdry以及飽和流體巖石體積模量ksat；根據(jù)所述目標(biāo)井筒中的巖石基質(zhì)的體積模量ks、干巖石的體積模量kdry、飽和流體巖石體積模量ksat以及所述對(duì)含水飽和度敏感的彈性參數(shù)的確定方法，確定孔隙流體體積模量kf；以及根據(jù)所述含水飽和度預(yù)測(cè)模型以及孔隙流體體積模量kf，確定目標(biāo)井筒含水飽和度。

10、可選地，所述多個(gè)參數(shù)曲線(xiàn)包括縱波速度曲線(xiàn)、橫波速度曲線(xiàn)、密度曲線(xiàn)以及飽和度曲線(xiàn)。

11、相應(yīng)地，本發(fā)明還提供一種對(duì)含水飽和度敏感的彈性參數(shù)的確定系統(tǒng)，所述確定系統(tǒng)包括：掃描裝置，用于對(duì)巖石樣本進(jìn)行掃描，以獲取三維數(shù)字巖心模型，其中，所述三維數(shù)字巖心模型包括三維數(shù)字巖心的巖石基質(zhì)模型與孔隙模型；構(gòu)建裝置，用于根據(jù)所述三維數(shù)字巖心的巖石基質(zhì)模型與孔隙模型，構(gòu)建所述三維數(shù)字巖心的多個(gè)含水飽和度下的彈性參數(shù)模型；獲取裝置，用于對(duì)所述三維數(shù)字巖心的多個(gè)含水飽和度下的彈性參數(shù)模型進(jìn)行模擬，以獲取彈性模擬參數(shù)；以及確定裝置，用于根據(jù)所述彈性模擬參數(shù)以及敏感度閾值，確定對(duì)含水飽和度敏感的彈性參數(shù)。

12、相應(yīng)地，本發(fā)明還提供一種含水飽和度預(yù)測(cè)模型系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：構(gòu)建裝置，用于所述的確定方法所確定的對(duì)含水飽和度敏感的彈性參數(shù)kf；根據(jù)對(duì)含水飽和度敏感的彈性參數(shù)kf以及下式，構(gòu)建所述含水飽和度預(yù)測(cè)模型：sw＝a*kfb，其中，sw表示含水飽和度，kf表示飽和流體的體積模量，a、b表示含水飽和度預(yù)測(cè)模型的待定系數(shù)。

13、相應(yīng)地，本發(fā)明還提供一種確定目標(biāo)井筒含水飽和度的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：第一確定裝置，用于根據(jù)目標(biāo)井筒的多個(gè)參數(shù)曲線(xiàn)，確定所述目標(biāo)井筒中的巖石基質(zhì)的體積模量ks、干巖石的體積模量kdry以及飽和流體巖石體積模量ksat；第二確定裝置，用于根據(jù)所述目標(biāo)井筒中的巖石基質(zhì)的體積模量ks、干巖石的體積模量kdry、飽和流體巖石體積模量ksat以及所述的對(duì)含水飽和度敏感的彈性參數(shù)的確定方法，確定孔隙流體體積模量kf；以及第三確定裝置，用于根據(jù)所述的含水飽和度預(yù)測(cè)模型以及孔隙流體體積模量kf，確定目標(biāo)井筒含水飽和度。

14、通過(guò)上述技術(shù)方案，對(duì)巖石樣本進(jìn)行掃描，以獲取三維數(shù)字巖心模型，其中，所述三維數(shù)字巖心模型包括三維數(shù)字巖心的巖石基質(zhì)模型與孔隙模型；根據(jù)所述三維數(shù)字巖心的巖石基質(zhì)模型與孔隙模型，構(gòu)建所述三維數(shù)字巖心的多個(gè)含水飽和度下的彈性參數(shù)模型；對(duì)所述三維數(shù)字巖心的多個(gè)含水飽和度下的彈性參數(shù)模型進(jìn)行模擬，以獲取彈性模擬參數(shù)，所述彈性模型參數(shù)既包括常規(guī)的彈性參數(shù)也包括新的彈性參數(shù)；然后將所述敏感度大于敏感度閾值的彈性參數(shù)和/或所述新的彈性參數(shù)確定為對(duì)含水飽和度敏感的彈性參數(shù)。當(dāng)確定出對(duì)含水飽和度敏感的彈性參數(shù)后，利用對(duì)含水飽和度敏感的彈性參數(shù)構(gòu)建含水飽和度預(yù)測(cè)模型，并使用該預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)目標(biāo)井筒中的含水飽和度或預(yù)測(cè)地震中的含水飽和度。

15、本發(fā)明實(shí)施例的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說(shuō)明。