基于三重条件约束的双相介质AVO正演方法

摘要

本发明提供了一种基于三重条件约束的双相介质AVO正演方法。所述基于三重条件约束的双相介质AVO正演方法包括：(1)计算流体饱和岩石的体积模量；(2)设定孔隙扁率的值；(3)计算岩石骨架的体积模量，并采用第1个条件进行约束；(4)计算双相介质的弹性参数；(5)计算Biot(1956)方程的2个根，并采用第2个条件进行约束；(6)计算慢纵波速度，并采用第3个约束条件进行约束；(7)计算岩石骨架的体积模量，并计算双相介质的参数；(8)计算双相介质模型的反射和透射系数。因此，通过选取岩石的孔隙扁率为对象，采用三重条件进行约束反演，从而有效地提高了反演的精度和可靠性。

主权项

一种基于三重条件约束的双相介质AVO正演方法，其特征在于，所述基于三重条件约束的双相介质AVO正演方法包括下述步骤：(1)输入纵波速度V_P、横波速度V_S、密度ρ、孔隙度φ，设定岩石的基质矿物的体积模量K₀和剪切模量μ₀、孔隙流体的密度ρ_f和速度V_f、孔隙扁率α的取值范围和增量，从而根据输入的纵波速度V_P、横波速度V_S、密度ρ来计算流体饱和岩石的体积模量K_sat，其计算式为下面的式1：式1：$K_{\mathrm{sat}}=\rho (V_P^2-\frac{4}{3}{V}_S^2);$(2)设定孔隙扁率α的值；(3)采用Xu‑White模型计算岩石骨架的体积模量K_dry，其计算式为下面的式2～式5式2：K_dry＝K₀(1‑φ)^p，$p=\frac{1}{3}{T}_{\mathrm{iijj}}\left(\alpha \right),T_{\mathrm{iijj}}\left(\alpha \right)=\frac{3F_1}{F_2}$式3：$F_1=1-[\frac{3}{2}(g+\gamma )-R^{\prime }(\frac{3}{2}g+\frac{5}{2}\gamma -\frac{4}{3})]$式4：$F_2=1-[1+\frac{3}{2}(g+\gamma )-\frac{R^{\prime }}{2}(3g+5\gamma )]-\frac{A}{2}(3-{4R}^{\prime })[g+\gamma -R^{\prime }(g-\gamma +{2\gamma }^2)]$式5：$R^{\prime }=\frac{{3\mu }_0}{{3K}_0+{4\mu }_0},g=\frac{{\alpha }^2}{1-{\alpha }^2}(3\gamma -2),\gamma =\frac{\alpha }{{(1-{\alpha }^2)}^{3/2}}[{\cos }^{-1}\left(\alpha \right)-\alpha \sqrt{1-{\alpha }^2}]$其中，如果流体饱和岩石的体积模量K_sat＜岩石骨架的体积模量K_dry，则返回步骤(2)，以重新设定孔隙扁率α的值；(4)基于步骤(3)计算得到岩石骨架的体积模量K_dry，采用Geertsma(1961)公式计算双相介质的弹性参数σ₁₁、σ₂₂、σ₁₂、γ₁₁、γ₂₂、γ₁₂，其计算式为下面的式6～式10：式6：${\sigma }_{11}=\frac{P}{H},{\sigma }_{22}=\frac{R}{H},{\sigma }_{12}=\frac{Q}{H},{\gamma }_{11}=\frac{{\rho }_{11}}{\rho },{\gamma }_{22}=\frac{{\rho }_{22}}{\rho },{\gamma }_{12}=\frac{{\rho }_{12}}{\rho }$式7：$H=\frac{{(1-\beta )}^2}{\frac{1-\phi -\beta }{K_0}+\frac{\phi }{K_f}}+K_{\mathrm{dry}}+\frac{4}{3}{\mu }_{\mathrm{dry}},K=\frac{(1-\beta )}{\frac{1-\phi -\beta }{K_0}+\frac{\phi }{K_f}},L=\frac{1}{\frac{1-\phi -\beta }{K_0}+\frac{\phi }{K_f}}$式8：β＝K_dry/K₀，R＝Lφ²，Q＝Kφ‑R，P＝H‑(2Q+R)式9：ρ₁₁＝ρ₁+ρ_a，ρ₂₂＝ρ₂+ρ_a，ρ₁₂＝‑ρ_a，ρ₁＝ρ‑φρ_f，ρ₂＝φρ_f式10：${\rho }_a=\frac{{\mathrm{\rho Z}}_1({\sigma }_{11}{\rho }_2+{\sigma }_{22}{\rho }_1)-{\rho }_1{\rho }_2-({\sigma }_{11}{\sigma }_{22}-{\sigma }_{12}^2)Z_1^2{\rho }^2}{({\rho }_1+{\rho }_2)-{\mathrm{\rho Z}}_1},Z_1=\frac{V_c^2}{V_1^2},V_c^2=\frac{H}{\rho }$其中，式10中的V₁代表快纵波的速度V_P；(5)基于步骤(4)计算得到的双相介质的弹性参数σ₁₁、σ₂₂、σ₁₂、γ₁₁、γ₂₂、γ₁₂，计算Biot(1956)方程的2个根，其计算式为下面的式11：式11：$Z^2-\frac{{\sigma }_{11}{\gamma }_{22}+{\sigma }_{22}{\gamma }_{11}-{2\sigma }_{12}{\gamma }_{12}}{{\sigma }_{11}{\sigma }_{22}-{\sigma }_{12}^2}Z+\frac{{\gamma }_{11}{\gamma }_{22}-{\gamma }_{12}^2}{{\sigma }_{11}{\sigma }_{22}-{\sigma }_{12}^2}=0$其中，如果方程的根＜0，则返回步骤(2)，以重新设定孔隙扁率α的值；(6)基于步骤(5)计算得到的Biot(1956)方程的2个根，计算慢纵波速度V₂，其计算式为下面的式12：式12：$Z_2=\frac{V_c^2}{V_2^2}$其中，如果快纵波的速度V₁＜慢纵波的速度V₂，则返回步骤(2)，以重新设定孔隙扁率α的值。