[发明专利]裂缝充填II型水合物饱和度估算方法及处理终端

权利要求书

1.一种基于多参数约束的裂缝充填II型水合物饱和度估算方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：在给定一组(S_w,S_h,S_g)下，根据公式①计算目标区域不同水合物饱和度下的地层电阻率R_t：

式中，S_w表示含水饱和度，S_h表示含水合物饱和度，S_g表示含气饱和度，a,R_w,n,m,φ为Archie公式的相应定义；

步骤2：根据目标区域的测井数据，测井数据包括测井矿物测量结果与中子孔隙度，采用VRH公式估算出目标区域的混合矿物的模量作为岩石颗粒的模量，岩石颗粒的模量包括体积模量K_HM和剪切模量G_HM，通过公式②计算得到：

式中，q表示单个岩石颗粒接触面的个数，为常数，R为岩石颗粒半径，为常数，S_n为岩石颗粒接触面的正面刚度，S_t为岩石颗粒接触面的切向刚度，φ表示中子孔隙度，

根据体积模量K_HM和剪切模量G_HM计算得到未固结等效介质模型的弹性刚度矩阵C_un：

式中，表示未固结弹性刚度张量，

其中，μ＝G_HM，

根据公式③计算出裂缝型干岩石的弹性系数矩阵C^dry：

C^dry＝C_un+C_fr------③

C_fr根据裂隙密度e和裂隙的纵横比χ在Schoenberg线性滑动模型中计算得到，

基于Wood公式计算不同类型流体混合后的流体模量K_f和流体平均密度ρ_f，Wood公式如下：

式中，K_g和K_w分别表示气和水组分的体积模量，为常数，ρ_g和ρ_w分别表示气和水组分的密度，为常数，

公式③计算出的弹性系数矩阵C^dry为干岩石的弹性系数矩阵，裂缝和孔隙中尚未填充对应的流体和水合物，利用Brown-Korringa方程将流体加入其中，根据C^dry变换为弹性系数矩阵C，第i行第j列的元素C_ij如公式④：

其中，是公式③得到的干岩石的有效弹性刚度系数，C_ij是饱和流体岩石的有效弹性刚度系数，K_m是矿物的体积模量，φ^sat为孔隙度，a_i和a_j为Biot-WiLlis系数，K*表示有效体积模量，其数值为的平均值，

其中，公式④中的孔隙度φ^sat通过公式⑤得到：

式中，φ′表示核磁孔隙度，通过实测的测井数据得到，也即从测井矿物测量结果中得到，φ为中子孔隙度，φ^f表示因裂缝产生的孔隙度，其中充填了水合物，

最后，采用Bond变换，裂缝发育方位与坐标系下的x方向夹角为β，方位弹性张量C′可通过公式⑥计算得到：

C′＝M·C·M^T------⑥

式中，M表示Bond矩阵，M^T表示矩阵M的转置，Bond矩阵M如下：

根据公式⑥得到，对于任一β的弹性张量表示公式⑦：

式中，C₁₁、C₁₂、C₁₃、C₃₃、C₅₅均是弹性系数矩阵C中的元素，各个C′_ij表征了与裂缝、水合物、游离气均存在关系，

通过公式⑧计算得到纵波速度v_p和横波速度v_s，

其中，ρ_m是骨架的密度，通过测井数据获得，即从测井矿物测量结果中得到，

步骤3：将根据公式⑧计算得到纵波速度v_p、横波速度v_s分别记为v_p(S_w,S_h,S_g)、v_s(S_w,S_h,S_g)，将根据公式①计算得到的R_t记为R_t(S_h,S_w,S_g)，

预设不同数值的多组(S_w,S_h,S_g)，按步骤1和步骤2计算不同组(S_w,S_h,S_g)下的纵波速度v_p(S_w,S_h,S_g)、横波速度v_s(S_w,S_h,S_g)和R_t(S_h,S_w,S_g)，利用最小二乘算法不断修正输入的(S_w,S_h,S_g)，将满足或最接近满足方程组⑨的(S_w,S_h,S_g)中S_h作为水合物饱和度，从完成水合物饱和度估算，方程组⑨如下：

式中，表示测量目标区域的纵波速度，表示测量目标区域的横波速度，表示测量目标区域的地层电阻，φ_NMR表示测量目标区域的核磁孔隙度，表示测量目标区域的中子孔隙度，ε为常数，

其中，最接近满足方程组⑨是指v_p(S_w,S_h,S_g)与最接近相等、v_s(S_w,S_h,S_g)与最接近相等、R_t(S_h,S_w,S_g)与最接近相等、两个等式均成立。

2.一种处理终端，其特征在于，其包括：

存储器，用于存储程序指令；

处理器，用于运行所述程序指令，以执行如权利要求1所述的基于多参数约束的裂缝充填II型水合物饱和度估算方法的步骤。