[发明专利]一种地震岩石物理驱动的煤层气储层含气量预测方法

权利要求书

1.一种地震岩石物理驱动的煤层气储层含气量预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)、煤层气储层岩石物理建模

按照煤层气储层的成分属性，设置有机组分85％，包括纯煤和吸附态的煤层气；无机矿物组分15％，包括石英含量40％，粘土含量40％，方解石含量15％，黄铁矿含量5％；煤层气储层岩石物理模型等效为煤岩基质、煤岩骨架、孔隙填充物及饱和煤岩四个部分；

(1)运用Voigt-Ruess-Hill边界理论将纯煤与石英、粘土、方解石、黄铁矿按照设定比例进行混合，得到不含吸附态煤层气的煤岩基质弹性模量参数；

(2)将吸附态煤层气作为煤岩基质的重要组成成分之一，使用Hashin-Shtrikman边界模型混合吸附态煤层气与煤岩基质，得到具有吸附态煤层气的煤岩基质的弹性模量参数；

(3)利用微分等效介质模型向煤岩基质中加入干燥的孔隙，计算干岩石骨架的弹性模量；

(4)根据Wood公式将孔隙中的游离态煤层气和水进行混合，得到具有混合物性质的流体，并求取其等效弹性模量及密度参数；

(5)根据Gassmann岩石流体替换方程，得到饱和煤层气储层岩石物理模型的弹性模量，并求取其纵波速度、横波速度和密度参数；

2)、煤层气储层含气量预测学习样本的构建

(1)根据上述煤层气储层岩石物理建模步骤，计算煤层气储层含气量从0-30m³/t变化，增量为1m³/t；

(2)以上述煤层气储层纵波速度、横波速度和密度参数为基础数据，利用Shuey方程，提取对煤层气含气量敏感的截距和梯度属性：

R(θ)≈P+G sin²θ

其中，P代表AVO的截距，G代表AVO的梯度；

式中各符号的意义：

ΔV_p＝V_p2-V_p1

ΔV_s＝V_s2-V_s1

Δρ＝ρ₂-ρ₁

式中，V_p1，V_s1，ρ₁分别表示反射界面上覆介质的纵波速度、横波速度和密度；V_p2，V_s2，ρ₂分别表示反射界面下伏介质的纵波速度、横波速度和密度；V_p，V_s，ρ分别表示反射界面两侧介质的纵波速度、横波速度和密度的平均值；θ为入射角；

(3)依据褶积理论，如下公式所示，地震道的地震记录可表示为：

y＝w*r

式中，y表示地震记录，w代表子波，r代表反射系数；结合煤田地震勘探的实际情况，子波选用45Hz的雷克子波，利用褶积理论，合成不同含气量情况下的地震记录，提取对煤层气含量较敏感的瞬时振幅和瞬时频率属性；

上述截距、梯度、瞬时振幅和瞬时频率属性共四种地震属性构成了煤层气储层含气量预测学习样本的输入值，与之对应的煤层气储层含气量则为学习样本的输出值；

3)、煤层气储层含气量预测模型的构建

利用支持向量机算法，将上述构建的全部学习样本按照7:3的比例随机进行划分，其中70％用于学习，30％用于测试，当测试结果满足设定的门槛值时，即认为构建的含气量预测模型合格，用于实际资料煤层气储层含气量预测；

4)、实践煤层气储层含气量预测

提取实际三维地震资料的截距、梯度、瞬时振幅和瞬时频率属性，作为输入数据，采用合格的含气量预测模型，对目标区煤层气储层含气量进行实践预测。

2.如权利要求1所述的地震岩石物理驱动的煤层气储层含气量预测方法，其特征在于，步骤1)的(3)中，所述孔隙包括椭球状的基质孔隙和硬币状的裂隙，且裂缝的尺度大于基质孔隙的尺度。

3.如权利要求2所述的地震岩石物理驱动的煤层气储层含气量预测方法，其特征在于，步骤2)的(1)中，计算孔隙度从0-10％变化，增量为1％；计算椭球状的基质孔隙占总孔隙度的比率从0％-100％变化，硬币状的裂隙占总孔隙度的比率从100％-0％变化，变化量为1％相对应的煤层气储层纵波速度、横波速度和密度参数。