基于相似原理的储层地震物理的动态模拟实验方法和装置与流程

本发明属于物理模拟，具体涉及一种基于相似原理的储层地震物理的动态模拟实验方法和装置。

背景技术：

1、随着油气勘探程度的不断深入，油气勘探难度也在不断提高，构造型油气藏已经日益稀少，针对岩性油气藏的勘探开发已经越来越受到重视，而河流相砂体又是我国陆相盆地中最主要的储集类型。河流流域中的河道、堤坝以及泛滥平原等在平面上在较短历史时期内就会显著变化，河流在盆地内的频繁决口和改道，会不断改造河流的沉积样式，导致河道在沉积过程中变成一个复杂的岩性复合体，导致单一河道或沙坝的识别和追踪变得极为困难。

2、本发明对河流相储层砂体模式开展了物理模拟研究，采用物理模型来模拟实际地层，研发具备一定刚度和柔度的材料分别模拟基础地层和储层地层，制成物理模型后在三维坐标数据采集过程中，模拟不同流体储层储集变饱和过程和储层的三维数据采集特性。通过地震物理模拟和三维数值模拟处理成果，显示不同河道构型下的波形剖面特征和平面特征，波形特征随砂体厚度以及砂泥比的变化而发生变化，同时流体砂岩存在时，在剖面中也会出现振幅的变化，以此来了解储层的空间形态和形成机理。

3、由于河流相储层纵向上厚度薄且叠置样式复杂，横向上变化快，非均质性强等特点，使河流相储层地震响应特征十分复杂，再集合不同流体储集就给河道砂体的精细解释带了诸多困难。因此针对河流相储层地震识别存在的难点和问题，在地震勘探中复杂条件下波场传播机理及波场特征的正确认识起着重要作用。

技术实现思路

1、我国陆相盆地中在沉积构造上属于河流状沉积，河道砂体普遍较薄，砂体横向叠置，从而构成形态各异的复合砂体，由于河流相储层非均质性强，使得地震响应特征十分复杂，給河道砂体的精细解释带来很多困难，本发明提出了一种基于相似原理的储层地震物理的动态模拟实验方法和装置，采用地震物理模拟技术对河道砂体的地震反射特征以及属性识别进行详细的研究。

2、第一方面，本发明提出了一种基于相似原理的储层地震物理的动态模拟实验方法，包括对野外实际勘探工区基于相似原理构建储层地震物理实体模型和模拟地震波震源，再进行正演模拟的动态模拟实验。

3、作为本发明的具体实施方式，所述储层地震物理实体模型的模型参数包括模型材料，所述模型材料弹性波传播速度与实际勘探工区一致。

4、作为本发明的具体实施方式，所述储层地震物理实体模型的制备方法包括：

5、a：制作模型基础层：将1份环氧树脂，0.3～0.6份环氧固化剂和0.65～1.28份滑石粉混合抽真空后，倒入模具固化、雕刻河道；优选地，将1份环氧树脂，0.5份环氧固化剂和1份滑石粉混合；

6、b：制作河道内的砂岩层，将0.078～0.16份石英砂，1份环氧树脂和0.3～0.6份固化剂混合，压实在雕刻后的河道内，固化；优选地，将0.12份石英砂，1份环氧树脂和0.5份固化剂混合；

7、c：制作模型河道覆盖层：将2份环氧树脂，0.6-1.2份环氧固化剂，0.3～0.8份硅橡胶，0.009～0.048份硅胶固化剂，混合抽真空后倒入砂岩层固化后的河道内；优选地，将2份环氧树脂，1份环氧固化剂，0.5份硅橡胶，0.025份硅胶固化剂混合；

8、d：制作模型表层：环氧树脂1份，环氧固化剂0.3-0.6份，滑石粉0.65～1.28份，混合抽真空后倒入模具覆盖制作成模型表层；优选地，将环氧树脂1份，环氧固化剂0.5份，滑石粉1份混合。

9、作为本发明的具体实施方式，所述模拟地震波震源包括激光或者以压电探头激发的超声波。

10、作为本发明的具体实施方式，所述动态模拟还包括动态流体饱和；所述动态流体饱和包括采用加压驱替的方法向河道模型中加入流体，以实现流体在采集过程中动态饱和的全程数据记录。

11、第二方面，本发明提供了一种基于相似原理的储层地震物理的动态模拟实验装置，装置包括储层地震物理实体模型、模拟地震波震源、三维坐标采集系统、加压驱替系统、阀门；

12、所述储层地震物理实体模型根据野外实际勘探工区的实际工况制作；

13、所述模拟地震波震源包括激光或者以压电探头激发的超声波，模拟地震震源向储层地震物理实体模型施加超声波，模拟地震波；

14、所述三维坐标采集系统包括一个或多个可移动探头，探头与储层地震物理实体模型相连接，移动采集模拟地震波数据；

15、所述加压驱替系统通过阀门与储层地震物理实体模型相连接，并向储层地震物理实体模型注入模拟野外实际勘探工区的流体，模拟动态流体饱和。

16、作为本发明的具体实施方式，所述储层地震物理实体模型的制备方法包括：

17、a：制作模型基础层：将1份环氧树脂，0.3～0.6份环氧固化剂和0.65～1.28份滑石粉混合抽真空后，倒入模具固化、雕刻河道；优选地，将1份环氧树脂，0.5份环氧固化剂和1份滑石粉混合；

18、b：制作河道内的砂岩层，将0.078～0.16份石英砂，1份环氧树脂和0.3～0.6份固化剂混合，压实在雕刻后的河道内，固化；优选地，将0.12份石英砂，1份环氧树脂和0.5份固化剂混合；

19、c：制作模型河道覆盖层：将2份环氧树脂，0.6-1.2份环氧固化剂，0.3～0.8份硅橡胶，0.009～0.048份硅胶固化剂，混合抽真空后倒入砂岩层固化后的河道内；优选地，将2份环氧树脂，1份环氧固化剂，0.5份硅橡胶，0.025份硅胶固化剂混合；

20、d：制作模型表层：环氧树脂1份，环氧固化剂0.3-0.6份，滑石粉0.65～1.28份，混合抽真空后倒入模具覆盖制作成模型表层；优选地，将环氧树脂1份，环氧固化剂0.5份，滑石粉1份混合。

21、作为本发明的具体实施方式，所述三维坐标采集系统还包括数据存储装置，例如计算机。

22、作为本发明的具体实施方式，所述加压驱替系统包括三个储料罐分别放置油、气、水，和加压混合罐，油气水通过阀门控制其比例并流向加压混合罐，经过加压混合后的气、液、水流体经过管道注入地震物理实体模型中，直至饱和状态。

23、作为本发明的具体实施方式，实验流程包括以下步骤：

24、s1：将制作好的储层地震物理实体模型放入槽中固定，槽一端通过管路和加压驱替系统连接，另一端有溢出口连接溢出处理装置；加压驱替系统的三个储料罐中分别放置油、气、水，调整好比例阀门；

25、s2：调试好三维坐标采集系统上的超声波探头位置，并连接计算器，建好采集系统目标文件；

26、s3：在槽中放水使储层地震物理实体模型完全没入水中，并把超声波探头的坐标调整至水面；

27、s4：开始采集第一道在储层地震物理实体模型没有流体充填的数据并保存；

28、s5：第一道数据采集完成后，打开加压驱替系统，向模型中缓慢持续注入油气水混合流体，这时候进行动态采集第二道及后面的数据；

29、s6：当槽另一端的溢出口处出现从驱替端注入的液体时，表明模型中流体已经全面渗透但尚未到达饱和状态，这时关闭溢出口阀门，继续向模型中注入流体并采集；

30、s7：当加压驱替系统显示无法再施加压力，表明模型中的流体已经达到饱和状态，这时关闭加压驱替系统和数据采集系统并保存数据结束实验；得到储层地震物理实体模型的不同饱和度的流体所对应的数据。

31、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

32、1、本发明的基于相似原理的储层地震物理的动态模拟实验方法，可以用来分析正演数据在此地质模型下的响应特征，通过已知模型对比分析波场特征，可以对砂体的地震响应特征进行规律总结。

33、2、本发明的基于相似原理的储层地震物理的动态模拟实验方法，通过地震物理模拟采集系统，获得多套三维动态河道地震数据，可以为河道地震响应分析及识别提供数据支持。