非原位样品组分弹性参数估计

论文摘要

本文以导师牛滨华教授独立自主创新性提出的组分孔隙流体介质模型为基础,结合三种岩石样品数据（美国劳伦斯-利物莫国家实验室的含气砂岩和含水砂岩实测样品数据以及岩石物理手册上的饱水石灰岩数据）,在参数反演的基础上,对样品数据的组分弹性参数数值计算进行分析和研究。本论文主要分成两大部分,在完成样品数据准备和模型方程选定后,一是对三种岩石样品先分组再进行参数反演计算,二是对反演计算结果进行统计分析和回归反演（即正演计算）。首先,结合三种岩石样品数据,先对数据样品进行分组,依据孔隙流体介质的组分方程对分组后的每组数据分别进行数值反演计算;然后对每组数据的反演计算结果进行统计分析,得出12个组分弹性参数的估计值;接着用模型方程转化成的回归方程,对12组分弹性参数的估计值进行回归反演,得出样品整体参数。最后是结果对比评估;通过分析估计数据的最大值、最小值、均值和标准差等统计性指标参数,以及测试数据和估计数据回归结果的相关系数,评价估计数据的可信度和可靠性。运用样品测试的整体密度和纵横波速度数据,采用合理有效的反演方法,求取骨架和流体组分弹性参数的估计值。在导师指导帮助和前人研究成果的基础上,本文主要取得的成果如下:1、基于孔隙流体介质理论,运用样品测试的孔隙度,整体密度和整体纵横波速度数据,采用正向和逆向反演方法,求取样品组分弹性参数的估计值。2、运用整体样品遍历分组处理24个Livermore含气砂岩数据,求取含气砂岩组分弹性参数估计值,对所求参数估计值进行评估。3、运用单样品遍历分组处理11个Livermore含水砂岩数据,求取含水砂岩组分弹性参数估计值,对所求估计值进行评估。4、分别运用单样品遍历分组和抽样遍历分组处理40个饱水石灰岩数据,求取两种不同数据分组的参数估计值,对比两组参数估计值。5、三种样品组分弹性参数估计值的评估结果表明,所用求取组分弹性参数估计值的方法切实可行,所求估计值真实可靠。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 双相介质理论及研究概况
• 1.2 组分孔隙流体介质的研究现状
• 1.3 弹性组分孔隙流体介质理论简介
• 1.4 论文结构及其主要研究内容
• 1.4.1 论文内容的框架结构
• 1.4.2 论文主要研究内容
• 第2章 弹性组分孔隙流体介质模型
• 2.1 四个特征单元体
• 2.2 两个特征子区间
• 2.3 密度组分方程
• 2.3.1 固体型弹性孔隙流体介质
• 2.3.2 流体型弹性孔隙流体介质
• 2.4 体积模量和剪切模量组分方程
• 2.4.1 固体型弹性区间内E 的体积模量和剪切模量组分方程
• 2.4.2 流体型弹性区间内E 的体积模量组分方程
• 2.5 本章小结
• 第3章 数据处理相关方法和原理
• 3.1 组分弹性参数反演方法
• 3.1.1 正向反演公式推导及过程简述
• 3.1.2 逆向反演公式推导及过程简述
• 3.2 与Biot-Gassmann 介质模型的等价性
• 3.3 最小二乘法原理简介
• 3.4 遍历分组法的概念
• 3.4.1 整体样品遍历分组法
• 3.4.2 单样品遍历分组法
• 3.4.3 抽样遍历分组法
• 3.5 统计和回归分析
• 3.5.1 统计
• 3.5.2 回归分析
• 第4章 Livermore 含气砂岩整体样品参数估计方法的应用
• 4.1 数据概况
• 4.2 含气砂岩数据处理
• 4.2.1 整体样品遍历分组
• 4.2.2 组分参数的反演计算及统计
• 4.2.3 测试数据与估计数据对比
• 4.3 本章小结
• 第5章 Livermore 含水砂岩个体样品参数估计方法的应用
• 5.1 数据概况
• 5.2 含水砂岩数据处理
• 5.2.1 含水砂岩数据处理步骤
• 5.2.2 组分参数的反演计算及统计
• 5.2.3 测试数据与估计数据对比
• 5.3 本章小结
• 第6章 饱水石灰岩抽样个体样品参数估计方法的应用
• 6.1 数据概况
• 6.2 抽样原理
• 6.3 地质条件和物理条件假设
• 6.4 石灰岩数据处理
• 6.4.1 抽样遍历分组
• 6.4.2 石灰岩数据处理步骤
• 6.4.3 参数反演统计
• 6.5 本章小结
• 第7章 结论和认识
• 致谢
• 参考文献