[發明專利]一種確定頁巖地層中各向異性泥質比例的方法

有效

• 申請號: 201710068718.8
• 申請日: 2017-02-08
• 公開（公告）號: CN108399270B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 廖東良;陸黃生;趙文杰;王衛;劉江濤
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油工程技術研究院
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q50/02
• 代理公司: 北京知舟專利事務所(普通合伙) 11550
• 代理人: 郭韞

本發明提供了一種確定頁巖地層中各向異性泥質比例的方法，屬于石油勘探領域。該方法包括：(1)收集實際測井資料中的頁巖地層的縱、橫波速度曲線；(2)收集實驗測定的或測井資料解釋的頁巖地層的總的粘土含量、砂巖含量、碳酸鹽含量和黃鐵礦含量，以及地層中干酪根和孔隙流體的含量；(3)計算砂巖、碳酸鹽和黃鐵礦的等效彈性模量；(4)假設非定向排列的初始粘土體積含量，則：定向排列粘土體積＝總的粘土含量?非定向排列的初始粘土體積含量；(5)計算骨架礦物與非定向排列粘土的干巖石的等效彈性模量；(6)輸入孔隙類型、孔隙縱橫比、干巖石的等效彈性模量，計算該孔隙類型的形狀因子。

技術領域

本發明屬于石油勘探領域，具體涉及一種確定頁巖地層中各向異性泥質比例的方法。

背景技術

Mavko指出，要想用理論方法的方法來預測巖石骨架和孔隙組成的混合物的等效彈性模量，一般需要知道：(1)組成巖石骨架部分的體積含量；(2)每種巖石骨架成分的彈性模量；(3)巖石骨架之間即孔隙度的幾何形態。

Guo等(2013)針對Barnett頁巖提出了一種較為全面的巖石物理建模流程。流程中，首先用SCA或DEM模型計算粘土與束縛水混合物的等效彈性模量，用KT模型計算干酪根與相關流體混合物的等效彈性模量，流體包括油、氣、水三種，混合后的等效彈性模量用Wood方程求取。其次，隨機分布的礦物顆粒和孔隙流體組成的各向同性物質由SCA或DEM模型來獲取。最后，用Backus平均模型考慮由粘土礦物與干酪根顆粒定向排列所引起的VTI各向異性。該建模思路的最大特點在于將粘土礦物和有機物質干酪根分為兩部分，一部分隨機分布，一部分定向排列。隨機分布的粘土和干酪根與其它礦物，如石英、方解石、白云石以及隨機分布的各類孔隙，如球形孔隙、粒間孔、裂隙共同組成一個各向同性的巖石骨架。在此基礎上，根據水平定向排列的粘土礦物和干酪根顆粒可將巖石理想化為具有垂直對稱軸的橫向各向異性介質(VTI)。

各向異性巖石物理模型的輸入輸出參數通常為剛度矩陣C或柔度矩陣S(S＝C^-1)，剛度矩陣中含有5個獨立的彈性參數：

通過提取矩陣內的彈性參數可用于計算不同方向上的縱橫波速度。

Thomsen(1986)把描述VTI介質性質的五個彈性各向異性模量C₁₁、C₁₃、C₃₃、C₅₅和C₆₆重新組合成其它五個參數，即垂直各向同性平面的P波和SV波速度V_P0、V_SV0以及三個無量綱的Thomsen各向異性參數ε、δ、γ：

其中，V_p表示P波或縱波，V_SH表示SV波或橫波。

當取各向同性極限時ε、δ、γ趨于零。Thomsen所列的數據中絕大多數實際巖石都表現為弱各向異性，即ε、δ、γ1。進一步的研究表明，即使在弱各向異性情況下，與介質的各向異性有關的許多現象也是不可忽略的。

Thomsen各向異性參數ε、δ、γ表達式為：