[發明專利]一種基于頁巖晶體幾何因子取向函數的各向異性巖石物理標定方法

有效

• 申請號: 201910897286.0
• 申請日: 2019-09-20
• 公開（公告）號: CN110488386B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 黃旭日;李浩源;徐云貴;胡葉正;曹衛平;唐靜
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: G01V99/00
• 分類號: G01V99/00;G01N23/207
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一種基于頁巖晶體幾何因子取向函數的各向異性巖石物理標定方法其核心是利用多種各向異性巖石物理模型結合晶體幾何因子函數的各向異性巖石物理標定方法，該方法基于巖石物理學，晶體結構學，數學建模等多學科，將測井與巖心數據轉換為縱橫波速度模型，解決地下各向異性介質等效速度的模擬的難題。

技術領域

本發明涉及石油、地球物理學領域的一種深層頁巖油氣的地球物理勘探技術方法，具體技術為基于頁巖晶體幾何因子取向函數的各向異性巖石物理模型求取強各向異性頁巖速度模型的方法。

背景技術

巖石物理模型(含泥量，孔隙度，飽和度等)是測井和地震數據(振幅，阻抗，反射系數等)之間的橋梁，它是將兩者之間參數存在的物理化學關系抽象成數學模型，在地球物理勘探中這一工具十分重要。因為測井的參數詳細，但只有單點的數據。而地震數據范圍廣，但數據存在噪音，地表起伏，多次波等干擾因素且需要解釋處理才能使用，解釋過程中又存在分辨率和多解性問題。兩者數據可以利用巖石物理模型互相驗證，互相結合共同解釋地下介質情況。

目前使用的大多是巖石物理各向同性模型，在以往的開發油田中往往適用。但在目前對頁巖氣的開發中這些模型會產生較大誤差，導致井震數據不疊合等，使其失去了它本身作為橋梁的作用，其原因是地下介質的巖石物理性質會導致地震波的傳播方向偏轉，也就是地震波各向異性。以往的巖石物理將其忽略這一現象并認為地下介質是各向同性的，但在地下天然空間(裂縫，孔隙，溶洞等) 及其填充流體和強各向異性基質的情況下會有強地震各向異性現象，這與原本數學模型的假設矛盾。其中頁巖就是典型的強各向異性介質。因此就需要采用專門的巖石物理各向異性模型對頁巖的巖石物理性質進行等效處理。目前使用的方法多為各向異性自洽微分模型，各向異性Hudson模型等，本發明從頁巖基質的微觀晶體尺度出發，利用其孔隙度與其分布函數關系構建ODF，對頁巖基質各向異性的等效。

發明內容

本發明的目的在于構建一種基于頁巖晶體幾何因子取向函數的各向異性巖石物理標定方法，該巖石物理建模方法基于各向異性自洽微分模型，各向異性流體替換模型，VRH(Voigt-Reuss-Hill)空間巖石物理模型，Chapman裂縫噴射模型，Backus平均模型，基于孔隙度的幾何因子構建的ODF系數。

為達到以上技術目的，本發明提供以下技術方案。

基于晶體幾何因子函數的各向異性巖石物理模型的核心是利用測井獲得的孔隙度來獲得基于孔隙度幾何因子來構建ODF，并利用ODF得到頁巖基質的各向異性彈性參數矩陣，并結合上述其它先進各向異性模型獲得頁巖各向異性速度模型。

該方法依次包括以下步驟：

步驟S1，用測井和X射線散射分析(XRD，X-Ray Diffraction)等巖石物理實驗獲得巖石基質組分及其體積分數和裂縫孔隙發育情況及流體性質等巖性參數；

步驟S2，選擇基于晶體幾何因子函數的各向異性巖石物理模型得到各向異性巖石的等效縱橫波速。

附圖說明

圖1為Voigt平均模型和Reuss平均模型示意圖；

圖2為VTI各向異性頁巖介質模型(VTI模型)；

圖3a為Chapman噴射模型示意圖；

圖3b為Chapman噴射模型建模流程圖；

具體實施方式

頁巖各向異性高溫高壓巖石物理建模方法，依次包括一下詳細步驟：

步驟一：采用Voigt-Reuss-Hill平均法(合成方法之一)，將粘土、石英和方解石按照各礦物的彈性參數和體積的百分比合成頁巖。

Voigt平均是界限的上限，同時也可以稱為等應變平均，其假設各成分有相同的應變，進一步給出了平均應力和平均應變的比值，公式為：