[发明专利]岩心裂缝宽度下快慢横波衰减系数测量方法

说明书

本发明公开了岩心裂缝宽度下快慢横波衰减系数测量方法，该方法通过测量压裂前后快慢横波的幅度，并引入相对衰减系数，计算压裂前后快慢横波的对应的相对衰减系数，在将有裂缝后相对衰减系数减去对应的无裂缝时相对衰减系数，即得到裂缝对快慢横波衰减的影响。该方法可剔除岩样各向异性对快慢横波衰减影响，仅考虑裂缝宽度对快慢横波衰减影响，可定量评价裂缝。

技术领域

本发明涉及耦极横波测井技术领域，具体涉及岩心裂缝宽度下快慢横波衰减系数测量方法。

背景技术

岩石声波特性是油气勘探开发中储层评价的关键的地球物理参数之一，是声波测井资料解释与应用的基础。横波在含有裂缝的各向异性介质中传播时，会产生横波分裂现象，形成快横波和慢横波，而且快、慢横波的差异程度与地层裂缝的发育程度成比例，因此横波分裂现象主要体现的是裂缝信息。针对岩心纵横波速度、幅度衰减的相关研究，有助于更全面地理解含油气储层的孔隙结构，对识别目标层、估算储集层的孔隙饱和度等都具有重要意义。

其中，在各向异性介质中，横波的传播特征要随其内部结构特征的方位而改变。因此，可以利用方位角来确定横波偏振与介质的结构方位之间的关系。在实际测试中，为了方便起见，选择了一个参考方向作为介质的结构方向，参考方向与原结构方向或重合、或平行、或垂直，故换能器偏振与参考方向的夹角就表示了介质的结构方位。

目前，实验室内对岩石速度各向异性的测量方法有两种：一种是按横波发射源和接收换能器的偏振按“尼科耳棱镜”法放置时、在各向异性岩样中能观察到横波分裂的两个分量；另一种用旋转法测试可正确地获得两个横波分量的初至时间，从而得出岩样的各向异性程度。这两种方法基本是相同的，区别在于横波收发换能器偏正方向的旋转方式不同：“尼科耳棱镜”法是将超声横波收发换能器的偏正方向相对转动，声波信号的振幅随收发换能器之间的夹角变化；旋转法则是收发换能器的偏振方向一致，转动测试岩心，可以判断岩心横波速度传播快或慢的方向，且波至起跳干净，波峰振幅大，速度测试精度高。但是这两种方法中的快慢横波受到岩样各向异性的影响，没有消除岩样各向异性的影响，不能定量评价裂缝。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种通过消除岩样各向异性影响、仅考虑裂缝宽度对快慢横波衰减影响从而能定量评价裂缝的岩心裂缝宽度下快慢横波衰减系数测量方法。

岩心裂缝宽度下快慢横波衰减系数测量方法，包括如下步骤：

步骤1：制作岩心，并将岩心夹在横波测量夹持器中，两端分别放置偏振方向一致的横波发射器和横波接收器；

步骤2：标记一个初始参考方向，以一定角度为间隔转动岩心，测量并记录首波到达时间、快慢波幅度，确定快慢横波方向；

步骤3：在岩心的快横波方向上压出一条直缝，并测量裂缝宽度；

步骤4：将裂缝设置成与横波发射器、横波接收器偏振方向平行，测量平行于裂缝的快横波；将裂缝设置成与横波发射器、横波接收器偏振方向垂直，测量垂直于裂缝的慢横波；

步骤5：根据步骤2获得的无裂缝时的快慢横波幅度和步骤4获得的有裂缝后的快慢横波幅度计算对应的相对衰减系数，再将有裂缝后相对衰减系数减去对应的无裂缝时相对衰减系数，即得到裂缝对快慢横波衰减的影响。

进一步的，步骤5中计算相对衰减系数的方法为：

快慢横波幅度相对衰减系数为：

快横波幅度相对衰减系数为：

慢横波幅度相对衰减系数为：

其中，L为岩心的长度，A_f是岩心无缝快横波的平均幅度值，A_s是岩心无缝慢横波的平均幅度值，A_ff是岩心裂缝后快横波的平均幅度值，A_sf是岩心裂缝后慢横波的平均幅度值。