[发明专利]页岩各向异性岩石物理模型建模方法

权利要求书

1.一种页岩各向异性岩石物理模型建模方法，其特征在于，该建模方法包括：

将页岩基质视为脆性矿物、有机质和粘土组成的混合物；

将粘土颗粒视为具有固定不变弹性刚度矩阵的各向异性元，引入粘土颗粒定向指数表征粘土颗粒定向排列程度；

将页岩总孔隙划分为脆性孔、粘土孔和有机质孔三种孔隙类型；

求取含孔脆性矿物混合物的弹性参数和含孔有机质的弹性参数，进而建立含孔脆性矿物和含孔有机质的混合物的物理模型，获取含孔脆性矿物和含孔有机质的混合物的弹性参数；

求取脆性矿物和有机质的混合物的弹性参数；

求取含束缚水的孔隙粘土介质弹性参数；进而求取页岩基质等效弹性参数和求取页岩干岩石骨架等效弹性参数；

基于页岩基质等效弹性参数和页岩干岩石骨架等效弹性参数得到流体饱和页岩等效弹性参数，从而完成流体饱和状态下页岩各向异性岩石物理模型的构建；

其中，所述建立含孔脆性矿物和含孔有机质的混合物的物理模型包括：

当总有机碳质量百分含量小于2％时，采用微分等效介质模型建立含孔脆性矿物和含孔有机质的混合物的物理模型；

当总有机碳质量百分含量大于2％时，采用自洽模型和微分等效介质模型的联合模型建立含孔脆性矿物和含孔有机质的混合物的物理模型。

2.根据权利要求1所述的页岩各向异性岩石物理模型建模方法，其中，所述求取页岩基质等效弹性参数包括：

基于脆性矿物混合物和有机质，建立脆性矿物和有机质的混合物的物理模型，获取脆性矿物和有机质的混合物的弹性参数；

求取含束缚水的孔隙粘土介质弹性参数；

基于脆性矿物和有机质的混合物的弹性参数和含束缚水的孔隙粘土介质弹性参数，求取页岩基质等效参数。

3.根据权利要求1所述的页岩各向异性岩石物理模型建模方法，其中，所述脆性矿物包括硅质、长石、钙质和铁质。

4.根据权利要求1所述的页岩各向异性岩石物理模型建模方法，其中，所述求取含孔脆性矿物混合物的弹性参数包括：

采用Hashin-Shtrikman边界模型计算脆性矿物各向同性混合情况下的弹性参数上下边界，求上下边界的平均值作为脆性矿物混合物的弹性参数；

利用各向同性微分等效介质模型，将脆性孔加入到所述脆性矿物混合物中，得到含孔脆性矿物混合物的弹性参数。

5.根据权利要求1所述的页岩各向异性岩石物理模型建模方法，其中，所述求取含孔有机质弹性参数包括：

基于经验公式V_kerogen＝2.2466×TOC，将总有机碳质量百分含量转换为有机质的体积含量；其中，V_kerogen和TOC的量纲均为百分含量；

基于各向同性自洽模型和各向同性微分等效介模型的联合模型在有机质中添加有机质孔隙，得到含孔有机质的弹性参数。

6.根据权利要求1所述的页岩各向异性岩石物理模型建模方法，其中，所述求取含束缚水的孔隙粘土介质弹性参数包括：

基于粘土颗粒各向异性元和粘土颗粒定向指数，求取粘土介质的弹性参数；

采用各向异性微分等效介质模型，在粘土介质中添加粘土孔和束缚水，得到含束缚水的孔隙粘土介质弹性参数。

7.根据权利要求6所述的页岩各向异性岩石物理模型建模方法，其中，

当cdi＝1时，粘土介质的弹性参数等于粘土颗粒各向异性元的弹性参数；

当cdi＝0时，粘土介质的弹性参数为

当0﹤cdi＜1时，

其中，cdi为粘土颗粒定向指数，为粘土颗粒各向异性元的弹性参数，C_v为粘土介质的弹性参数，为cdi＝0粘土颗粒完全随机分布时粘土介质的弹性参数。