[发明专利]页岩各向异性岩石物理模型建模方法

说明书

本发明公开了一种页岩各向异性岩石物理模型建模方法，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；将页岩总孔隙划为脆性孔、粘土孔和有机质孔三种孔隙；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；求取页岩基质和页岩干岩石骨架等效弹性参数；基于页岩基质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，完成流体饱和状态下页岩各向异性岩石物理模型的构建。本发明能较准确地预测页岩的纵横波速度和各向异性参数。

技术领域

本发明属于岩石物理模型建模领域，更具体地，涉及一种页岩各向异性岩石物理模型建模方法。

背景技术

页岩的微观结构比较复杂，影响页岩弹性性质的因素多种多样，复杂的矿物组分、有机质、粘土颗粒的定向排列以及微裂缝的发育等对页岩弹性性质都会产生影响，再加上页岩具有典型的强各向异性特征，这都是常规储层岩石物理建模所没有遇到的难题。目前，还没有一种比较有效的描述泥页岩弹性性质的岩石物理模型建模方法。

基于对页岩微观结构和各向异性特征的研究表明，粘土矿物含量和其定向排列是其各向异性产生的主要因素，例如国内龙马溪组页岩。而国内页岩岩石物理模型的构建多没有考虑粘土矿物的定向性这一特征，把粘土矿物看作各向同性介质添加到模型中，也没有考虑页岩的微观结构特征。

因此，有必要提供一种页岩的各向异性岩石物理模型的建模方法，能够考虑页岩各向异性产生的主要因素，有效的描述页岩的弹性性质。

发明内容

本发明的目的是解决页岩岩石物理模型研究中存在的难题，旨在提供一种适用各向异性岩石物理模型建模方法，以期能够更加有效的表征页岩宏观岩石物理性质与微观结构之间的依赖关系。

为了实现上述目的，本发明提供了一种页岩各向异性岩石物理模型建模方法，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；

求取含孔隙脆性矿物混合物的弹性参数和含有有机质孔隙的有机质的弹性参数，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。

本发明基于页岩岩石物理实验测试和微观结构研究，在明确了页岩岩石物理性质、各向异性特征及其影响因素的基础上，研发了页岩各向异性岩石物理模型建模方法。通过本发明所建立的页岩各向异性岩石物理模型，能够更加有效的表征页岩宏观岩石物理性质与其微观结构之间的依赖关系，可较准确地预测页岩的纵波速度、横波速度和各向异性参数，从而为页岩气甜点预测、储层改造和监测等勘探开发技术研究和生产应用提供岩石物理基础支持。

本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。