[发明专利]一种页岩油气储层矿物组分模型最优化反演方法

权利要求书

1.一种页岩油气储层矿物组分模型最优化反演方法，其特征在于，包括以下步骤

S1构建页岩油气储层矿物组分岩石物理体积模型；

S2计算有机骨架干酪根体积含量，包括：

S21计算有机碳含量G_toc

有机碳含量G_toc表示为：

G_toc＝(A+B*logR+C*AC)/ρ_b

式中，R为深侧向电阻率，单位为Ωm；AC为声波时差，单位为μm/m，ρ_b为密度测井单位为g/cm3，A、B、C为拟合系数；

S22获取有机骨架干酪根体积计算模型

有机碳含量G_toc表示为：

式中，ρ_toc是有机碳的密度单位为g/cm³；ρ_log是密度测井值单位为g/cm³；V_toc是有机骨架干酪根体积百分比单位为小数；

干酪根的体积表达为：

式中，V_kero是干酪根的体积占比，单位为小数；λ是校正因子，无量纲；

S3计算无机骨架泥质含量；

S4校正页岩油气储层三孔隙曲线；

S5基于岩石物理实验约束的无机骨架模型最优化反演。

2.如权利要求1所述的一种页岩油气储层矿物组分模型最优化反演方法，其特征在于，所述步骤S1包括：

通过对区域X衍射全岩矿物岩心分析和薄片鉴定实验资料统计，确定出页岩储层的矿物类型，构建集合泥质、无机骨架、有机骨架为一体的页岩油气储层矿物组分岩石物理体积模型。

3.如权利要求1所述的一种页岩油气储层矿物组分模型最优化反演方法，其特征在于，

所述步骤S3包括：

采用以下公式计算计算泥质含量：

式中，GCUR为地区经验系数；KTH_min为纯砂岩段无铀伽马测井值，KTH_max为纯泥岩段无铀伽马测井值，KTH表示无铀伽玛。

4.如权利要求1所述的一种页岩油气储层矿物组分模型最优化反演方法，其特征在于，所述步骤S4包括：

采用以下公式对声波时差、补偿中子、补偿密度进行校正；

X_m＝X_log-X_sh·V_sh-X_kero·V_kero；

式中：X_log是测井值，X_m是校正后的值，X_sh是泥质对应测井值，X_kero是干酪根对应测井值。

5.如权利要求1所述的一种页岩油气储层矿物组分模型最优化反演方法，其特征在于，所述步骤S5包括：

S51构建页岩油气储层岩石物理体积模型测井响应

根据第S1步构建的页岩油气储层矿物组分岩石物理体积模型，由泥质V_sh，单位为小数、石英长石砂岩V_QFM，单位为小数，碳酸盐V_car，单位为小数，黄铁矿V_pyr，单位为小数，干酪根V_kero，单位为小数以及孔隙φ，单位为小数，则：

V_kero+V_sh+V_QFM+V_car+V_pyr+φ≈1

对于任意一个测井值X_log，它来自于上述5个部分的贡献，则有：

X_log＝X_kero·V_kero+X_sh·V_sh+X_QFm·V_QFM+X_car·V_car+X_pyr·V_pyr+X_w·φ

式中，X_kero是干酪根对应测井值，X_sh是泥质对应测井值，X_QFm是石英长石对应测井值，X_car是碳酸盐对应测井值，X_pyr是黄铁矿对应测井值，X_w是地层水对应测井值；

S52构建最优化反演方法及流程

a.构建最优化系数矩阵

对于进行三孔隙度测井的情形，有：

Δ_log-Δ_kero·V_kero-Δ_sh·V_sh＝Δ_QFm·Δ_QFM+Δ_car·V_car+Δ_pyr·V_pyr+Δ_w·φρ_log-ρ_kero·ρ_kero-ρ_sh·V_sh＝ρ_QFm·ρ_QFM+ρ_car·V_car+ρ_pyr·V_pyr+ρ_w·φΥ_log-Υ_kero·V_kero-Υ_sh·V_sh＝Υ_QFm·V_QFM+Υ_car·V_car+Υ_pyr·V_pyr+Υ_w·φ

式中，Δ_kero为干酪根骨架参数、Δ_sh为泥质骨架参数、Δ_QFm为石英长石骨架参数、Δ_car为碳酸盐骨架参数、Δ_pyr为黄铁矿骨架参数、Δ_w为地层水骨架参数、Δ_log为声波测井值，单位均为us/ft；

式中，ρ_kero为干酪根密度骨架值、ρ_sh为泥质密度骨架值、ρ_QFm为石英长石密度骨架值、ρ_car为碳酸盐密度骨架值、ρ_pyr为黄铁矿密度骨架值、ρ_w为地层水密度骨架值、ρ_log为密度测井值，单位均为g/cm3；

式中，Υ_kero为干酪根中子骨架值、Υ_sh为泥质中子骨架值、Υ_QFm为石英长石中子骨架值、Υ_car为碳酸盐中子骨架值、Υ_pyr为黄铁矿中子骨架值、Υ_w为地层水中子骨架值、Υ_log为中子测井值，单位均为P.U；

将φ≈1-V_kero+V_sh+V_QFM+V_pyr+V_car代入上式后得：

b.构建岩石物理实验约束

约束条件为：

l_QFm≤V_QFm≤B_QFm

l_car≤V_car≤B_car

式中，l_QFm为本地区目的层段长石石英最小含量、B_QFm为本地区目的层段长石石英最大含量，单位为小数；l_car为本地区目的层段碳酸盐岩最小含量、B_car为本地区目的层段碳酸盐岩最大含量；

根据计算模型得到泥质含量、干酪根含量，有：

l_car+l_QFm≤V_car+V_QFm≤1-V_sh-V_kero

c.方程求解

采用线性约束最小二乘法或奇异值分解算法对页岩油气储层长石石英、碳酸盐岩矿物组分含量和孔隙度三个未知数求解；

S53计算方解石、白云石含量

利用密度曲线将碳酸盐岩含量分解为方解石和白云石含量：其中V_car为碳酸盐岩含量、V_clc为分解的方解石含量、V_dol为分解的白云石含量，DEN为密度测井曲线值，DEN_dol为白云石密度，DEN_car为方解石密度；

V_dol＝V_car·(1-V_clc)

S54计算石英、长石含量

利用钾元素曲线将石英长石含量分解为石英和长石含量：

V_feld＝V_QFM·(2^ks-1)

公式中V_feld为分解后的长石含量、V_quaz为分解的石英含量、V_QFM为碳酸盐含量，K为自然伽马能谱测井测的钾元素测井值，K_mtx为无机骨架钾测井对应值，K_feld为钾长石钾测井值，K_quaz为石英钾测井值，K_sh为泥质的钾测井值。