[发明专利]一种含相交倾斜裂缝的岩石物理弹性参数建模方法

说明书

本发明涉及一种含相交倾斜裂缝的岩石物理弹性参数建模方法，包括：获得页岩油储层的干岩石弹性系数矩阵；获得含多组相交倾斜裂缝页岩油储层的干岩石弹性系数矩阵；获得含多组相交倾斜裂缝页岩油储层的饱和岩石弹性系数矩阵；根据所述页岩油储层的干岩石弹性系数矩阵、所述含多组相交倾斜裂缝页岩油储层的干岩石弹性系数矩阵和所述含多组相交倾斜裂缝页岩油储层的饱和岩石弹性系数矩阵，建立页岩油储层纵波速度、横波速度与页岩孔隙度、裂缝密度、裂缝倾角、水饱和度之间的关系。本方法为含相交倾斜裂缝低成熟页岩油储层的地震弹性响应计算提供了基础工具，为后续的页岩油地震勘探开发提供了有意义的理论基础。

技术领域

本发明涉及地球物理勘探岩石物理学领域，具体地涉及一种含相交倾斜裂缝的低成熟页岩油储层弹性参数建模方法。

背景技术

一般页岩是一种由黏土矿物、碎屑矿物、有机物等组成的具有层理结构的沉积岩，其中黏土矿物是页岩的主要组成成分，包括高岭石、蒙脱石等；碎屑矿物包括石英、长石等；有机物包括未成熟的有机质以及油气。页岩的孔隙度和渗透率比较低，孔隙度一般在2-15％，渗透率一般小于1mD，是一种非常规储层，但由于页岩存在与层理相交的高角度缝、断层、平行层理的裂缝、早期压实裂缝和与结核相关的裂缝，页岩储层的油气产量往往比预想的高。这些裂缝既是油气的有效储集空间，又是油气运移的重要通道，能大大改善油气产出效率。对于含有这些天然裂缝的页岩储层弹性参数的建模可为页岩裂缝地震探测提供理论基础和解释依据。

目前针对页岩油储层的弹性建模，主要采用SCA、DEM等等效介质模型，对不同矿物、粘土、孔隙形成的岩石骨架进行弹性参数建模，然后利用Gassmann流体替换理论进行流体效应建模，然而对页岩有机质成熟度和矿物颗粒的胶结关系考虑不足。页岩是一种特殊的烃源岩，油气的生成和储存同源，因此有机质的成熟度对页岩的物理性质的影响是不可忽略的。在低成熟度下，页岩孔隙中主要是含干酪根、沥青以及少量的气体；当干酪根和沥青进一步裂解形成油和气时页岩达到完全成熟阶段；最后由于有机物继续裂解，页岩中只含有气和极少的残余固体，达到过成熟阶段，因此需要根据成熟度不同，充分考虑页岩组分之间的排列和胶结关系。另外，页岩储层含裂缝对弹性参数的影响往往只考虑垂直缝或水平缝，采用各向异性DEM模型或者Hudson模型，假设条件过于理想、简单，因此需要考虑多组、不同倾角裂缝的影响。

发明内容

针对上述问题，本发明主要用于含裂缝低成熟度页岩油储层岩石弹性参数的直接计算，确定有机质含量、孔隙度、流体类型、裂缝倾角、裂缝密度等参数对弹性参数的影响。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种含相交倾斜裂缝的岩石物理弹性参数建模方法，包括：

获得页岩油储层的干岩石弹性系数矩阵；

根据实际工区的测井数据和裂缝倾角信息，带入单组倾斜裂缝介质岩石物理理论模型，进行含单组倾斜裂缝页岩储层的弹性系数矩阵计算，并且根据实际工区的测井数据和裂缝倾角信息，带入两组以上相交倾斜裂缝介质岩石物理理论模型，进行含多组倾斜裂缝页岩储层的弹性系数矩阵计算，获得含多组相交倾斜裂缝页岩油储层的干岩石弹性系数矩阵；

使用各向异性Gassmann公式进行流体替换,获得含多组相交倾斜裂缝页岩油储层的饱和岩石弹性系数矩阵；

根据页岩油储层的干岩石弹性系数矩阵、含多组相交倾斜裂缝页岩油储层的干岩石弹性系数矩阵和含多组相交倾斜裂缝页岩油储层的饱和岩石弹性系数矩阵，建立页岩油储层纵波速度、横波速度与页岩孔隙度、裂缝密度、裂缝倾角、水饱和度之间的关系。

获得页岩油储层的干岩石弹性系数矩阵包括：

通过实验室分析或测井解释得到页岩组成矿物的体积分数、孔隙度、流体类型和饱和度；

通过Hill平均模量模型计算页岩基质脆性矿物混合物的等效弹性模量；