基于VTI横观各向同性模型的页岩力学参数测井方法

摘要

本发明公开一种基于VTI横观各向同性模型的页岩力学参数测井方法，包括：步骤1、采用岩样测试确定页岩的区域常数K₁、K₃、b₁和b₃；步骤2、根据测井参数计算直井段各深度点的应力参数；步骤3、在页岩水平井段，计算各深度点的应力参数；本发明只需要测试井段的纵波速度、横波速度，再配合岩样的密度，即可完成力学参数的测井解释，不需要采用昂贵的偶极声波(DSI)测井仪，只需采用较常规的单极声波测井仪，降低设备成本。

主权项

一种基于VTI横观各向同性模型的页岩力学参数测井方法，包括以下步骤：步骤1、根据纵、横波速各向异性测试结果，确定页岩气储层的区域常数K₁、K₃、b₁和b₃；所述步骤1包括以下子步骤：1.1、在某一特定页岩气储层钻取至少5个岩样；在同一岩样，测试密度ρ，以及3个方向的纵、横波速度：V_Sh(90°)、V_p(90°)、V_p(0°)、V_Sh(0°)和V_P(45°)；1.2、根据纵、横波速度计算各个岩样的刚度系数：C₁₁、C₃₃、C₄₄、C₆₆、和C₁₃；1.3、回归计算K₁和b₁：C₁₁＝K₁(C₃₃‑2C₄₄)+2C₆₆+b₁  (16)式中，K₁、b₁为区域常数，无量纲；1.4、根据页岩的Thomsen系数的关系式，回归计算K₃和b₃；ε＝K₃γ+b₃  (18)式中，ε、γ为页岩各向异向系数，无量纲；K₃、b₃为区域常数，无量纲；1.5、根据ε的定义式，以及γ的定义式，由公式(18)推知：$C_{11}=(2b_3+1)C_{33}+\frac{K_3{C}_{33}(C_{66}-C_{44})}{C_{44}}---\left(19\right)$把式(19)代入式(16)，得：$C_{66}=\frac{2K_1{\left(C_{44}\right)}^2+(2b_3+1-K_1-K_3)C_{33}{C}_{44}-b_1{C}_{44}}{2C_{44}-K_3{C}_{33}}---\left(20\right)$步骤2、在页岩气储层直井段，计算各深度点的应力参数；所述步骤2包括以下子步骤：2.1、根据直井的的测井资料提取纵波速度、横波速度，即V_p(0°)和V_Sh(0°)，配合密度测井曲线ρ，计算各深度点的C₃₃和C₄₄；2.2、采用式(20)计算C₆₆，2.3、计算刚度系数C₁₁、C₁₂和C₁₃；2.4、根据直井段各深度点的刚度系数，计算水平和垂向上的杨氏模量与泊松比；2.4、根据直井段各深度点的刚度系数，计算最小水平主应力和最大水平主应力。步骤3、在页岩水平井段，计算各深度点的的应力参数，所述步骤3包括以下子步骤：3.1、根据水平井的测井资料，提取各深度点的密度、纵波速度、横波速度，即ρ、V_p(90°)、V_Sh(90°)，计算C₁₁、C₆₆；3.2、把C₁₁、C₆₆和区域常数K₁、K₃、b₁、b₃代入公式(16)和(19)，联立方程求解出C₃₃和C₄₄。3.3、计算刚度系数C₁₂、C₁₃；3.4、根据水平井段各深度点的刚度系数，计算出各深度点的水平和垂向上的杨氏模量与泊松比。3.5、根据水平井段各深度点的刚度系数，计算出水平井段各深度点的最小和最大水平主应力。