一種橫觀各向同性地層彈性系數的測井計算方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種橫觀各向同性地層彈性系數的測井計算方法及裝置，該方法包括：對巖心進行不同方向的取心，獲得巖心樣品；對巖心樣品進行測量，獲取巖心樣品的縱波速度和橫波速度，利用縱波速度和橫波速度計算得到彈性系數C11,C13,C33,C44,C66；利用取心井的陣列聲波測井數據和密度測井數據獲取彈性系數C33,C44,C66；利用縱波速度和橫波速度計算得到的彈性系數C11,C13,C33,C44,C66建立測井可測量的彈性系數C33,C44,C66和不可測量的彈性系數C11,C13之間的組合關系表達式；將通過取心井的陣列聲波測井數據和密度測井數據獲取的彈性系數C33,C44,C66代入組合關系表達式，得到測井不可測量的彈性系數C11,C13，最終獲得表征橫觀各向同性地層的彈性系數。
【專利說明】一種橫觀各向同性地層彈性系數的測井計算方法及裝置
【技術領域】
[0001] 本發明涉及石油勘探開發中的測井與工程【技術領域】，特別涉及一種橫觀各向同性 地層彈性系數的測井計算方法及裝置。
【背景技術】
[0002] 常規儲層彈性性質評價主要采用各向同性模型。隨著油氣勘探開發的不斷深入發 展，致密氣、頁巖氣、煤層氣、致密油等非常規油氣在經濟技術條件下展示了巨大的潛力，全 球油氣資源將迎來二次擴展。勘探目標越來越復雜，儲層非均質性越來越強，非常規儲層普 遍具有橫觀各向同性性質。所謂橫觀各向同性表現為層狀平面內性質一致、垂直于層狀平 面上性質不同。一般情況下，橫觀各向同性地層水平方向上的剛度大于垂直方向上的剛度。 相應地，水平方向上的聲波速度大于垂直方向上的聲波速度，彈性各向異性理論描述了這 一現象。對于頁巖氣、致密砂巖等非常規地層，由于地層性質的不同而采用各向同性模型時 必然會導致錯誤的評價結果。因此如何評價橫觀各向同性地層彈性性質是當前亟待解決的 問題。
[0003] -般利用彈性系數來表征地層彈性性質，橫觀各向同性地層需要5個彈性系數， 如何利用測井方法來連續計算彈性系數是個難點。國內對于非常規儲層彈性性質的研究少 之又少，國外對于這項技術進行了技術封鎖。前人曾經對于泥、頁巖彈性性質進行過一定的 實驗研究（參見2004年9月《地球物理學報》雜志中，鄧繼新，史謌等著作的《泥巖、頁巖聲 速各向異性及其影響因素分析》，其中記載了對泥、頁巖彈性性質進行了系統的實驗研究）， 也在理論上探討過彈性系數的求取方法（參見1999年1月《石油學報》雜志中，王越之，李 自俊著作的《橫觀各向同性地層地應力的研究》，其中記載了橫觀各向同性地層彈性系數的 推導），但都沒有將巖心實驗與測井資料結合起來，更沒有利用測井資料進行連續深度計算 彈性系數的研究。
【發明內容】
[0004] 為了解決現有技術的問題，本發明提出一種橫觀各向同性地層彈性系數的測井計 算方法及裝置，將巖心實驗與測井資料結合起來，能夠更準確地表征橫觀各向同性地層的 彈性性質。
[0005] 為實現上述目的，本發明提供了一種橫觀各向同性地層彈性系數的測井計算方 法，包括：
[0006] 對巖心進行不同方向的取心，獲得巖心樣品；
[0007] 對所述巖心樣品進行測量，獲取所述巖心樣品的縱波速度和橫波速度，利用縱波 速度和橫波速度計算得到彈性系數C n，C13, C33, C44, C66 ;
[0008] 利用取心井的陣列聲波測井數據和密度測井數據獲取彈性系數c33, c44, c66;其中， 彈性系數c33, c44, c66為測井可測量的彈性系數，彈性系數cn，c13為測井不可測量的彈性系 數；
[0009] 利用所述縱波速度和橫波速度計算得到的彈性系數Cn，C13, C33, C44, C66建立測井可 測量的彈性系數c33, c44, c66和不可測量的彈性系數cn，c13之間的組合關系表達式；其中，所 述組合關系表達式為：Cn = C33*C66/C44, C13 = c33-l. 97*C44 ;
[0010] 將通過取心井的陣列聲波測井數據和密度測井數據獲取的彈性系數c33, c44, c66代 入測井可測量的彈性系數c33, c44, c66和不可測量的彈性系數cn，c13之間的組合關系表達 式，得到測井不可測量的彈性系數c n，c13，最終獲得表征橫觀各向同性地層的彈性系數。
[0011] 優選地，所述巖心樣品獲取的步驟具體為：從露頭或全直徑鉆井取心上鉆取三塊 不同方向的巖心樣品，其中，所述不同方向為垂直于層理方向、平行于層理方向和與層理呈 45度夾角。
[0012] 優選地，所述巖心樣品的縱波速度和橫波速度包括：垂直巖心的縱波速度Vpv、水 平巖心的縱波速度V PH、水平巖心振動方向垂直于層理的橫波速度Vsv、水平巖心振動方向平 行于層理的橫波速度V SH和對稱軸與層理面呈45度夾角巖心的縱波速度VP45。
[0013] 優選地，所述利用縱波速度和橫波速度計算得到彈性系數cn，c13, c33, c44, c66的步 驟包括：
[0014] 利用
【權利要求】
1. 一種橫觀各向同性地層彈性系數的測井計算方法，其特征在于，包括： 對巖心進行不同方向的取心，獲得巖心樣品； 對所述巖心樣品進行測量，獲取所述巖心樣品的縱波速度和橫波速度，利用縱波速度 和橫波速度計算得到彈性系數cn，c13, c33, c44, c66; 利用取心井的陣列聲波測井數據和密度測井數據獲取彈性系數c33, c44, c66;其中，彈性 系數c33, c44, c66為測井可測量的彈性系數，彈性系數cn，c13為測井不可測量的彈性系數； 利用所述縱波速度和橫波速度計算得到的彈性系數cn，c13, c33, c44, c66建立測井可測量 的彈性系數c33, c44, c66和不可測量的彈性系數cn，c13之間的組合關系表達式；其中，所述組 合關系表達式為：C n = C33*C66/C44, C13 = c33-l. 97*C44 ; 將通過取心井的陣列聲波測井數據和密度測井數據獲取的彈性系數c33, c44, c66代入測 井可測量的彈性系數c33, c44, c66和不可測量的彈性系數cn，c13之間的組合關系表達式，得 到測井不可測量的彈性系數c n，c13，最終獲得表征橫觀各向同性地層的彈性系數。
2. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述巖心樣品獲取的步驟具體為：從露頭或 全直徑鉆井取心上鉆取三塊不同方向的巖心樣品，其中，所述不同方向為垂直于層理方向、 平行于層理方向和與層理呈45度夾角。
3. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述巖心樣品的縱波速度和橫波速度包括： 垂直巖心的縱波速度vPV、水平巖心的縱波速度V PH、水平巖心振動方向垂直于層理的橫波速 度Vsv、水平巖心振動方向平行于層理的橫波速度V SH和對稱軸與層理面呈45度夾角巖心的 縱波速度VP45。
4. 如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述利用縱波速度和橫波速度計算得到彈 性系數Cn，C13, C33, C44, C66的步驟包括： 利用 r" = ; c12 = cn-2c66; = 5 = pf'i.: (V = />廠孟,； =[(c^ +(二-2pr二 Jc% +(: - -C:得到彈性系數 k
5. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用取心井的陣列聲波測井數據和密 度測井數據獲取彈性系數C33, c44, c66的步驟包括： 利用 C33 = pF;，Q = = pF"計算彈性系數 c33, C44, ^ 地層密度，Vp為縱波速度，vslOTSh_為慢橫波速度，vfastsh_為快橫波速度。
6. -種橫觀各向同性地層彈性系數的測井計算裝置，其特征在于，包括： 巖心樣品獲取單兀，用于對巖心進行不同方向的取心，獲得巖心樣品； 第一彈性系數獲取單元，包括波速獲取模塊和彈性系數計算模塊，所述波速獲取模 塊用于對所述巖心樣品進行測量，獲取所述巖心樣品的縱波速度和橫波速度；所述彈性 系數計算模塊用于利用所述波速獲取模塊獲取的縱波速度和橫波速度計算得到彈性系數 Cn, C13, C33, C44, C66 ； 第二彈性系數獲取單元，用于利用取心井的陣列聲波測井數據和密度測井數據獲取彈 性系數c33, c44, c66;其中，彈性系數c33, c44, c66為測井可測量的彈性系數，彈性系數cn，c13為 測井不可測量的彈性系數； 組合關系表達式獲取單元，用于利用所述縱波速度和橫波速度計算得到的彈性系數 cn，c13, c33, c44, c66建立測井可測量的彈性系數c33, c44, c66和不可測量的彈性系數cn，c13之 間的組合關系表達式；其中，所述組合關系表達式為：Cn = C33*C66/C44, C13 = c33-l. 97*C44 ; 測井彈性系數獲取單元，用于將通過取心井的陣列聲波測井數據和密度測井數據獲 取的彈性系數c33, c44, c66代入測井可測量的彈性系數c33, c44, c66和不可測量的彈性系數 cn，c13之間的組合關系表達式，得到測井不可測量的彈性系數cn，c 13，最終獲得表征橫觀各 向同性地層的彈性系數。
7. 如權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述巖心樣品獲取單元進一步用于從露頭 或全直徑鉆井取心上鉆取三塊不同方向的巖心樣品，其中，所述不同方向為垂直于層理方 向、平行于層理方向和與層理呈45度夾角。
8. 如權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述波速獲取模塊獲取的速度包括： 垂直巖心的縱波速度vPV、水平巖心的縱波速度VPH、水平巖心振動方向垂直于層理的橫 波速度Vsv、水平巖心振動方向平行于層理的橫波速度VSH和對稱軸與層理面呈45度夾角巖 心的縱波速度VP45。
9. 如權利要求8所述的裝置，其特征在于，所述彈性系數計算模塊進一步用于利 用 C*,, = pi，；" ； C12 = Cn-2C66 ； C pi ,：r ； Cm = pi _ν;. ； C w, = pi ? Q = +- 2pi.;U(，.n + )]i -得到彈性系數 Cn，ci3, C33, '
10. 如權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述第二彈性系數獲取單元進一步用于利 用C33 = /7"，Q = 計算彈性系數C33, c44, c66;其中，P為地層密 度，Vp為縱波速度， Vslowshear 為慢橫波速度， Vfastshear 為快橫波速度。
【文檔編號】G01V1/40GK104267435SQ201410437668
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年8月29日 優先權日:2014年8月29日
【發明者】宋連騰, 劉忠華, 李潮流, 王昌學, 程相志, 刁海燕, 袁超, 胡松, 李華陽, 孔強夫 申請人:中國石油天然氣股份有限公司
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