文摘

地震岩石学是一个重要的地震弹性属性和储层物理性质之间的联系。基于页岩的岩石学及显微组织特征三灶凹陷青山口组的松辽盆地北部的,本文提出了一种各向异性岩石物性模型和复杂的孔隙结构适合有机页岩建造使用Voigt-Reuss-Hill平均模型,一个各向异性自洽近似+微分有效介质模型,以及粘土和干酪根的分层模拟使用Voigt-Reuss-Hill平均和债券转换来实现模拟页岩各向异性。基于该模型,有机体积分数的影响,孔隙度,孔隙纵横比岩石弹性性质进行了讨论。结果表明,与基质孔隙度的增加,所有弹性参数显示减少的趋势;有机体积分数的增加,除了剪切模量,其他弹性参数表现出增加的趋势。通过比较分析,弹性参数(蹩脚的阻抗和剪切阻抗)敏感有机体积分数和孔隙度进行了优化;地震岩石物理的综合图表模板构造与核心校准。横波速度预测的应用表明,基于提出的模型是在良好的协议与横波速度由偶极子源日志记录。结合高精度叠前弹性参数反演,“甜蜜点”特征可以描述,和研究可能导致一个更好的“甜蜜点”描述和提供更好的支持在三灶凹陷页岩勘探。

1。介绍

页岩油气资源是指后剩余的主要和次要的页岩油气运移已达到石油生成阈值。页岩储层厚度大的特点,分布范围广,低渗透性,和良好的密封,使其一个重要的非常规油气储层的资源和最重要的连续能量后常规油气资源(1- - - - - -3]。页岩油气资源逐渐发挥重要作用在能源模式,它已成为一个热点研究课题。在页岩石油勘探和开发中,地质“甜蜜点”评价和优化基础很重要。在美国的成功开发页岩油是由于地质认识的提高和工程技术的进步,最重要的是能够确定一个“甜蜜点”(4]。页岩油的“甜蜜点”是指储层间隔与更多的石油和更好的整体含油背景下物理性质。页岩气的地质需求通常对应于这两个方面有机体积分数和孔隙度。如何有效地评估这两个参数已成为关键的勘探和开发页岩油(5]。目前,大多数的页岩储层“甜点”的预测方法都是基于体积弹性参数(例如,密度)通过叠前弹性参数反演,然后是弹性参数和参数只是线性拟合的“甜蜜点”。这个方法有地区性的经验,但缺乏有效的理论支持。因此,许多学者试图建立一个更精确的理论物理参数和弹性参数之间的关系通过准确的页岩岩石物性建模,提供可靠的理论依据的预测页岩油储层“甜点”。

一般来说,页岩有两种类型的矿产资源,一个是刚性的矿物(石英、长石、方解石、黄铁矿等),均匀分布和有一个稳定的颗粒大小(比例),另一个是塑料矿物质(粘土),通常固定与干酪根和分布在层强烈的各向异性。除了分层的矿物质,平坦的毛孔也各向异性的诱惑。因此,如何有效地描述矿物质,毛孔,液体在页岩页岩岩石物理建模是一个重要的内容。近年来,学者们进行了大量的研究工作在实验和理论建模的页岩各向异性岩石物理建模和取得了一些进展。

人们普遍认为,页岩各向异性主要是由两方面造成的。一是粘土的沉积分层和VTI、干酪根是主要因素,另一是有大量不规则的毛孔和水平裂隙的页岩,这也会增强其各向异性(6]。实验室研究表明,页岩在干燥条件下的各向异性是由矿物质和裂缝的择优取向平行于层理。各向异性倾向于增加有机体积分数的增加,导致密度,从而减少压实的相反的效果。假设页岩具有弱各向异性不能用于页岩地震模拟(7,8]。一般来说,有两种有效介质理论的页岩各向异性模型,平均法和SCA法(9- - - - - -11]。霍恩比等人推导出各向异性的SCA和DEM模型基于各向同性SCA和DEM模型,使用高斯分布模拟定向排列分布和分层的粘土和页岩干酪根,实现各向异性仿真(12]。一些学者利用巴克斯平均模拟层状粘土和干酪根的混合物,并获得一个好的预测除了c3作物;预测误差的来源确定分层的粘土/干酪根,并介绍了一个经验参数改正(13,14]。然而,随着经验拟合指数似乎没有物理意义,巴克斯平均模拟干酪根是不够的,只有当矿物很简单可以巴克斯平均表现良好(15,16]。随着研究的发展,一些学者认为干酪根为背景介质,使用Voigt-Reuss-Hill (V-R-H)极限计算的等效弹性模量混合干酪根以外的岩石矿物,并添加混合物通过各向异性DEM模型来模拟干酪根的弹性性质富含有机质的页岩(17,18]。一些学者也用各向异性SCA和DEM模型来模拟粘土和液体混合物,这是作为背景的媒体;干酪根的等效弹性模量、石英、方解石、和其他混合物由V-R-H模拟,最后,各向异性DEM模型用于这种混合添加到背景介质(19,20.]。有些人提出,粘土和干酪根混合模拟各向异性SCA和DEM模型被用作背景中,SCA模型用于模拟脆性矿物混合物,和各向异性民主党用于脆性矿物混合物添加到背景介质(21]。一些学者提出,干酪根可以为背景中,SCA和DEM模型是用于添加毛孔干酪根,以确保毛孔和干酪根之间的互连。最后,Hashin-Shtrikman (H-S)限制模型是用来计算的等效弹性模量的矿物质除了干酪根和包容,然后民主党是用来将其添加到背景介质(22]。

页岩油在中国东北松辽盆地北部的有机碳含量高,温和的热演化,大厚度和广泛的分布面积。近年来,大规模的体积压裂技术已经被采用,和许多井都先后获得工业油流,露出巨大的资源潜力和良好的勘探开发前景。它已成为一个重要的替代资源,为大庆油田的振兴和发展。由于松辽盆地北部的页岩油不同于其他盆地的页岩油气的起源、国内外矿物类型、有机质类型和分布形式,目前没有针对岩石物性建模理论,及其“甜蜜点”的地球物理响应特征尚不清楚。因此,地震岩石物理的模型适用于页岩油在这个区域构造和岩石物性规律进行了分析,对建立一个具有重要意义的准确的岩石物性之间的关系“甜蜜点”参数和弹性参数的页岩。在本文中,青山口组页岩储层( )三灶凹陷北部的松辽盆地被认为是为研究对象。首先,页岩矿物成分的特点,有机物质分布、孔隙三维空间分布进行了系统地分析,地震岩石物理的模型适用于强烈的页岩构造各向异性。岩石物理参数和弹性参数之间的关系和地球物理响应特征,阐明“甜蜜点”。根据岩石物理的交叉敏感的弹性参数的模板的有机物质体积分数和孔隙度,结合高精度叠前弹性参数反演,有机质体积分数和孔隙度预测,支持页岩石油勘探部署在三灶萧条。

2。地质信息

松辽盆地位于中国东北。它是一种大大陆所说的沉积盆地为中生代沉积物所主导。这是大陆砂岩型含油盆地与世界上最丰富的石油和天然气资源,面积 。松辽盆地的形成和演化有大约经历了四个阶段的热隆起裂开,开裂,抑郁,和收缩。在大萧条时期地层分为六阶结构单位根据区域隆起和抑郁的发展特征,即北倾斜区域,中央沉降区,东北隆起区,东南隆起区,西南隆起区,西部斜坡区。中央沉降区包括Heiyupao凹陷,Mingshui阶地,Longhupao-Honggang阶地,Qijiagulong凹陷,大庆长垣以东,三灶凹陷,Chaoyanggou阶地,长岭凹陷和Fuyu-Huazijing阶地(数字1(一)和1(b))。三灶凹陷位于东北中部松辽盆地北部的萧条区域。它是一个次要-结构单元在中部松辽盆地的沉降区。大庆长垣以西形成的隆起和Chaoyanggou阶地瓦解后的古代中央隆起。这是一个最重要的生油和松辽盆地的富油凹陷。三灶凹陷地层发现的主要是由中生代和新生代地层。从下到上,他们是白垩纪Huoshiling形成,Shahezi形成、充注,登娄库组地层,泉,青山口组( ),姚家组地层、嫩江形成Sifangtai形成,Mingshui形成,和下第三系燕形成,新第三纪和第四纪沉积地层。青山口组( )是主要的三灶凹陷的烃源岩系;页岩厚度大发展(70 - 100),分布范围宽(有利的勘探面积2969.95公里²),有机质丰度高,中等成熟度演化和巨大的页岩油资源潜力。研究区被选中的围子向斜三灶中间凹陷,这是三灶凹陷(图的主要部分1(c))。

青山口组( )是主要目标层在三灶凹陷页岩石油勘探。基于标准井的选择和比较,根据岩性组合,颜色,和电特性,结合指数参数如古盐度、paleowater深度指数和生物化石,青山口组(K₂qn)分为两个一阶序列(XF1和XF2),两个二阶序列(OSB1和OSB2),五个三阶序列(DSB1, DSB2, DSB3、DSB4 DSB5)。其中,XF1泉头组沉积之间的接口与致密砂岩和青山口组( )丰富的有机页岩。岩性界面突然接触,形成明显的强地震反射界面的连续性。XF2青山口组(K之间的接口₂qn和姚 )大型三角洲相砂岩,地震反射界面有明显的强连续性。的接口OSB1对应的顶部成员。以上接口gray-black泥岩发达的底部成员。接口是一组2 - 3米以下介形亚纲动物含粉砂质泥岩。地震响应相对连续介质和弱振幅。的接口OSB2对应于界面的顶部成员。以上接口gray-black泥岩发达的底部成员。接口是一组2 - 3米以下介形亚纲动物含粉砂质泥岩;地震反应的特点是弱振幅和地方空白反射;DSB1、DSB2 DSB3、DSB4 DSB5,分别对应上面的接口 , , , 和次要成分(图2。)

的“甜蜜点”一节在青山口组页岩油( )主要集中在第一和第二青山口组的成员( )。据统计目标层的地质参数,青山口组的岩石的颜色( )从下到上逐渐变浅,逐渐从gray-black凌日灰色。的 值逐渐增加,反映出水体逐渐降低。青山口组( )是一组逆循环沉积,沉积环境是盐水,淡水,湿,减少环境。

有机体积分数逐渐增加从上到下,最高的达到7.99%次要成分。GR, DT,补偿中子测井,LLD都揭示了逐渐增加的趋势,和坑逐渐减少,反映出页岩的逐步发展,逐步增加,孔隙度,改善含油属性(表1)。

3所示。微观结构

3.1。岩石学特征

通过x射线衍射269青山口组页岩岩心样本( )在三灶凹陷,可以看出,岩石的矿物成分矩阵主要有粘土矿物、石英、长石、方解石、黄铁矿,矿物成分变化很大在垂直方向。从下到上,石英含量由低到高变化,粘土含量的变化从低到高到低,长石含量由低到高变化,从低到高的有机体积分数变化。一般石英含量平均是33.92%,石英含量是34.20%。石英含量的两个成员基本上是相同的;平均粘土含量是36.91%,平均粘土含量是33.89%。粘土含量略高于在吗 。平均长石含量平均是20.38%,长石含量是22.73%。长石含量略高于在吗 。方解石、黄铁矿含量在第一和第二青山口组的成员( )低于10%,两种矿物的内容基本上是相同的。在 ,的石英含量是35.71%,略高于(32.82%)和(33.24%)。从下到上的粘土含量逐渐减少。粘土含量的是最高(53.15%),紧随其后的是吗(40.28%)和(32.55%)。从下到上的粘土含量逐渐增加。的长石含量是17.28%的吗是19.21%,和是24.64%(图3)。

松辽盆地与古龙凹陷相比,勤加凹陷,倾心致力于区域在四川,中国,美国Vosberg盆地和巴内特页岩(图4)[23- - - - - -25),发现在同一盆地,青山口组的石英长石含量( )三灶凹陷等于古龙凹陷,略高于勤加凹陷,碳酸盐的含量低于古龙凹陷和等于勤加凹陷。粘土在三灶凹陷和古龙凹陷的内容是相同的,所以脆性矿物和粘土矿物的内容在松辽盆地的三大萧条是一样的,没有区别。然而,相比之下,倾心致力于地区页岩的四川盆地和巴内特Vosberg盆地页岩,混合层粘土三灶凹陷揭示了有序的特点,表明青山口组页岩( )已进入晚成岩阶段。在三灶凹陷脆性矿物丰富,属于富含硅元素的页岩油储层。粘土矿物含量相对较低,这也为后来的水力压裂创造了有利条件。页岩的脆性矿物主要是生物和成岩,虽然三灶凹陷主要是陆源的脆性矿物石英和长石。

3.2。微观结构特征

青山口组的岩石结构( )页岩是相对复杂。根据扫描电子显微镜的观察结果和后向散射电子显微镜(图5),青山口组的储层空间( )根据成因可以分为三种类型和几何形状:微观和纳米孔无机矿物组成一个矩阵,有机纳米孔,和骨折。有两种类型的微观和纳米孔组成的无机矿物矩阵:粒间孔隙和颗粒内的毛孔。粒间孔隙可分为残留主要/溶解晶间孔、晶间孔、刚性粒子边缘毛孔,和粘土矿物晶间孔隙,孔隙大小4-40μm。晶内的毛孔包括颗粒内的溶解毛孔,晶内毛孔,和粘土矿物总孔隙,孔隙大小0.6 - 2μm。有机质的孔隙大小是1 - 10μm。孔隙几何特征通过使用数字岩性技术四个核心SYY3样品。长宽比毛孔从扫描获得的数字图像(图5 (e))。可以看出,青山口组的孔隙纵横比( )主要分布在0 - 1,在0.3 - -0.7,平均值是0.55,这是用作孔隙度参数建模。骨折包括粘土矿物层间断裂和裂隙。孔隙度高,分布范围为3.5 -9.8%,平均7.4%。青山口组页岩( )三灶凹陷大埋深、高成熟。镜质体反射率是0.75 - -0.98%,平均为0.88%。有机质的生烃的主要阶段。有机质是页岩油生成的物质基础和最重要的页岩油气富集的控制因素。根据扫描电子显微镜的观察(图6),可以看出,页岩的有机质主要分布之间的岩石矩阵在初选中矿物质和粒间孔,分别地带和结块的形式。分层之间的地带有机质主要发达伊利石和伊利石沉积在同一时间。有机物可以用作连续矩阵来支持岩石和承担一定的力量,使岩石具有一定的各向异性特征。然而,这种各向异性略有不同的有机物不成熟的巴肯页岩在美国。几乎所有的有机物在巴肯页岩呈现出带状分布的近似平行层理,使页岩具有强烈的各向异性。

储层的微孔结构是指几何、大小、分布和相互连接的毛孔和喉咙的岩石。岩石的微孔特性直接影响到水库和流动的能力。为了更精确地描述岩石样品的微孔结构,气冷式线切割技术应用于钻样品直径2.5毫米,和三维数字岩心CT扫描方法(26- - - - - -30.]应用进行全面和大规模快速无损扫描成像的岩石样本,从而生动地揭示了样品孔隙结构和矿物分布的空间特征。页岩样品的数字岩心扫描结果通过CT检测包括孔喉球棍模型和孔隙连通性模型。图7揭示了孔喉的球棍模型样本的大小 ,左边的图是3 d的孔隙结构图孔喉球棍的大规模长英质的页岩,和正确的图是孔喉的球棍模型层压长英质的页岩。从图可以看出,大规模的页岩样品的孔隙大多是孤立孔隙连通性较差。与巨大的页岩样品相比,毛孔的层流页岩样品成员有良好的连接。也可以看到,层间裂缝贯穿样品的一部分。气孔主要硬币形状的和长方形的椭球体,低孔隙纵横比。

4所示。对页岩岩石物性建模

地震岩石物理的理论是一个重要的地震弹性属性和储层物理性质之间的联系。与常规砂岩相比,页岩的强烈的各向异性使岩石物性建模更加困难。它的起源可以简要地概括为两个主要方面:(1)粘土粒子和干酪根在页岩通常分布在层,导致强烈的各向异性;(2)页岩有平坦的毛孔和横向分布的裂隙,而复杂的孔隙和裂缝结构将导致各向异性。通过上述分析的基本地质特征的青山口组页岩( )在三灶凹陷,发现岩石结构相对复杂,孔隙度比例较低,孔隙度与0.1 - -0.7的比例占70%以上的总孔隙类型。此外,大量的水平层理骨折也发达,有机质和粘土矿物,经常分布在条,使得这一地区的页岩显示强烈的各向异性。针对页岩油的特殊特性在青山口组沉积和成岩作用( )松辽盆地北部的,为了准确地描述页岩的各向异性性质,一个各向异性的页岩地震岩石物理的模型构造复杂的孔隙结构为青山口组( )在松辽盆地。首先,双重连接干酪根粘土混合物是由使用各向异性SCA +民主党,然后粘土和干酪根的分层模拟利用V-R-H平均和债券转换来实现模拟页岩各向异性。流程如图8。

4.1。岩石的等效弹性模量矩阵

以下4.4.1。Voigt-Reuss-Hill平均

V-R-H平均(31日)可以应用于计算各向同性的等效弹性模量和完全弹性介质。在青山口组泥页岩的基质成分( )三灶凹陷、石英、长石、方解石、黄铁矿都严格的媒体类似的弹性性质,可以混合着这个模型。

表达式如下: 在哪里 在哪里和的体积分数和弹性模量th组件,分别;是混合矿物的弹性模量。

4.1.2。各向异性SCA理论

基于KT模型,Budiansky和希尔32,33)提出了各向同性自洽近似理论。自洽近似理论认为每个矿物成分和孔隙流体的独立阶段和考虑不同阶段之间的互动。自洽理论满足高频假设,所以理论通常是在良好的协议与实验室测量结果。近年来,SCA模型已经广泛应用于页岩的建设模型,主要是页岩的矿物成分很复杂,和SCA模型可以相当于多相矿物质同时,它提供了方便的模拟页岩。然而,当液相和固相使用SCA模型是等价的,孔隙度超过60%,SCA将配合的等效结果Hashin-Shtrikman边界的下限。这时,岩石在“粒子悬浮”状态,孔隙流体阶段完全围绕着固相。此时,固体颗粒不相互通信。因此,当孔隙度40% - -60%,两相材料可以彼此保持联系。模型考虑夹杂物之间的相互作用相互接近,适用于各种矿物质的情况作为岩石矩阵。不同的混合矿物有相同的内容,没有绝对的主要组件。 The self-consistent model is most suitable. The model expression is as follows: 在哪里 体积弹性模量和剪切模量得到的等效介质模型;是th组件, 是它的体积分数、体积弹性模量和剪切模量,分别;和相关系数包容吗 。

如上所述在上面的介绍部分,基于各向同性包含理论,霍恩比SCA模型延伸到各向异性的形式,和各向同性参数体积弹性模量( )和剪切模量( )在原公式取而代之的是张量矩阵 。的因素( , )控制夹杂物的形状,取而代之的是张量矩阵 。公式如下: 在哪里的等效刚度张量是50%的粘土和50%的干酪根,绩点;和是粘土和干酪根的刚度张量,平均绩点;是一个四阶张量单位,无量纲;和分别是粘土的Eshelby张量和干酪根,无量纲。Eshelby张量是由下列公式计算: 在哪里夹杂物的比例有关。

4.1.3。各向异性DEM的理论

微分有效介质模型(DEM)模拟了两相混合物逐渐将填料添加到固相(34,35]。固体矿产的物质是第一阶段,第二阶段是逐步增加。这一过程持续进行直到达到每个组件所需的内容。民主党不把每个组件对称理论。组件视为固体矿物质或主要阶段可以选择不同,最后等效模量将取决于最终的路径混合物。使用阶段1的主要阶段,逐步添加材料2,或使用阶段2的主要阶段,逐步添加材料1,将导致不同的等价性质。这个公式可以表示如下: 在哪里 代表干燥岩石的体积弹性模量和剪切模量,分别; ,分别代表干燥岩石的体积弹性模量和剪切模量下临界孔隙度;当 (临界孔隙度), 代表了第二阶段的体积弹性模量和剪切模量(孔隙阶段),分别代表比例的第二阶段,即真正的孔隙度 ;当 (临界孔隙度), 代表了第一阶段的体积弹性模量和剪切模量(矩阵阶段),分别代表第一阶段的百分比。

同样,霍恩比DEM模型扩展到各向异性的形成,各向同性参数体积弹性模量( )和剪切模量( )在原公式取而代之的是张量矩阵 。的因素( , )控制夹杂物的形状,取而代之的是张量矩阵 。公式如下: 在哪里是残余粘土的相关内容添加到背景,并满足以下: ,无因次;粘土的真实内容,无量纲;是粘土和干酪根的混合物的等效刚度张量,平均绩点;是土的刚度张量,平均绩点;粘土的Eshelby刚度张量,无量纲;是四阶单元刚度张量,无量纲。方程可以解决通过四阶龙格-库塔法(36),和迭代的初始值的解决方案过程符合下列: 。

4.1.4。各向异性模拟粘土和干酪根

岩石物性建模需要每个矿物的体积分数(包括有机物)。一般来说,无机矿物的体积分数(石英、长石、方解石、白云石、粘土等)可以通过x射线衍射、总有机碳(TOC)是通过燃烧,这是一个重量分数。因此,有必要进行重量分数的转换有机物质的体积分数。转换公式如下: 在哪里和的当量密度无机矿物质和有机质的密度,分别和是每个无机矿物的密度和体积分数; , , ,和的体积分数和重量分数无机矿物质和有机质,分别。为了模拟粘土和干酪根的分层实现页岩的各向异性仿真,首先,各向异性SCA + DEM应用于各向同性粘土和干酪根获得混合干酪根粘土块相互连接的属性;页岩的分层模拟旋转和堆积许多相同的粘土干酪根块。粘土块旋转后的弹性性质可以通过债券转换、计算和罗伊斯山沃伊特平均可以应用于计算的等效特性粘土块堆积在不同的角度。其他脆性矿物的等效模量Voigt-Reuss-Hill平均计算粘土和干酪根的除外。最后,等效材料组成的层粘土干酪根块作为背景,和各向异性DEM模型应用于添加各向同性脆性混合和毛孔的背景介质获得最后一个等效的结果。

4.2。弹性模量的复杂孔隙岩石“干”

利用DEM理论,随机分布coin-like毛孔与单个长宽比添加到岩石矩阵获得初始孔隙岩石“干”。在此基础上,干燥的骨折被添加到岩石矩阵通过勋伯格线性滑移理论获得最终的“干”孔隙岩石的弹性模量。

4.2.1。准备勋伯格的线性理论

泥页岩储层的裂缝系统的青山口组( )在三灶凹陷主要包括层间骨折和成岩裂缝,主要是层间断裂。上面的“干”的基础上孔隙岩石矩阵,“干”孔隙岩石的弹性模型矩阵可以通过添加页岩储层裂缝通过线性滑动理论。基于长波极限理论,勋伯格提出的线性滑动理论断裂的媒体。不同于哈德逊模型,勋伯格认为,骨折不是椭圆形,和裂缝的形状不能准确地描述(37]。之间存在着线性关系断裂表面的位移和压力通过骨折,并给出其线性关系(38]。 在哪里 , , 分别表示位移的方向 , ,和 ; 代表的表面积裂缝的体积 , 代表了th组件的单位向量垂直于断裂表面。当添加骨折以及各向同性背景媒体,媒介似乎 - - - - - -方向各向同性(HTI),它的弹性矩阵如下: 在哪里是各向同性的弹性矩阵背景介质;和 ,分别代表骨折的弱点,表达式如下:

4.3。流体饱和岩石的弹性参数

泥页岩储层的孔隙流体的青山口组( )三灶凹陷含有油和水。因此,木材公式(39)可以应用于混合孔隙流体(油和水)获得混合流体的体积弹性模量。Gassmann方程(40)是基于各向同性假设,无法满足各向异性的物理建模的需要页岩岩石。布朗和Korringa派生Gassmann方程在各向异性的形式41)和Brown-Korringa公式可以应用于描述岩石各向异性的等效模量的理论关系矩阵与流体饱和时。具体公式如下: 在哪里是有机物质的体积分数, , ,和指颗粒矿物,“干”矩阵,和最后的四阶弹性张量等效结果,分别。和指包含空间的弹性张量和有机物质,分别。

5。岩石物理特性

5.1。储层参数的影响因素

基于页岩的物理模型建立与复杂的孔隙结构,三个因素的影响。,organic volume fraction, matrix porosity, and pore aspect ratio, on rock elastic parameters, is systematically analyzed, which provides a theoretical basis for the establishment of physical cross-plot template of shale rock. Modulus parameters of key minerals and fluids were obtained through the core test of Qingshankou formation ( )在三灶凹陷(表2)。

5.1.1。孔隙度和孔隙纵横比的影响

图9揭示了弹性参数的变化与基质孔隙度和孔隙纵横比。基质孔隙度的范围是0 - 0.1,孔隙纵横比的范围是0.1 - -1.0,和有机体积分数为0.06。可以看出,与基质孔隙度的增加,所有弹性参数表现出降低的趋势,但泊松比的变化趋势 时改变长宽比在0.8 - 1之间,也就是说,基质孔隙度的增加而增大。与孔隙纵横比的增加,所有弹性参数变化明显。与孔隙纵横比的增加,除泊松比和 ,其他弹性参数表现出增加的趋势。矩阵孔隙度越大,变化越明显的弹性参数与孔隙纵横比的变化,和的变化 和泊松比更明显。

5.1.2中。有机体积分数和孔隙度的影响

图10揭示了弹性参数的变化与有机基质孔隙度和体积分数。基质孔隙度的范围是0 - 0.1,有机体积分数是0 - 0.06,和孔隙纵横比为0.5。与有机体积分数的增加,除了剪切模量(弹性参数μ)表现出增加的趋势。相比之下,纵波阻抗(AI)的变化趋势,剪切模量(μ),λρ,μρ大约是线性的。的弹性参数 和泊松比,当孔隙度小于5%时,减少范围超过5%,有机体积分数的增加,弹性参数 和泊松比变化最明显。

6。岩石物理模板

有机体积分数和总孔隙度的过程中发挥重要作用的关键参数是页岩油储层评价和页岩油“甜蜜点”的评价。页岩油的孔隙体积决定了储层空间。有机体积分数是主要的指数评价页岩的有机质丰度和生烃能力,影响页岩油气生成潜力和存储容量,进一步决定了页岩储层的含油量和生产力。有必要进行正向建模有机的体积分数和总孔隙度、澄清其地球物理特征,随后的“甜蜜点”预测提供了依据。基于页岩岩石物理模型,以2048 - 2055米甜SYY3层为研究对象,基于原始有机质的体积分数和孔隙度,增加和减少有机体积分数(OVF)和孔隙度分数,模拟地震响应条件下不同有机物体积分数和孔隙度的分数,并进一步分析了弹性参数和特征变化规律。敏感的参数,可以选择确定有机质和毛孔,使用敏感参数构造页岩油储层的岩石物理模板。

图11是一个弹性参数正演曲线条件下不同有机的体积分数。曲线从左到右是纵波阻抗(AI),λρ剪切模量(μ),μρ, ;在每条赛道上的蓝色代表了原始曲线( ),红色代表远期曲线与有机体积分数下降了2% ( ),深绿色代表远期曲线与有机体积分数增加了2% ( ),红色代表远期曲线与有机体积分数增加了4% ( ),和亮绿色代表远期曲线有机体积分数增加了6% ( )。在图11,当有机体积分数降低了2%,所有弹性参数增加,当有机体积分数逐渐增加了2%,4%,和6%,所有弹性参数显示一个下降的趋势。为了进一步量化的敏感的弹性参数有机体积分数,每个弹性参数的相对变化与有机体积分数的变化(图12)建立。可以看出,敏感参数的顺序确定有机质λρ,μρ剪切模量(μ)、纵波阻抗(AI)和 。

图13是弹性参数曲线建模变量条件下的孔隙度。从左到右,曲线跟踪的纵波阻抗(AI),杨氏模量(E),λρ,μρ和剪切模量(μ)。在每条赛道上蓝色曲线代表原始曲线( ),红色曲线代表远期曲线与孔隙度减少2% ( ),深绿色的曲线代表远期曲线与孔隙度减少4% ( ),红色曲线代表远期曲线与孔隙度增加了2% ( ),和亮绿色曲线代表远期曲线与孔隙度增加了4% ( )。从图可以看出,随着孔隙率的增加,所有弹性参数显示一个下降的趋势。为了进一步量化的敏感的弹性参数有机体积分数,每个弹性参数的相对变化曲线与孔隙度变化构造(图14)。可以看出,敏感参数的顺序确定孔隙度μρ,λρ纵波阻抗(AI),杨氏模量(E)和剪切模量(μ)。

通过比较和优化,λρ和μρ最终确定的敏感参数确定有机质和毛孔。两个参数的变化方向是独一无二的和相关性较弱,可应用于建设页岩岩石物理模板。在施工过程中,根据页岩的物理模型和λρ和μρ水平和垂直坐标,含水饱和度曲线在不同矿物成分内容通过使用矿物的含水饱和度模型组件;模板与核心测试数据修正。模板与岩心试验修正,建立页岩岩石物理模板交会图法的矩阵矿物石英、长石、方解石、黄铁矿,粘土;有机体积分数为0%,2%,4%,6%,和8%,总孔隙度是0 - 10%,孔隙流体是水和石油。岩石物性的适用性验证模板的数据在青山口组页岩井( )松辽盆地北部的三灶凹陷。验证结果如图15。图中的颜色显示有机体积分数。可以看出,实际的数据点的位置不同有机体积分数和不同孔隙度也基本上与岩石物性模板的结果一致,可有效区分不同的有机体积分数和不同的孔隙度,并可作为页岩储层评价的基础青山口组( )在松辽盆地和识别“甜蜜点”。

7所示。预测

的在青山口组SYY3好( )松辽盆地的三灶凹陷北部的预计使用各向异性页岩岩石物性模型。各种矿物的体积分数组件、有机质、基质孔隙度和饱和度信息通过测井解释和核心测试修正。获得孔隙纵横比基于3 d图像统计数字岩芯样本纳米CT扫描,和孔隙纵横比为0.55。

图16显示之间的比较预测,通过测量偶极子源日志记录。可以看出,相比通过使用线性回归公式基于岩石物理的模型获得更准确的测量基本上是一致的速度,好巧合,相对误差小于5%,确保可靠性和适用性的页岩岩石物理模型在本文提出。

8。应用程序的“甜蜜点”的预测

三灶凹陷的中部地区为研究对象,关键参数(有机体积分数和孔隙度)页岩油的“甜蜜点”预计用3 d地震资料。研究区位于三灶中间凹陷,具有相对稳定的结构。很少有钻井工作区域。地震数据的长宽比是0.62,偏移量是210 - 3500。地震资料的信噪比高,页岩油的预测提供了依据地震”甜点。“叠前弹性参数反演的关键是预测页岩油的“甜点,“及其反演结果深受叠前收集的质量。在叠前反演之前,一系列的优化过程包括超级收集噪声去除,各向异性修正压扁,和残余能量补偿应该执行获得高质量的叠前聚集,和λρ和μρ可以计算。根据岩石物性分析结果,好位置(有机体积分数、孔隙度)作为主要的变量,λρ和μρ作为协变量,有机体积分数和孔隙度的分布是由外推预测井间地震约束下(图17,图18)。从这些数字可以看出,从下到上,有机体积分数和孔隙度逐渐降低的趋势,这与他们的变化趋势是一致的,也就是说,与有机体积分数的增加,孔隙度逐渐增加,这反映了富含有机物的纳米孔被广泛开发页岩沉积过程与演化程度的增加,他们对页岩油是重要的存储空间。有机的体积分数和孔隙度与有机体积分数最高,为9.1%,孔隙度为9.5%,显示一个相对水平连续分布。的形成也开发富含有机质的页岩,但与K₂qn₁³形成有机垂直体积分数和孔隙度是不连续的,和有一个夹层厚度约8米。的SYY3 well-obtained页岩压裂的工业油流石油的形成。

9。结论

(1)各向异性岩石物性模型具有复杂孔隙结构适合有机页岩提出的全面使用Voigt-Reuss-Hill平均模型;各向异性的SCA + DEM模型,模拟粘土和干酪根的分层,通过使用V-R-H平均和债券转换来实现模拟页岩各向异性(2)有机体积分数的影响、孔隙度和孔隙比例对岩石弹性参数进行了系统地分析利用页岩岩石物理模型。与基质孔隙度的增加,所有弹性参数表现出降低的趋势,但当长宽比0.8和1之间,泊松比的变化趋势 相反,也就是说,基质孔隙度的增加而增加。与孔隙纵横比的增加,所有其他除泊松比和弹性参数 表现出增加的趋势,当改变孔隙纵横比,基质孔隙度越大,弹性参数的变化越明显,的变化 和泊松比是最明显的。与有机体积分数的增加,除了剪切模量(μ),其他弹性参数表现出增加的趋势。相比之下,纵波阻抗(AI)的变化趋势,剪切模量(μ),λρ,μρ大约是线性的,它提供了一种理论依据建设页岩岩石物理模板交会图法(3)基于页岩岩石物理模型和弹性参数的影响因素,分析弹性参数λρ和μρ敏感的有机物和毛孔优化,页岩岩石物理模板交会图法可以区分不同的有机体积分数和孔隙度(4)应用表明,该预测基于提出的模型是在良好的协议来自偶极子源日志记录。通过叠前弹性参数反演,“甜蜜点”特征描述,它提供了一个重要的支持三灶凹陷页岩油水井的部署

数据可用性

原始数据支持了本文的结论将由作者提供,没有过度的预订。

的利益冲突

作者李盎是受雇于沈阳地质调查中心、中国地质调查局、沈阳、辽宁、中国。其余作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。

作者的贡献

第一作者和李负责的想法和本文的写作,和合作者LYZ, GJY, sci,外汇,y, YMH,提单,LSL负责实验部分。

确认

的支持中国的国家自然科学基金青年基金项目(41804138和41804138)是感激。