本发明专利技术公开了一种基于地层差异性成岩作用定量预测页岩气储层的方法，包括以下：页岩储层岩石样本岩石物理实验测试及工区测井数据提取；页岩储层孔隙结构、矿物组分、弹性性质研究；基于实验数据及工区测井数据，分析储层差异性成岩过程；基于等效介质理论及差异性成岩作用，建立上下段页岩储层岩石物理模型；构建上下段页岩储层三维岩石物理图板；基于岩石样本及工区测井数据对图板进行校正；页岩储层矿物组分、孔隙度及裂隙密度的二维及三维定量表征。通过对比预测结果与实际产气报告，验证了本发明专利技术构建的岩石物理模型。本发明专利技术基于储层成岩过程的岩石物理模型可以有效地应用到实际页岩储层，对目标储层的页岩气储量情况起到较好的预测效果。较好的预测效果。较好的预测效果。
【技术实现步骤摘要】
一种基于地层差异性成岩作用定量预测页岩气储层的方法
[0001]本专利技术涉及一种基于地层差异性成岩作用定量预测页岩气储层的方法，属于非常规油气储层地震定量预测领域。
技术介绍
[0002]随着全球能源需求的增长和较为容易获取的石油资源的枯竭，使得页岩气藏成为越来越有价值的能源来源(Slatt and O
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Brien,2011；Kovalchuk and Hadjistassou,2021)。作为一种清洁能源，页岩气排放的温室气体低于石油和煤炭，近年来，北美页岩气勘探的成功促进了全球页岩储层的开发(Rezaee,2015；Bellani et al.,2021)。然而，尽管目前有大量的页岩储层正在开采天然气，但对页岩特征的科学认识，例如，对页岩成岩过程、微观结构、岩相分类及孔隙结构等的认识仍然不足(Iqbal et al.,2021；Kovalchuk and Hadjistassou 2021)。在较长时间内，页岩气储层的产量预测是油气行业的核心问题之一(Tahmasebi et al.,2015；Demetriou and Hadjistassou,2021)。
[0003]页岩气是产自页岩气藏的天然气资源，是一种基质渗透率低、孔隙小、有机质含量丰富的非常规储层(Khupviwat and Giao,2021)。页岩气藏可视为由基质和裂缝孔隙空间组成的双重孔隙型储层，在储层中，气体从基质流入天然裂缝，又从天然裂缝流入井筒(Warren and Root,1963)。因此，孔隙度和孔隙结构是储层评价的重要参数，详细了解这些参数有助于在实践中更好地识别气体的储存容量和输送机制(Iqbal et al.,2021)。
[0004]最近的一些研究使用了不同的定性和定量技术来描述页岩储层的地质情况和孔隙结构(Josh et al.,2019；Labani et al.,2013；Iqbal et al.,2021)。Guo等(2013)基于页岩组分和孔隙的分布特征和择优取向程度，采用自洽近似和Backus平均理论，将页岩的弹性属性与复杂成分和特定的微观结构属性联系起来。Iqbal等(2021)分析研究了页岩储层不同岩相的孔隙结构特征，认为富有机质页岩及硅质页岩具有较高的孔隙度和合理的孔隙结构，是流体通过孔隙系统流动最重要的岩相类型。Dvorkin等(2021)认为页岩岩石的弹性特性很大程度上取决于最软固体、粘土和干酪根的体积分数，利用岩心的数字图像以及岩石碎片的二维SEM图像，基于数字岩石物理技术得到了孔隙度和矿物学与弹性性质的联系。
[0005]近年来，众多学者开始利用岩石物理理论及波传播方程对页岩储层进行岩石物理建模，并试图利用储层孔隙结构与弹性特征之间的关联预测储层关键参数(Hu et al.,2020；Li et al.,2020；Faisal et al.,2021)。邓继新等(2015)利用四川盆地东南部页岩样品进行岩性特征及微观结构分析，结合自相容近似理论、微分等效模型以及Backus平均方法，建立了适合龙马溪组页岩的岩石物理模型。Tran等(2020)对阿拉斯加北斜坡下倾页岩岩相的岩石物理、地球化学和弹性性质进行了表征，为每个岩相构建地震参数、声波阻抗、纵横波速度比的岩石物理模型，建立了烃源岩性质(氢指数和总有机碳)与岩石物理性质之间的联系，通过区域的两口测井数据，验证了模型在研究区的适用性。
[0006]页岩孔隙结构受矿物组成、有机质丰富度、沉积特征和成岩作用的影响很大
(Arthur and Sageman,1994；Slatt and O
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Brien,2011)，不同的沉积环境和矿物学变化，发育不同的孔隙类型(Ross and Marc Bustin,2009；Schieber,2013)。页岩有机质和无机矿物含量的变化导致其非均质性较高，且由于压实、溶蚀和胶结作用等成岩作用，一些原生孔隙转化为次生孔隙，孔隙系统存在明显差异(Walderhaug,2000；Iqbal et al.,2021)。因此，识别页岩储层矿物成分、沉积环境及成岩作用至关重要。基于龙马溪组页岩富有机质页岩样品，Gu等(2021)认为地层的沉积环境改变了页岩的有机质和矿物结构，进而影响页岩储层的孔隙结构和裂缝发育程度，导致孔隙类型及其构造演化发生较大的变化。邓继新等(2018、2021)基于岩石物理实验及扫描电镜技术，通过分析大量页岩样本的微观结构与岩石物理特征，系统地研究四川盆地五峰
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龙马溪组页岩储层的沉积环境及成岩过程，结果表明，地层的差异性成岩作用对岩石微观结构及储层条件影响巨大。
[0007]本专利技术基于X射线衍射实验、扫描电镜技术及室内岩石物理实验，对四川盆地D区五峰
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龙马溪组上下段页岩储层的差异性沉积环境及成岩过程进行分析，利用上下段储层岩心样本的岩石物理特征，研究成岩作用所造成的上下段储层微观孔隙结构及矿物学特征的差异性特征。随后，本专利技术利用Voigt
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Reuss
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Hill(VRH)平均方程(Voigt,1910；Reuss,1929；Hill,1952)、微分等效介质理论(DEM,Berryman,1992)及Gassmann方程(1951)，针对上下段页岩储层差异性的成岩过程，分别构建三维岩石物理图板，并利用样本的实验数据及工区测井数据分别校正图板，基于校正后的图板，进行储层孔隙结构及矿物组分的定量表征。提取工区内一条过两口井的二维测线和三维区块，对比上下段储层矿物学及孔隙度的预测结果，并与工区测井解释结果及实际钻井含气量测试报告进行对比，验证了本专利技术基于页岩储层差异性成岩过程所构建的岩石物理模型。
技术实现思路
[0008]本专利技术的目的在于克服现有的地震检测技术未考虑成岩过程对页岩储层页岩气含量情况影响的不足，提供一种基于地层差异性成岩作用定量预测页岩气储层的方法，利用页岩储层差异性成岩作用对储层孔隙结构、矿物组分、弹性性质的影响构建上下段储层三维岩石物理模型及图板，定量预测页岩气的含量，考虑储层不同沉积环境下的差异性成岩作用，构建相应的岩石物理模型实现页岩储层的定量预测，技术方案如下：
[0009]一种基于地层差异性成岩作用定量预测页岩气储层的方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0010]步骤1:页岩储层岩石样本岩石物理实验测试及工区测井数据提取；
[0011]步骤2:页岩储层孔隙结构、矿物组分、弹性性质研究；
[0012]步骤3：基于实验数据及工区测井数据，分析储层差异性成岩过程；
[0013]步骤4:基于等效介质理论及差异性成岩作用，建立上下段页岩储层岩石物理模型；
[0014]步骤5:构建上下段页岩储层三维岩石物理图板；
[0015]步骤6:基于岩石样本及工区测井数据对图板进行校正；
[0016]步骤7:页岩储层矿物组分、孔隙度及裂隙密度的二维及三维定量表征。
[0017]作为更进一步的优本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于地层差异性成岩作用定量预测页岩气储层的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1:页岩储层岩石样本岩石物理实验测试及工区测井数据提取；步骤2:页岩储层孔隙结构、矿物组分、弹性性质研究；步骤3：基于实验数据及工区测井数据，分析储层差异性成岩过程；步骤4:基于等效介质理论及差异性成岩作用，建立上下段页岩储层岩石物理模型；步骤5:构建上下段页岩储层三维岩石物理图板；步骤6:基于岩石样本及工区测井数据对图板进行校正；步骤7:页岩储层矿物组分、孔隙度及裂隙密度的二维及三维定量表征。2.根据权利要求1所述的基于地层差异性成岩作用定量预测页岩气储层的方法，其特征在于：所述步骤1中，提取页岩岩石样本，进行扫描电镜技术、X射线衍射实验及室内超声波实验；分别选取页岩岩石样本上下段页岩储层样本进行电子显微镜扫描，基于扫描电镜分析样本的微观孔隙结构，得到孔隙度；采用X射线衍射实验定量分析页岩岩心的矿物组分；选取孔隙度、黏土含量等岩性特征各不相同的岩心样品，进行样本超声波岩石物理实验，得到样本弹性参数；通过测量仪器提取采集页岩岩石样本的测井内数据，得到测井的弹性参数、孔隙度、TOC，并将弹性参数和孔隙度与上述实验室内得到的样本弹性参数和孔隙度进行应征，参数趋势一致则继续进行下一步。3.根据权利要求1所述的基于地层差异性成岩作用定量预测页岩气储层的方法，其特征在于，所述步骤2中，基于扫描电镜技术、X射线衍射实验及室内超声波实验，给出的页岩样本孔隙结构、矿物组分和弹性参数的分析结果，研究页岩在不同沉积环境及成岩过程下的岩石物理特征，可知上下段页岩弹性性质、孔隙结构及矿物学特征具有较大差别，得出地层成岩作用对储层岩石物理特征具有较大的影响。4.根据权利要求1所述的基于地层差异性成岩作用定量预测页岩气储层的方法，其特征在于，所述步骤3中，对研究区页岩储层及样本的岩石物理特征的分析可以看出，组页岩储层上、下两段在矿物成分、物性及弹性性质上，在TOC含量、黏土含量、石英含量、孔隙度、速度、弹性参数均存在明显差异；结合实验样本数据及实际工区测井数据，分析上下段页岩储层的差异性沉积环境及成岩过程，并建立储层成岩过程与岩石的孔隙结构、矿物学及...
【专利技术属性】
技术研发人员：巴晶，庞孟强，潘旭铭，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：
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