基于测井信息的泥岩温压模型构建方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种基于测井信息的泥岩温压模型构建方法及其应用。所述模型构建方法包括：构建泥岩基质微观几何分布模型；基于所述微观几何分布模型及测井信息，获得泥岩压实几何参数的值；基于所述微观几何分布模型及刚度矩阵与速度的转换，构建泥岩温压模型；将所得泥岩压实几何参数的值代入拟合参数确定后的泥岩温压模型中，得到所述基于测井信息的泥岩温压模型。本发明专利技术可通过将测井的信息进行的处理，提取出泥岩的温压弹性参数，既可以为后续正反演技术做支持，也可为泥岩的弹性特征进行科学分析做准备。科学分析做准备。科学分析做准备。

【技术实现步骤摘要】
基于测井信息的泥岩温压模型构建方法及其应用


[0001]本专利技术涉及地质勘探的
，具体涉及泥岩弹性刚度矩阵计算方法的


技术介绍

[0002]依据胡克定律，应力与应变之间的线性变化系数是描述物体弹性的表征参数。一个完整的物体的弹性特征可由81个不同方向的应力应变对应的弹性系数表示。对于地下介质而言可简化为27个弹性参数。针对泥岩的岩石物理模型可基于其沉积特征再简化为5个独立的弹性参数，依据其对应的受力面和力，可将该5个独立弹性系数放入标准的6*6的刚度矩阵中，即获得泥岩的弹性刚度矩阵。
[0003]另一方面，地球物理勘探技术主要有岩心实验、测井和地震手段，在该三种技术手段中，声波速度均可以测量。因此使用声波速度，联合各种地球物理勘探手段的解释能够大大提高数据分析结果的说服力和准确性。
[0004]声波在岩石中的传播从微观角度而言，就是介质振动不断传递的过程。介质振动传递的能力由弹性刚度矩阵决定，而岩石的振动能力可以转换为声波速度。因此依据刚度矩阵可以得到声波速度。若岩石弹性实验、地震勘探、测井勘探的测试中利用岩石物理模型得到的结果中刚度矩阵一致，即可说明三种手段获得了可靠的结果和科学的岩石物理模型，根据科学的岩石物理模型能够进一步提取目前资源勘探中最重要的孔渗参数，如孔隙度、渗透率、饱和度。此外，刚度矩阵也是岩石强度的表征，在工程勘探中还可用于地下结构稳定性的描述。同时，弹性刚度矩阵对地球物理中的正演和反演的精度有巨大作用，还可作为时移地震反演规律重要参考对象。
[0005]目前，针对泥岩的温度和压力测试技术并不成熟，导致泥岩的弹性刚度矩阵获取困难；同时，现有技术中缺少专门针对泥岩的温压弹性模型，通过一般温压模型外推得到的弹性参数并不可靠。
[0006]另外，在现有技术中，获得岩石材料的弹性参数的方法包括：(1)直接通过弹性试验测量弹性参数；其成本高、对设备和岩心质量要求极大，所得测试规律具有极强对应性，只能适用于特定工区，同时对人员操作能力要求高、试验可重复性低、容错性低；(2)通过一般的岩石物理弹性模型建立常温常压的泥岩参数，并将参数转化为声波速度，其后利用表征速度与温度压力的关系的速度温压模型，计算出泥岩与温压对应的速度，通过速度转换，得到弹性参数；该方法中，速度温压模型大多为经验模型、分析能力差，方法的可靠性缺乏理论支撑、可靠性有待查验；且实际上，速度的影响因素很多、温压并非单一控制因素，使所得结果可能存在大量不可靠误差。

技术实现思路

[0007]针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提出一种构建有效、可靠的泥岩温压模型的方法，并提出通过该温压模型准确获得不同温压下泥岩的弹性刚度矩阵的方法。
[0008]本专利技术的技术方案如下：
[0009]基于测井信息的泥岩温压模型构建方法，其包括：
[0010]S1构建基于泥岩基质方向分布函数的泥岩基质微观几何分布模型，所述微观几何分布模型是指表示泥岩微观结构单元的排列组合的等效数学模型；
[0011]S2基于所述微观几何分布模型及测井信息，获得泥岩压实几何参数的值，所述泥岩压实几何参数是指在沉积压实作用下的泥岩微观结构对应的微观几何分布模型的等效参数，其具体包括：
[0012]S21基于所述微观几何分布模型，获得含有泥岩压实几何参数的泥岩压实下的基质方向分布函数；
[0013]S22基于所述含有泥岩压实几何参数的泥岩压实下的基质方向分布函数，构建含泥岩速度及第一拟合参数的泥岩速度模型；
[0014]S23通过实验获得的泥岩速度及泥岩几何参数对所述泥岩速度模型进行拟合参数的确定，得到拟合参数确定后的泥岩速度模型；
[0015]S24将测井信息中获得的泥岩段速度代入所述拟合参数确定后的泥岩速度模型，得到所述泥岩压实几何参数的值；
[0016]S3基于所述微观几何分布模型及刚度矩阵与速度的转换，构建泥岩温压模型，其具体包括：
[0017]S31基于所述微观几何分布模型及刚度矩阵与速度的转换，构建含泥岩压实几何参数、温度、压力及第二拟合参数的泥岩温压模型；
[0018]S32通过实验获得的温度和压力对所述泥岩温压模型进行拟合参数的确定，得到拟合参数确定后的泥岩温压模型；
[0019]S4将所得泥岩压实几何参数的值代入所述拟合参数确定后的泥岩温压模型中，得到所述基于测井信息的泥岩温压模型。
[0020]根据本专利技术的一些优选实施方式，所述泥岩基质微观几何分布模型构建如下：
[0021][0022][0023]其中，ξ，ψ，φ分别表示泥岩基质在三维空间展布时由两个坐标轴系统形成的xoy平面和XOY平面、xoz平面和XOZ平面、yoz平面和YOZ平面的夹角，所述两个坐标轴系统包括：以空间正上下前后左右为坐标轴的空间坐标轴系统(x，o，y)，及以空间内基质物体正上下前后左右为坐标轴的物体坐标轴系统(X，O，Y)，w(ξ，ψ，φ)表示泥岩基质的方向分布函数，W
lmn
表示球谐函数对应的勒让德系数，Z
lmn
(ξ)表示基于ξ角展开的球谐函数，e表示自然指数，i表示虚数单位，l、m、n为展开函数对应的勒让德系数。
[0024]根据本专利技术的一些优选实施方式，所述泥岩压实下的基质方向分布函数如下：
[0025][0026]其中，W(ξ)表示基于ξ角展开的分布函数，A表示所述泥岩压实几何参数。
[0027]根据本专利技术的一些优选实施方式，所述泥岩速度模型构建如下：
[0028]A＝((V
P
/1000
‑
Ac1)/(Bc1))^(
‑
1)
ꢀꢀ
(13)
[0029]其中，Ac1，Bc1为所述第一拟合参数，A为所述泥岩压实几何参数，V
P
为泥岩的纵波速度。
[0030]根据本专利技术的一些优选实施方式，所述泥岩温压模型构建如下：
[0031]A＝(Ac2*P+Bc2)*exp((Ac3*P+Bc3)*T)+(Ac4*P+0.027)
ꢀꢀ
(14)
[0032]其中，A为所述泥岩压实几何参数，T表示温度、P表示压力，Ac2、Ac3、Ac4、Bc2、Bc3为所述第二拟合参数。
[0033]本专利技术进一步提供了基于上述测井信息的泥岩温压模型构建方法的应用方法，其为根据所述基于测井信息的泥岩温压模型获得泥岩的弹性刚度矩阵。
[0034]根据本专利技术的一些优选实施方式，所述应用方法包括：
[0035]S51构建常规测井的泥岩段温度和压力模型；
[0036]S52基于所述泥岩段温度和压力模型，通过常规测井数据，获得泥岩段温度和压力的值；
[0037]S53将所述泥岩段温度和压力的值代入所述基于测井信息的泥岩温压模型中，得到泥岩段的泥岩压实几何参数A；
[0038]S54根据所述泥岩段的泥岩压实几何参数A获得泥岩的刚度矩阵。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于测井信息的泥岩温压模型构建方法，其特征在于，其包括：S1构建基于泥岩基质方向分布函数的泥岩基质微观几何分布模型，所述微观几何分布模型是指表示泥岩微观结构单元的排列组合的等效数学模型；S2基于所述微观几何分布模型及测井信息，获得泥岩压实几何参数的值，所述泥岩压实几何参数是指在沉积压实作用下的泥岩微观结构对应的微观几何分布模型的等效参数，其具体包括：S21基于所述微观几何分布模型，获得含有泥岩压实几何参数的泥岩压实下的基质方向分布函数；S22基于所述含有泥岩压实几何参数的泥岩压实下的基质方向分布函数，构建含泥岩速度及第一拟合参数的泥岩速度模型；S23通过实验获得的泥岩速度及泥岩几何参数对所述泥岩速度模型进行拟合参数的确定，得到拟合参数确定后的泥岩速度模型；S24将测井信息中获得的泥岩段速度代入所述拟合参数确定后的泥岩速度模型，得到所述泥岩压实几何参数的值；S3基于所述微观几何分布模型及刚度矩阵与速度的转换，构建泥岩温压模型，其具体包括：S31基于所述微观几何分布模型及刚度矩阵与速度的转换，构建含泥岩压实几何参数、温度、压力及第二拟合参数的泥岩温压模型；S32通过实验获得的温度和压力对所述泥岩温压模型进行拟合参数的确定，得到拟合参数确定后的泥岩温压模型；S4将所得泥岩压实几何参数的值代入所述拟合参数确定后的泥岩温压模型中，得到所述基于测井信息的泥岩温压模型。2.根据权利要求1所述的基于测井信息的泥岩温压模型构建方法，其特征在于，所述泥岩基质微观几何分布模型构建如下：岩基质微观几何分布模型构建如下：其中，ξ，ψ，φ分别表示泥岩基质在三维空间展布时由两个坐标轴系统形成的xoy平面和XOY平面、xoz平面和XOZ平面、yoz平面和YOZ平面的夹角，所述两个坐标轴系统包括：以空间正上下前后左右为坐标轴的空间坐标轴系统(x，o，y)，及以空间内基质物体正上下前后左右为坐标轴的物体坐标轴系统(X，O，Y)，w(ξ，ψ，φ)表示泥岩基质的方向分布函数，W
lmn
表示球谐函数对应的勒让德系数，Z
lmn
(ξ)表示基于ξ角展开的球谐函数，e表示自然指数，i表示虚数单位，l、m、n为展开函数对应的勒让德系数。3.根据权利要求2所述的基于测井信息的泥岩温压模型构建方法，其特征在于，所述泥岩压实下的基质方向分布函数如下：
其中，W(ξ)表示基于ξ角展开的分布函数，A表示所述泥岩压实几何参数。4.根据权利要求1所述的基于测井信息的泥岩温压模型构建方法，其特征在于，所述泥岩速度模型构建如下：A＝((V
P
/1000
‑
Ac1)/(Bc1))^(
‑
1)
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(13)其中，Ac1，Bc1为所述第一拟合参数，A为所述泥岩压实几何参数...

【专利技术属性】
技术研发人员：李浩源，黄旭日，刘巍，廖仪，崔晓庆，李雷，杨冉，杨圣，任梦宇，徐云贵，胡叶正，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：