一种横观各向同性地层弹性系数的测井计算方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种横观各向同性地层弹性系数的测井计算方法及装置，该方法包括：对岩心进行不同方向的取心，获得岩心样品；对岩心样品进行测量，获取岩心样品的纵波速度和横波速度，利用纵波速度和横波速度计算得到弹性系数C11,C13,C33,C44,C66；利用取心井的阵列声波测井数据和密度测井数据获取弹性系数C33,C44,C66；利用纵波速度和横波速度计算得到的弹性系数C11,C13,C33,C44,C66建立测井可测量的弹性系数C33,C44,C66和不可测量的弹性系数C11,C13之间的组合关系表达式；将通过取心井的阵列声波测井数据和密度测井数据获取的弹性系数C33,C44,C66代入组合关系表达式，得到测井不可测量的弹性系数C11,C13，最终获得表征横观各向同性地层的弹性系数。
【专利说明】一种横观各向同性地层弹性系数的测井计算方法及装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及石油勘探开发中的测井与工程【技术领域】，特别涉及一种横观各向同性 地层弹性系数的测井计算方法及装置。
【背景技术】
[0002] 常规储层弹性性质评价主要采用各向同性模型。随着油气勘探开发的不断深入发 展，致密气、页岩气、煤层气、致密油等非常规油气在经济技术条件下展示了巨大的潜力，全 球油气资源将迎来二次扩展。勘探目标越来越复杂，储层非均质性越来越强，非常规储层普 遍具有横观各向同性性质。所谓横观各向同性表现为层状平面内性质一致、垂直于层状平 面上性质不同。一般情况下，横观各向同性地层水平方向上的刚度大于垂直方向上的刚度。 相应地，水平方向上的声波速度大于垂直方向上的声波速度，弹性各向异性理论描述了这 一现象。对于页岩气、致密砂岩等非常规地层，由于地层性质的不同而采用各向同性模型时 必然会导致错误的评价结果。因此如何评价横观各向同性地层弹性性质是当前亟待解决的 问题。
[0003] -般利用弹性系数来表征地层弹性性质，横观各向同性地层需要5个弹性系数， 如何利用测井方法来连续计算弹性系数是个难点。国内对于非常规储层弹性性质的研究少 之又少，国外对于这项技术进行了技术封锁。前人曾经对于泥、页岩弹性性质进行过一定的 实验研究（参见2004年9月《地球物理学报》杂志中，邓继新，史謌等著作的《泥岩、页岩声 速各向异性及其影响因素分析》，其中记载了对泥、页岩弹性性质进行了系统的实验研究）， 也在理论上探讨过弹性系数的求取方法（参见1999年1月《石油学报》杂志中，王越之，李 自俊著作的《横观各向同性地层地应力的研究》，其中记载了横观各向同性地层弹性系数的 推导），但都没有将岩心实验与测井资料结合起来，更没有利用测井资料进行连续深度计算 弹性系数的研究。
【发明内容】
[0004] 为了解决现有技术的问题，本发明提出一种横观各向同性地层弹性系数的测井计 算方法及装置，将岩心实验与测井资料结合起来，能够更准确地表征横观各向同性地层的 弹性性质。
[0005] 为实现上述目的，本发明提供了一种横观各向同性地层弹性系数的测井计算方 法，包括：
[0006] 对岩心进行不同方向的取心，获得岩心样品；
[0007] 对所述岩心样品进行测量，获取所述岩心样品的纵波速度和横波速度，利用纵波 速度和横波速度计算得到弹性系数C n，C13, C33, C44, C66 ;
[0008] 利用取心井的阵列声波测井数据和密度测井数据获取弹性系数c33, c44, c66;其中， 弹性系数c33, c44, c66为测井可测量的弹性系数，弹性系数cn，c13为测井不可测量的弹性系 数；
[0009] 利用所述纵波速度和横波速度计算得到的弹性系数Cn，C13, C33, C44, C66建立测井可 测量的弹性系数c33, c44, c66和不可测量的弹性系数cn，c13之间的组合关系表达式；其中，所 述组合关系表达式为：Cn = C33*C66/C44, C13 = c33-l. 97*C44 ;
[0010] 将通过取心井的阵列声波测井数据和密度测井数据获取的弹性系数c33, c44, c66代 入测井可测量的弹性系数c33, c44, c66和不可测量的弹性系数cn，c13之间的组合关系表达 式，得到测井不可测量的弹性系数c n，c13，最终获得表征横观各向同性地层的弹性系数。
[0011] 优选地，所述岩心样品获取的步骤具体为：从露头或全直径钻井取心上钻取三块 不同方向的岩心样品，其中，所述不同方向为垂直于层理方向、平行于层理方向和与层理呈 45度夹角。
[0012] 优选地，所述岩心样品的纵波速度和横波速度包括：垂直岩心的纵波速度Vpv、水 平岩心的纵波速度V PH、水平岩心振动方向垂直于层理的横波速度Vsv、水平岩心振动方向平 行于层理的横波速度V SH和对称轴与层理面呈45度夹角岩心的纵波速度VP45。
[0013] 优选地，所述利用纵波速度和横波速度计算得到弹性系数cn，c13, c33, c44, c66的步 骤包括：
[0014] 利用
【权利要求】
1. 一种横观各向同性地层弹性系数的测井计算方法，其特征在于，包括： 对岩心进行不同方向的取心，获得岩心样品； 对所述岩心样品进行测量，获取所述岩心样品的纵波速度和横波速度，利用纵波速度 和横波速度计算得到弹性系数cn，c13, c33, c44, c66; 利用取心井的阵列声波测井数据和密度测井数据获取弹性系数c33, c44, c66;其中，弹性 系数c33, c44, c66为测井可测量的弹性系数，弹性系数cn，c13为测井不可测量的弹性系数； 利用所述纵波速度和横波速度计算得到的弹性系数cn，c13, c33, c44, c66建立测井可测量 的弹性系数c33, c44, c66和不可测量的弹性系数cn，c13之间的组合关系表达式；其中，所述组 合关系表达式为：C n = C33*C66/C44, C13 = c33-l. 97*C44 ; 将通过取心井的阵列声波测井数据和密度测井数据获取的弹性系数c33, c44, c66代入测 井可测量的弹性系数c33, c44, c66和不可测量的弹性系数cn，c13之间的组合关系表达式，得 到测井不可测量的弹性系数c n，c13，最终获得表征横观各向同性地层的弹性系数。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述岩心样品获取的步骤具体为：从露头或 全直径钻井取心上钻取三块不同方向的岩心样品，其中，所述不同方向为垂直于层理方向、 平行于层理方向和与层理呈45度夹角。
3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述岩心样品的纵波速度和横波速度包括： 垂直岩心的纵波速度vPV、水平岩心的纵波速度V PH、水平岩心振动方向垂直于层理的横波速 度Vsv、水平岩心振动方向平行于层理的横波速度V SH和对称轴与层理面呈45度夹角岩心的 纵波速度VP45。
4. 如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述利用纵波速度和横波速度计算得到弹 性系数Cn，C13, C33, C44, C66的步骤包括： 利用 r" = ; c12 = cn-2c66; = 5 = pf'i.: (V = />厂孟,； =[(c^ +(二-2pr二 Jc% +(: - -C:得到弹性系数 k
5. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用取心井的阵列声波测井数据和密 度测井数据获取弹性系数C33, c44, c66的步骤包括： 利用 C33 = pF;，Q = = pF"计算弹性系数 c33, C44, ^ 地层密度，Vp为纵波速度，vslOTSh_为慢横波速度，vfastsh_为快横波速度。
6. -种横观各向同性地层弹性系数的测井计算装置，其特征在于，包括： 岩心样品获取单兀，用于对岩心进行不同方向的取心，获得岩心样品； 第一弹性系数获取单元，包括波速获取�？楹偷韵凳扑隳？椋霾ㄋ倩袢∧� 块用于对所述岩心样品进行测量，获取所述岩心样品的纵波速度和横波速度；所述弹性 系数计算�？橛糜诶盟霾ㄋ倩袢∧？榛袢〉淖莶ㄋ俣群秃岵ㄋ俣燃扑愕玫降韵凳� Cn, C13, C33, C44, C66 ； 第二弹性系数获取单元，用于利用取心井的阵列声波测井数据和密度测井数据获取弹 性系数c33, c44, c66;其中，弹性系数c33, c44, c66为测井可测量的弹性系数，弹性系数cn，c13为 测井不可测量的弹性系数； 组合关系表达式获取单元，用于利用所述纵波速度和横波速度计算得到的弹性系数 cn，c13, c33, c44, c66建立测井可测量的弹性系数c33, c44, c66和不可测量的弹性系数cn，c13之 间的组合关系表达式；其中，所述组合关系表达式为：Cn = C33*C66/C44, C13 = c33-l. 97*C44 ; 测井弹性系数获取单元，用于将通过取心井的阵列声波测井数据和密度测井数据获 取的弹性系数c33, c44, c66代入测井可测量的弹性系数c33, c44, c66和不可测量的弹性系数 cn，c13之间的组合关系表达式，得到测井不可测量的弹性系数cn，c 13，最终获得表征横观各 向同性地层的弹性系数。
7. 如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述岩心样品获取单元进一步用于从露头 或全直径钻井取心上钻取三块不同方向的岩心样品，其中，所述不同方向为垂直于层理方 向、平行于层理方向和与层理呈45度夹角。
8. 如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述波速获取�？榛袢〉乃俣劝�： 垂直岩心的纵波速度vPV、水平岩心的纵波速度VPH、水平岩心振动方向垂直于层理的横 波速度Vsv、水平岩心振动方向平行于层理的横波速度VSH和对称轴与层理面呈45度夹角岩 心的纵波速度VP45。
9. 如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述弹性系数计算�？榻徊接糜诶� 用 C*,, = pi，；" ； C12 = Cn-2C66 ； C pi ,：r ； Cm = pi _ν;. ； C w, = pi ? Q = +- 2pi.;U(，.n + )]i -得到弹性系数 Cn，ci3, C33, '
10. 如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第二弹性系数获取单元进一步用于利 用C33 = /7"，Q = 计算弹性系数C33, c44, c66;其中，P为地层密 度，Vp为纵波速度， Vslowshear 为慢横波速度， Vfastshear 为快横波速度。
【文档编号】G01V1/40GK104267435SQ201410437668
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年8月29日 优先权日:2014年8月29日
【发明者】宋连腾, 刘忠华, 李潮流, 王昌学, 程相志, 刁海燕, 袁超, 胡松, 李华阳, 孔强夫 申请人:中国石油天然气股份有限公司
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