页岩岩石物理特征及储层脆性评价研究
发布时间：2022-07-01 10:46
页岩气的经济开采依赖于水力压裂技术,杨氏模量、泊松比和脆性指数等力学参数是水力压裂技术中至关重要的参数。由于天然页岩具有取样困难、非均质性较强、影响因素较多等特点,这些特点给页岩储层的岩石物理特征认识以及储层“甜点”预测带来巨大挑战,此外矿物组成、孔隙度等储层物性参数与页岩弹性参数的岩石物理关系不清,限制了页岩甜点地震预测技术的应用与发展。因此,通过岩石石物理实验和地震物理模拟技术相结合的方法,开展关于各向异性页岩岩石物理特征和储层脆性评价的相关研究,对于页岩气的勘探开发具有重要意义。（1）对两组黏土类型不同的人工页岩和一组天然页岩进行三轴动静态同步测试,结果表明动态杨氏模量始终大于静态杨氏模量,但是在加载过程中,随着轴压的增大,动态杨氏模量随压力单调增加,而静态杨氏模量则出现先增加后降低的现象。还发现根据动静态弹性模量关系估算水力压裂时的静态模量可能会有大约30%的差异,这取决于使用哪个阶段的动静态模量弹性模量关系,对利用动静态关系估算静态模量提供指导。（2）利用人工页岩参数可控的优点,以单一参数对页岩弹性参数的影响机制为研究目的,探究了黏土含量、压实压力、孔隙度以及水饱和对页岩弹性...
【文章页数】：173 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
创新点
第1章 绪论
1.1 研究目的及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 页岩动静态弹性参数
1.2.2 页岩弹性性质影响因素
1.2.3 页岩脆性评价
1.2.4 储层参数反演研究
1.3 存在的问题
1.4 本论文的主要研究内容
第2章 页岩气储层特征及人工页岩制作
2.1 页岩气基本概念及其储层特征
2.2 页岩储层各向异性特征
2.2.1 各向异性介质弹性模型与本构方程
2.2.2 各向异性介质中的Thomsen各向异性参数
2.2.3 横向各向同性介质中群相速度关系
2.3 可控参数人工页岩制作方法
2.3.1 人工页岩制作方法
2.3.2 人工页岩性质分析
第3章 页岩动静态弹性参数对比分析
3.1 样品描述及实施方案
3.1.1 样品描述
3.1.2 页岩动静态同时测试
3.2 动态弹性参数及其各向异性
3.2.1 超声波速度及其各向异性
3.2.2 动态弹性模量及其各向异性
3.3 静态弹性参数及其各向异性
3.3.1 应力应变曲线
3.3.2 静态弹性模量及其各向异性
3.4 动静态弹性参数对比分析
3.5 加载与卸载弹性模量对比分析
3.6 本章小结
第4章 储层参数对页岩弹性性质的影响
4.1 孔隙度对页岩弹性性质的影响
4.1.1 实验背景及实施方案
4.1.2 机械压实-压缩关系
4.1.3 速度及其各向异性变化规律
4.1.4 弹性参数及其各向异性变化规律
4.1.5 弹性参数与孔隙度之间的关系
4.2 黏土含量对页岩弹性参数的影响
4.2.1 实验背景及实施方案
4.2.2 黏土含量对速度及其各向异性的影响
4.2.3 黏土含量对弹性模量及其各向异性的影响
4.3 全饱和水对不同孔隙度页岩弹性参数的影响
4.3.1 实验背景与实施方案
4.3.2 结果分析与解释
4.4 基于人工页岩的脆性表征因子评价
4.4.1 脆性表征公式对比分析
4.4.2 基于人工页岩的脆性敏感因子分析
4.5 本章小结
第5章 压力对不同黏土类型页岩弹性参数的影响
5.1 轴压对页岩弹性参数的影响
5.1.1 实验背景及实施方案
5.1.2 结果分析与讨论
5.2 围压对页岩弹性参数的影响
5.2.1 实验背景及实施方案
5.2.2 实验结果及理论解释
5.3 本章小结
第6章 基于地震物理模型数据的页岩脆性预测
6.1 页岩地震物理模型构建
6.1.1 页岩地震物理模型设计
6.1.2 人工页岩岩石物理特征分析
6.1.3 页岩地震物理模型的制作
6.2 页岩地震物理模型数据处理及分析
6.2.1 地震资料采集
6.2.2 地震资料处理
6.3 基于叠前同步反演的页岩储层脆性评价
6.3.1 反演原理
6.3.2 页岩储层脆性预测流程
6.3.3 叠前同步反演及页岩储层脆性分析
6.4 页岩地震各向异性AVO反演
6.5 本章小结
第7章 结论
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果
学位论文数据集
本文编号：3654096
【文章页数】：173 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
创新点
第1章 绪论
1.1 研究目的及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 页岩动静态弹性参数
1.2.2 页岩弹性性质影响因素
1.2.3 页岩脆性评价
1.2.4 储层参数反演研究
1.3 存在的问题
1.4 本论文的主要研究内容
第2章 页岩气储层特征及人工页岩制作
2.1 页岩气基本概念及其储层特征
2.2 页岩储层各向异性特征
2.2.1 各向异性介质弹性模型与本构方程
2.2.2 各向异性介质中的Thomsen各向异性参数
2.2.3 横向各向同性介质中群相速度关系
2.3 可控参数人工页岩制作方法
2.3.1 人工页岩制作方法
2.3.2 人工页岩性质分析
第3章 页岩动静态弹性参数对比分析
3.1 样品描述及实施方案
3.1.1 样品描述
3.1.2 页岩动静态同时测试
3.2 动态弹性参数及其各向异性
3.2.1 超声波速度及其各向异性
3.2.2 动态弹性模量及其各向异性
3.3 静态弹性参数及其各向异性
3.3.1 应力应变曲线
3.3.2 静态弹性模量及其各向异性
3.4 动静态弹性参数对比分析
3.5 加载与卸载弹性模量对比分析
3.6 本章小结
第4章 储层参数对页岩弹性性质的影响
4.1 孔隙度对页岩弹性性质的影响
4.1.1 实验背景及实施方案
4.1.2 机械压实-压缩关系
4.1.3 速度及其各向异性变化规律
4.1.4 弹性参数及其各向异性变化规律
4.1.5 弹性参数与孔隙度之间的关系
4.2 黏土含量对页岩弹性参数的影响
4.2.1 实验背景及实施方案
4.2.2 黏土含量对速度及其各向异性的影响
4.2.3 黏土含量对弹性模量及其各向异性的影响
4.3 全饱和水对不同孔隙度页岩弹性参数的影响
4.3.1 实验背景与实施方案
4.3.2 结果分析与解释
4.4 基于人工页岩的脆性表征因子评价
4.4.1 脆性表征公式对比分析
4.4.2 基于人工页岩的脆性敏感因子分析
4.5 本章小结
第5章 压力对不同黏土类型页岩弹性参数的影响
5.1 轴压对页岩弹性参数的影响
5.1.1 实验背景及实施方案
5.1.2 结果分析与讨论
5.2 围压对页岩弹性参数的影响
5.2.1 实验背景及实施方案
5.2.2 实验结果及理论解释
5.3 本章小结
第6章 基于地震物理模型数据的页岩脆性预测
6.1 页岩地震物理模型构建
6.1.1 页岩地震物理模型设计
6.1.2 人工页岩岩石物理特征分析
6.1.3 页岩地震物理模型的制作
6.2 页岩地震物理模型数据处理及分析
6.2.1 地震资料采集
6.2.2 地震资料处理
6.3 基于叠前同步反演的页岩储层脆性评价
6.3.1 反演原理
6.3.2 页岩储层脆性预测流程
6.3.3 叠前同步反演及页岩储层脆性分析
6.4 页岩地震各向异性AVO反演
6.5 本章小结
第7章 结论
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果
学位论文数据集
本文编号：3654096
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