富有机质页岩超声波速与各向异性的实验研究

发布时间：2020-08-22 22:03

【摘要】：岩石物理研究岩石的物理性质及其变化规律,油气岩石物理着重于研究岩石超声波速度、弹性参数等与其矿物成分、微观结构之间的关系,为油气地球物理探测和工程应用提供基础。页岩气储层具有超低孔渗、有机质含量丰富、各向异性强的特点,掌握页岩气储层的波速及其各向异性特性,对于页岩气勘探开发具有重要意义。本文选取不同地区的富有机质页岩,实验测试了岩心在不同围压、不同流体饱和度下的弹性波速与各向异性参数,分析了其影响因素和变化规律,建立了页岩波速及各向异性的岩石物理模型。实验表明:1.页岩的波速主要受粘土和有机质含量的影响,孔隙度对波速影响较小;2.粘土和有机质的层状排列以及沿层理方向发育的大量微裂隙,是引起页岩各向异性的主要因素;3.随围压增加,页岩波速和抗压强度增加,各向异性下降,各向异性降低的幅度与有机质含量成正比;4.有机质含量越高,垂直层理方向的波速应力敏感性越强;5.页岩吸水使纵波波速增加,横波波速降低,纵横波速比(Vp/Vs)大幅度提高,波速比对页岩含水饱和度很敏感。实验数据回归获得了页岩波速和各向异性经验公式:1)无围压条件下:yp=4948.8-23.7 × C-75.84 × TOCVs=2838-9.9× C-31.8×TOCε=0.0617 × TOC+0.0308 × 10-2 × C-0.0886γ=0.0697 × TOC+0.0348 × 10-2 × C-0.12712)40MPa围压条件下:Vp=4858.5-15.9 × C-55.65 × TOCVs=2912.4-7.8× C-27.32× TOCε=0.0298 × TOC+0.0894 × 10'3 × C-0.0279
【学位授予单位】：中国石油大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TE31
【图文】：

技术路线图

方向图,波速测量,方向,准纵波

针对 5 个独立的弹性张量要素，提出了一种很述非均质物质的各向异性，如公式 2.4 所示： 11 333366 44442213 44 33 4433 33 4422(c c )2 (c c )c ccc ccc cc 示准纵波各向异性，γ表示横波各向异性，决杂程度。如：当 = 时，波前面为椭球状，然而从而导致波阵面并非椭球状。向同性的介质中，声波分别以准纵波、准横波和小取决于波传播方向与称轴 Z 的夹角方向。横元素可以从 5 个速度测量中得到，如图 2.1 所示

照片,页岩,区块,照片

211212 112332442PparshPperSC VC C d VC VC V （2.2 4 213 44 11 33 44 11 44 33 444 (45 ) 2 (45 )(C C 2C ) (C C )(C C P PC C V V 通过测量岩样不同方向波速，带入到上述推论公式中既可以计算得到岩样样式模量、泊松比、剪切模量和各向异性。.2 页岩微观结构富有机质是页岩区别于其他常规油气储层的重要特征。通过扫描电镜观察微观结构，在 10μm 尺度下观察得到页岩中有机质成扁平状分布，同时有机质存在了大量的微裂隙。图 2.2 为实验岩心 SEM 照片，图中蓝色点划线为页岩机质，红色点划线为页岩中的微裂隙。

【参考文献】