【摘 要】
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页岩气等非常规油气资源正逐渐成为重要的勘探开发目标,页岩油气储层勘探开发对岩石物理技术的需求同时在逐渐增加.由于页岩富含有机质干酪根,且微观结构一般表现为VTI (Vertical transversely isotropy)各向异性,需要合适的岩石物理模型来描述页岩的特殊性质.本文将有机质(干酪根)考虑进各向异性DEM模型理论,讨论了干酪根对页岩声速及速度各向异性的影响,丰富了对理论的说明,增加
【机 构】
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中国科学院声学研究所 北京100190;中国石油大学(华东) 青岛266580
【出 处】
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2016年度全国检测声学与物理声学会议
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页岩气等非常规油气资源正逐渐成为重要的勘探开发目标,页岩油气储层勘探开发对岩石物理技术的需求同时在逐渐增加.由于页岩富含有机质干酪根,且微观结构一般表现为VTI (Vertical transversely isotropy)各向异性,需要合适的岩石物理模型来描述页岩的特殊性质.本文将有机质(干酪根)考虑进各向异性DEM模型理论,讨论了干酪根对页岩声速及速度各向异性的影响,丰富了对理论的说明,增加了定量化识别有机质的依据.各向异性微分等效介质(DEM)理论通过往固体矿物相中逐渐加入包含物相来模拟双相混合物,该模型认为固体相通常由几种矿物成分组成,形成一个复杂的各向异性微结构,每一种矿物成分的形状、方位以及它们之间的连接方式都影响合成固体的各向异性弹性性质.这里给出干酪根与几种矿物的相关参数包括体积分数、弹性模量、密度,几种矿物通过Reuss-Voigt-Hill平均形成等效页岩,其密度为2.74 g/m3.将干酪根作为背景介质,使用各向异性DEM模型充填等效页岩,可以得到等效弹性体的弹性属性.通过理论分析可以发现干酪根作为基质时,沿水平和垂直向传播的纵、横波速度随着干酪根含量的增加,各个速度都会减小,这是由于干酪根的模量很低造成的；在干酪根含量不变的情况下,VP90°和SH90°会随着充填物纵横比的增大而减小,VP0°和VSH0°会随着充填物纵横比的增大而增大,当纵横比为1.0时,刚度系数满足VP90°=VP0°,VSH90°=VSH0°,等效介质表现为各向同性.同时充填物的纵横比越小,各向异性越大；在相同的纵横比情况下,随着定向排列的充填物增多,各向异性达到最大,当充填物增多到一定程度,各向异性减弱,直至充填物体积达到100％,各向异性减小到0.基于各向异性微分等效介质模型,引入干酪根,模拟了页岩的声学参数关于干酪根含量的变化特征,发现岩石的声速随着干酪根含量增加而减小,岩石的纵波各向异性与横波各向异性与充填物的纵横比有直接关系,纵横比越小,各向异性越大.这些特征为我们认识页岩储层的地球物理响应提供了进一步的依据.
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