[发明专利]一种预测页岩地层不同钻进方向的研磨性的方法

权利要求书

1.一种预测页岩地层不同钻进方向的研磨性的方法，其特征在于：包括下列步骤：

步骤1，分别测定页岩样品在不同钻进方向的内摩擦角和声波特性参数；

步骤2，建立页岩样品不同钻进方向的内摩擦角与对应方向声波时差之间的关系模型；

步骤3，建立页岩样品不同钻进方向的声波时差与垂直层理面方向声波时差、钻进角度之间的关系模型；

步骤4，建立页岩样品不同钻进方向的内摩擦角与垂直层理面方向的声波时差、钻进角度的关系模型；

步骤5，取得现场页岩的测井资料，反演计算页岩的垂直层理面方向的声波时差；

步骤6，根据所确定的的页岩地层不同钻进方向的内摩擦角与垂直层理面方向的声波时差、钻进角度的关系模型及反演计算得到的页岩垂直层理面方向的声波时差，确定所述现场页岩的不同钻进方向的内摩擦角，即该方向的研磨性。

2.根据权利要求1所述的预测页岩地层不同钻进方向的研磨性的方法，其特征在于，步骤1的具体方法如下：从多个不同地区采集页岩样品，采集岩样后，对各页岩样品进行不同层理面方向的声波时差测量，然后利用三轴岩石力学模拟试验机对页岩样品对应方向的内摩擦角进行测定，得到不同钻进方向的内摩擦角。

3.根据权利要求1-2所述的预测页岩地层不同钻进方向的研磨性的方法，其特征在于，步骤2的具体方法如下：对页岩样品不同钻进方向的内摩擦角与对应钻进方向声波时差进行非线性回归分析，建立数学模型。

4.根据权利要求1-3所述的预测页岩地层不同钻进方向的研磨性的方法，其特征在于，步骤3的具体方法如下：对页岩样品不同钻进方向的声波时差与垂直层理方向的声波时差、钻进角度进行非线性回归分析，建立数学模型。

5.根据权利要求1-4所述的预测页岩地层不同钻进方向的研磨性的方法，其特征在于，步骤4的具体方法如下：将步骤3得到的数学模型带入步骤2得到的数学模型中，并建立数学模型。

6.根据权利要求1-5所述的预测页岩地层不同钻进方向的研磨性的方法，其特征在于，步骤5的具体方法如下：

确定某一井段的岩石各向异性参数ε和δ之后，其中δ=12C332[2(C13+C44)2-(C33-C44)(C11+C33-2C44)],]]>式中，C_ij的含义遵照虎克定律；

首先根据地层产状数据和井眼轨迹数据计算出群角φ_g；

其次给定一初始垂直层理面方向纵波速度V_P，0，

vSV,0=vP,0-1.361.16]]>

v_p，0为垂直层理面方向纵波速度，单位(km/s)；v_SV，0为垂直层理面方向横波速度，单位(km/s)。

计算出横波速度，确定纵横波速比；

再次计算出相角

tanθ={2[M3(θ)-M2(θ)]sin2θ-M4(θ)}tanφg2[M3(θ)-M2(θ)-2M1]sin2θ-M4(θ)-2M3(θ)]]>

其中，M₁＝ε²-2tδ+2tε；M₂(θ)＝4tδ+εR(θ)-2tε；M₃(θ)＝2tδ+εR(θ)-tε；M₄(θ)＝t²-tR(θ)+2R(θ)；

φ_g为群角，单位(°)；v_a为相速度，单位(km/s)；θ为相角，单位(°)；α₀为垂直层理面方向的纵波速度，单位(km/s)；β₀为垂直层理面方向的横波速度，单位(km/s)；

然后计算出相速度，

vPa2(θ)α02=1+ϵsin2θ+D(θ)]]>(式6)

其中D(θ)=124(ϵ2+2tϵ-2tδ)sin4θ+4t(2δ-ϵ)sin2θ+t2-12t,]]>v_Pa为纵波相速度，单位(km/s)；α₀为垂直层理面方向的纵波速度，单位(km/s)；

计算出群速度：

vPg(φg(θ))=1vPa(θ)R(θ){vPa4(θ)R2(θ)+α04sin2θcos2θ[2M1sin2θ+M3(θ)]2}12]]>(式7)

最后把计算出的群速度和测井资料的波速进行比较，如果两者吻合，则该v_p，0即为所求。如果两者相差较大，则改变v_P，0重复以上步骤直到两者相吻合为止。