[发明专利]一种利用测井和岩芯资料获取横波时差剖面的方法

说明书

本发明公开一种利用测井和岩芯资料获取横波时差剖面的方法，包括以下步骤：(A)目标井按岩性分层分段；(B)准备目标井测井资料以及目标井或其邻井的对应目标井段的岩芯岩石力学测试资料；(C)整理资料，构建观测输入矩阵、参数列向量和输出列向量；(D)构建三次Householder矩阵，并分别对观测输入矩阵和输出列向量做三次变换；(E)根据变换后的观测输入矩阵与输出列向量构建线性方程组，并求解参数列向量；(F)根据测井资料计算目标井横波时差剖面。本发明针对缺少横波时差资料的水平井或定向井，根据测井资料和岩芯岩石力学测试资料，较为准确地预测目标层段的横波时差剖面，能解决求解过程中的病态问题，为后续力学参数的获取提供了依据，推进目标井的开采。

技术领域

本发明涉及油气井开采领域，尤其是一种根据目标井测井资料和目标井或其邻井的岩芯岩石力学测试资料预测横波时差剖面的方法。

背景技术

油气井在进行钻井完井、分段分层、水力压裂等一系列施工设计中都需要利用到众多岩石力学参数作为设计依据，其中纵横声波时差对岩石力学参数的获取具有不可或缺的作用，其获取来源主要是油气井的测井资料和油气井所在区块的岩石力学测试资料。纵波时差剖面可由传统声波时差测井得到，成本较低，获取方便，但传统声波时差测井不能接收横波信号，因此横波时差剖面需要通过长源距声波、交叉偶极子声波等特殊的测井方式获取，测量周期长、成本高，油田上仅有数口重要的探井会进行横波测井，其余井的横波时差数据只能通过定深度取岩芯进行声波测试，且只能得到代表在实验围压条件下的岩芯对应油井深度处的横波数据，而不能得到整个井筒的横波时差剖面。

井场上，工程师往往将岩石力学测试的声波波速数据进行线性拟合的方法得到纵横波波速之间的一次线性关系，再将测井的纵波时差剖面代入该一次线性关系式中得到横波时差剖面。这种方法在一部分均质性较高的砂岩地层有可能会取得比较好的效果，而对于非均质性和各向异性较强的泥页岩储层或煤层，其纵横声波波速并不表现出很好的线性关系，因此通过此方法得到横波时差剖面缺乏较高的准确性。

对于纵横声波时差之间的关系，国内外学者做了大量研究。Xu-White考虑了岩石基质、孔隙大小及形状、孔隙内流体性质等因素的影响，提出一种计算横波时差的模型。Biot-Gassmann提出的横波时差计算模型组主要基于润湿颗粒估价的体积模量和剪切模量、孔隙空间模量、估价和孔隙流体的压缩模量等微观信息。张美玲提出一种以Gristensen经验方法为基础的横波时差计算模型，系数采用阻尼型高斯-牛顿法反演优化。然而诸多方法的实际应用效果由于其难以获得的参数或较为经验和局限适用对象等因素而受限，亟需一种适合普遍储层同时又满足精度要求的横波时差预测算法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用测井和岩芯资料获取横波时差剖面的方法，该算法原理可靠，操作简便，可克服现有技术的不足，能够解决求解过程中的病态问题，结果精度能够得到保证，为储层弹性模量、泊松比等岩石力学参数的获取提供了可靠的数据来源。

为达到以上技术目的，本发明提供以下技术方案：

(A)根据目标井岩性剖面对目标井按岩性划分层段，针对每个层段分别进行后续步骤的操作；

(B)收集目标井测井资料以及目标井或其邻井的对应目标层段的岩芯岩石力学测试资料，重点准备的数据包括纵波时差剖面、密度剖面，重点准备的岩芯岩石力学测试资料包括对应目标层段岩芯的纵波波速、密度、横波波速和实验围压条件；

(C)整理资料，保证在对应目标层段内取足三个以上岩芯的岩石力学测试数据，并按照下式分别构建观测输入矩阵、参数列向量和输出列向量：

V_s＝XA

V_s＝[v_s(1) v_s(2) … v_s(m)]^T