[发明专利]基于岩石物理模型的页岩有机质含量确定方法及装置

权利要求书

1.一种基于岩石物理模型的页岩有机质含量确定方法，其特征在于，包括：

设定页岩包括骨架、有机质、粘土和孔隙，其中，有机质包括层状有机质，粘土包括层状粘土，孔隙中包括水；

获取页岩岩石样品的各组分含量、密度和速度；

根据页岩岩石样品的各组分含量、密度和速度，基于页岩岩石物理模型，调整层状有机质含量和层状粘土含量，当页岩岩石物理模型速度与实测速度的差值在预设范围内时，反演得出页岩岩石样品的层状有机质含量和层状粘土含量，和骨架、有机质、粘土和整个页岩岩石的等效弹性模量；

根据实际测井资料数据，获取实际地层中的页岩岩石的密度曲线和声波时差曲线；

根据实际地层中的页岩岩石的密度曲线、声波时差曲线和各深度段的层状有机质含量和层状粘土含量，以及骨架、有机质、粘土和整个页岩岩石的等效弹性模量，基于页岩岩石物理模型，调整有机质含量、粘土含量和孔隙度，当页岩岩石物理模型速度与实测速度的差值在预设范围内时，反演出页岩有机质含量。

2.如权利要求1所述的基于岩石物理模型的页岩有机质含量确定方法，其特征在于，骨架、有机质、粘土和整个页岩岩石的等效弹性模量按照如下方式确定：

根据页岩岩石样品的有机质含量，由KT模型求出含流体有机质部分的体积模量和剪切模量；

根据页岩岩石样品的粘土含量，由SCA模型求出含束缚水粘土部分的体积模量和剪切模量；

根据页岩岩石样品的骨架矿物含量和各骨架矿物的弹性模量理论值，利用平均模型计算骨架部分的等效体积模量和剪切模量；

根据所述页岩岩石样品的各组分含量、含流体有机质部分的体积模量和剪切模量、含束缚水粘土部分的体积模量和剪切模量、骨架部分的等效体积模量和剪切模量，采用SCA模型计算页岩岩石样品对应的各向同性地层的等效体积模量和剪切模量；

根据页岩岩石样品对应的各向同性地层的等效体积模量和剪切模量，根据Backus平均模型求出页岩岩石样品对应的各向异性地层的等效体积模量和剪切模量。

3.如权利要求2所述的基于岩石物理模型的页岩有机质含量确定方法，其特征在于，根据页岩岩石样品的有机质含量，按照如下公式由KT模型求出含流体有机质部分的体积模量和剪切模量：

其中，S是流体饱和度，S＝Φ_f/(Φ_f+Φ_k)，Φ_f、Φ_k分别为有机质中所含流体的体积及有机质的体积，K_k和μ_k分别为有机质的体积模量和剪切模量；K_ke、μ_ke为含流体的有机质的等效体积模量和剪切模量，K_f为有机质中所含流体的体积模量。

4.如权利要求2所述的基于岩石物理模型的页岩有机质含量确定方法，其特征在于，根据页岩岩石样品的粘土含量，按照如下公式由SCA模型求出含束缚水粘土部分的体积模量和剪切模量：

其中，

其中，K_w、μ_w分别为水的体积模量和剪切模量，K_c、μ_c分别为粘土的体积模量和剪切模量，α为粘土颗粒的纵横比，f_bw、f_c分别为粘土束缚水和粘土的体积相对含量，且f_bw+f_c＝1，分别含束缚水粘土部分的体积模量和剪切模量。

5.如权利要求2所述的基于岩石物理模型的页岩有机质含量确定方法，其特征在于，根据页岩岩石样品的骨架矿物含量和各骨架矿物的弹性模量理论值，按照如下公式利用平均模型计算骨架部分的等效体积模量和剪切模量：

其中，K_me、μ_me分别为骨架部分的等效体积模量和等效剪切模量，K_i、μ_i分别为第i种骨架矿物的体积模量和剪切模量，f_i为第i种骨架矿物在骨架部分中的相对体积含量，N为骨架矿物的总种类。