[发明专利]一种页岩基质模量的计算方法及系统

权利要求书

1.一种页岩基质模量的计算方法，其特征在于，该方法包括：

获取页岩储层的基质矿物组分类型，所述基质矿物组分类型对应的体积模量、剪切模量及密度，孔隙中流体的体积模量和密度，通过测井解释得到页岩的各个组分体积含量及孔隙度；

根据所述页岩储层的基质矿物组分类型，将弹性模量小于泥岩的颗粒划分为软颗粒，其余基质矿物组分划分为硬颗粒；

根据基质矿物组分类型对应的体积模量、剪切模量及密度，孔隙中流体的体积模量和密度，及测井解释得到页岩的各个组分体积含量及孔隙度，计算得到当前深度点的软颗粒的弹性模量及密度、硬颗粒混合后的弹性模量及密度；

根据所述页岩的各个组分体积含量，分别得到软颗粒的体积含量及硬颗粒的体积含量；

将所述软颗粒的弹性模量及硬颗粒的弹性模量分别转化为软颗粒对应的纵横波速度及硬颗粒对应的纵横波速度；

根据软颗粒及硬颗粒的体积含量、密度及对应的纵横波速度，通过Backus等效模拟，将密度和纵横波速度转化为弹性张量，得到混合层状基质的弹性张量矩阵；

根据所述弹性张量矩阵得到当前深度点的页岩基质的体积模量及剪切模量；

依次计算每个深度点的页岩基质的体积模量及剪切模量，得到页岩基质模量。

2.根据权利要求1所述的页岩基质模量的计算方法，其特征在于，获取页岩储层的基质矿物组分类型，所述基质矿物组分类型对应的体积模量、剪切模量及密度，孔隙中流体的体积模量和密度，通过测井解释得到页岩的各个组分体积含量及孔隙度，包括：

根据测井资料、录井资料、室内测试资料及地区经验参数，获取页岩储层的基质矿物组分类型，所述基质矿物组分类型对应的体积模量、剪切模量及密度，孔隙中流体的体积模量和密度，通过测井解释得到页岩的各个组分体积含量及孔隙度。

3.根据权利要求2所述的页岩基质模量的计算方法，其特征在于，根据基质矿物组分类型对应的体积模量、剪切模量及密度，孔隙中流体的体积模量和密度，及测井解释得到页岩的各个组分体积含量及孔隙度，计算得到当前深度点的软颗粒的弹性模量及密度，包括：

以泥质为背景介质，采用DEM模型将泥岩孔隙加入到背景介质中，得到泥岩孔隙体积、含孔隙的泥质的体积模量和剪切模量，计算式为：

其中，K(φ)为含孔隙的泥质的体积模量；

U(φ)为含孔隙的泥质的剪切模量；

K₁、μ₁为纯泥质的体积模量和剪切模量；

K₂、μ₂为加入的泥岩孔隙的体积模量和剪切模量，当加入干空隙时，取值为0；

P^(*1)、Q^(*1)为几何因数，表示在以泥质为背景介质中加入干孔隙后的效果；

φ为泥岩中孔隙的体积含量，与测井解释得到的孔隙度和泥质含量成比例关系为：

φ＝POR·V_clay·m；(3)

其中，POR为测井解释得到的孔隙度；

V_clay为泥质含量；

m为地区经验参数；

通过Gassmann公式模拟泥质孔隙中饱和流体的体积和剪切模量，计算式为：

μ_sat＝U(φ)；(5)

其中，K_sat为饱和泥质的有效体积模量；

μ_sat为饱和泥质的有效剪切模量；

K_fl为孔隙中流体的体积模量；

以饱和流体的泥质为背景介质，通过DEM模型将干酪根添加到泥质中，得到软颗粒的体积模量、剪切模量及密度，计算式为：

ρ_soft＝ρ_clayV_clay+ρ_keroφ₂+ρ_flφ；(8)

其中，K_soft(φ₂)为软颗粒的体积模量；

U_soft(φ₂)为软颗粒的剪切模量；

ρ_soft为软颗粒的密度；

K₃、μ₃、φ₂分别为干酪根的体积模量、剪切模量、体积含量；

P^(*2)、Q^(*2)分别为在饱和泥质中加入干酪根后对泥质的影响参数；

ρ_clay、V_clay分别为泥质的体积和密度；

ρ_kero为干酪根的密度；

ρ_fl为填充流体的密度。