[发明专利]一种页岩岩石物理建模方法和装置

说明书

本发明公开了一种页岩岩石物理建模方法和装置。所述方法包括，根据干酪根成熟度相关曲线确定成熟度指数曲线，根据干酪根模量离散数据和成熟度指数曲线，确定干酪根的密度、体积模量和剪切模量曲线；根据吸附气和游离气含量曲线及干酪根的成熟度指数和密度曲线，确定有机质和无机质孔隙度曲线；根据干酪根、黏土矿物和其他矿物的密度、体积模量和剪切模量曲线及总孔隙度曲线、有机质和无机质孔隙度曲线，确定干岩石密度、纵横波速度和剪切模量曲线；根据干岩石密度、纵横波速度和剪切模量曲线及混合流体体积模量和密度曲线，确定页岩岩石物理模型。能够基于有机质在成熟过程中的变化合理建立页岩岩石物理模型。

技术领域

本发明涉及油气勘探技术领域，特别涉及一种页岩岩石物理建模方法和装置。

背景技术

页岩油气作为油气勘探开发中一种重要的非常规资源，已成为国内外油气资源研究的热点，实现页岩储层的准确预测及有效经济开发有赖于以岩石物理为基础的地震预测技术。在我国，不同盆地页岩油气地质条件差异大，岩性复杂，勘探开发难度大。国内不同地区热演化程度不一，页岩储层有机质含量及成熟度差异较大，同一地区不同小层有机质变化较大。并且，有机质含量是决定页岩储层质量的关键指标。不少研究表明，有机质对页岩储层弹性参数影响大，是影响地震响应的关键因素之一。有机质表征的精度影响着岩石物理模型的精度，从而影响地震定量表征、储层预测、甜点优选的精度，进而影响井位部署及水平井轨迹设计。因此，研发高精度的有机质表征方法及页岩岩石物理模型对于节约页岩油气勘探开发成本有重要意义。

发明内容

对于页岩储层有机质建模方法，目前学者们建立的模型主要考虑了干酪根的含量及分布方式，将干酪根以一定方式加入岩石物理建模过程中(VernikLiu,1997；Bandyopadhyay,2009；Sayer,2013；Carcione,2015)。但是，发明人发现，干酪根在成熟过程中含量及性质均发生变化，仅以固定含量、固定模量加入岩石物理模型中难以反映有机质在成熟过程中的变化，导致岩石物理模型的精度不够。对于有机质表征需要考虑其在成熟过程中的变化。但是，建立考虑有机质变化的页岩岩石物理模型面临着挑战。比如，固体干酪根的弹性模量随成熟度变化是个不适定性问题。实验测量的成熟度与干酪根含量为稀疏的点，难以建立连续的方程描述二者之间的关系(Emmanuel等,2016)。有的研究将干酪根的成熟度做了定性分类，给出了未成熟、成熟、过成熟状态下的建模方法(印林杰等，2020)，但是实际地层中热演化是连续的，干酪根的成熟度变化不是离散的，干酪根性质的变化也不是离散的。综上所述，尽管学者们对于有机质表征方法开展了研究，但是仍处于探索阶段，目前依然缺少一种可靠、经济有效的方式。

为了至少部分地解决现有技术存在的技术问题，发明人做出本发明，通过具体实施方式，提供一种页岩岩石物理建模方法和装置，能够基于有机质在成熟过程中的变化合理建立页岩岩石物理模型。

第一方面，本发明实施例提供一种页岩岩石物理建模方法，包括：

根据选定干酪根成熟度相关曲线确定干酪根的成熟度指数曲线，根据干酪根模量离散数据和所述成熟度指数曲线，确定干酪根的密度、体积模量和剪切模量曲线；

根据吸附气含量和游离气含量曲线及干酪根的所述成熟度指数曲线和密度曲线，确定有机质孔隙度曲线和无机质孔隙度曲线；

根据干酪根、黏土矿物和除干酪根和黏土矿物外的其他矿物的密度、体积模量和剪切模量曲线以及孔隙度曲线、所述有机质孔隙度曲线和无机质孔隙度曲线，确定干岩石密度、纵横波速度和剪切模量曲线；

根据所述干岩石密度、纵横波速度和剪切模量曲线及混合流体体积模量和密度曲线，确定页岩岩石的密度和纵横波速度曲线，构成页岩岩石物理模型。

第二方面，本发明实施例提供一种页岩岩石物理建模装置，包括：