基于测井资料计算横向各向同性地层地应力的方法研究

摘要

近年来，国内逐渐把非常规资源作为勘探开发的重要目标，非常规资源的产出需要进行压裂，受地应力等因素的影响大，因此针对非常规油气藏的力学评价非常重要。非常规油气藏，特别是页岩，具有明显的不均匀性和各向异性特征，其中以横向各向同性最为典型，因此分析横向各向同性地层的各向异性特征以及地应力的计算方法尤为重要。目前各大油田普遍使用的各向同性模型下的地应力计算方法已不适用于各向异性地层。测井资料是得到连续的井剖面地应力参数的唯一方法，因此本文研究了利用测井资料计算横向各向同性地层地应力的计算方法。首先通过正演模拟的方法研究了各向同性和各向异性地层充液井孔的声场特征，给出了提取横向各向同性地层声学参数的方法；在此基础上，建立了横向各向同性地层地应力的计算模型。 本文正演模拟了各向同性及横向各向同性模型下的波场、频散特征以及测井仪器的存在对波场响应的影响；模拟结果显示低频斯通利波对地层横向传播的波速敏感，且测井仪器的存在会明显改变斯通利波的频散特性。因此，在利用测井资料反演地层各向异性声学参数时要考虑仪器的弹性参数。应用频谱加权平均的方法实现了从声波测井数据中反演地层横向传播的横波速度，并得到了基于横向各向同性模型下的杨氏模量、泊松比等弹性参数。利用声波测井资料得到的各向异性弹性参数，结合其他测井资料如密度测井、伽马测井等数据建立了横向各向同性地层地应力的计算模型，在各向异性明显层段，此模型的计算结果与各向同性下的计算结果差异明显。在横向各向同性模型下得到的应力的大小、方向和破裂压力等参数对改善完井以及设计压裂有着非常重要的意义。

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