由骨架矿物、干酪根和孔隙组成的页岩地层体积模型。参考 图2,单位体积的页岩地层包括多种骨架矿物体积、干酪根含量和孔隙，其中孔隙包括游离 气、束缚水和可动水，满足
[0057] 其中Vj为第j种骨架矿物体积含量，VK为干酿根体积含量，为气体体积含量， Ν为骨架矿物数量，VXBW是束缚水体积含量，VPGW是可动水体积含量。
[0058] 具体的，不同地区矿物成份并不相同，常见的骨架矿物包括：伊利石、绿泥石、蒙脱 石、石英、长石、云母方解石、白云岩和黄铁矿等。通常情况下，页岩地层中的硅质包括石英、 长石和云母，钙质包括方解石和白云岩，泥质包括蒙脱石、伊利石、绿泥石和高岭石。
[0059] 在步骤S102中，基于所述体积模型构造页岩地层在不同体积含量参数条件下的 测井响应方程，确定响应方程误差和测量误差。
[0060] 页岩地层不同骨架矿物、干酪根和孔隙条件下的测井响应方程为：
[0062] 其中仁为第i种测井曲线的响应结果Α为第j种页岩地层矿物体积含量；VK为 干酪根体积含量；为气体体积含量，= VXBW+VPGW为束缚水和可动水体积含量的总 和，Ν为骨架矿物数量；MAy为第i种测井曲线对应第j种矿物的骨架值；MAlK、MAlg、MA 1W分 别为干酪根、气体和水对应的第i种曲线骨架值，N为骨架矿物数量。
[0063] 在本实施例中，构造不同体积含量参数条件下的补偿声波测井、补偿中子测井和 补偿密度测井响应方程：
[0064] 补偿声波测井曲线响应方程
[0066] 其中MACj为第j种骨架矿物对应的声波骨架值，ACK、ACg、ACW分别是干酪根、气体 和水的声波骨架值；
[0067] 补偿中子测井曲线响应方程
[0069] 其中MCNLj为第j种骨架矿物对应的中子骨架值，CNLK、CNLg、CNLW分别是干酪根、 气体和水的中子骨架值；
[0070] 补偿密度测井曲线响应方程
[0072] 其中MDE%为第j种矿物对应的密度骨架值；DENK、DENg、DEN W分别是干酪根、气体 和水的密度骨架值。
[0073] 由于测井仪器与数据采集系统均存在一定的测量误差，本实施例中某种测井响应 的测量误差取其实际测量数值大小的5%。
[0074] 任何测井方程都是根据对实际地层作一系列的数学物理简化之后建立的测井解 释模型得出的理论公式，响应方程中存在一定的响应方程误差τ ρ
[0075] 在步骤S102中，响应方程误差包括：
[0076] 声波测井响应方程误差
其中，δ Atnif、δ Atl分别 为泥浆滤液和骨架矿物的补偿声波误差，V,为第j种骨架矿物体积含量，Φ为孔隙度，Φ =
[0077] 补偿中子测井响应方程误差
[0078] 其中，δ CNL^f、δ CNQ分别为泥浆滤液和骨架矿物的补偿中子误差；
[0079] 补偿密度测井响应方程误差
[0080] 其中，δ p mf、δ p i分别为泥浆滤液和骨架矿物的密度误差。
[0081] 在步骤S103中，采集实际测井曲线，以页岩地层矿物质量含量为约束条件，根据 所述测井响应方程，响应方程误差和测量误差建立测井解释的目标函数：
[0083]其中，
[0084] 为第i种测井曲线实际测量值，％ ;
[0085] X = (^，…Vj, VK, ΦΕ，Φ")为页岩地层体积含量参数，％ ;
[0086] ζ为当前测井深度，m;
[0087] 〇 i为第i种测井曲线的测量误差；
[0088] τ i为构造的第i种测井曲线响应方程误差；
[0089] 仁(X，ζ)为在ζ深度时构造的第i种测井曲线响应；
[0090] m为测井曲线的种类；
[0091] gj (X)为X的第j种约束条件；
[0092] τ」为第j种约束误差；
[0093] p为约束个数。
[0094] 在本实施例中djx，ζ)分别为补偿声波测井曲线响应AC，补偿中子测井曲线响应 CNL，补偿密度测井曲线响应DEN。
[0095] 优选的，本实施例中将页岩地层的矿物质量含量作为约束条件：
[0096] 约束条件&〇〇表示为
[0097] 其中，Vj为第j种页岩地层骨架矿物的体积含量，w_j为页岩地层的矿物质量含量， P b为密度测井值，Ρ μα为矿物骨架密度。页岩地层矿物质量含量％由全岩分析法或者ECS 元素俘获测井资料确定。
[0098] 相应的质量约束误差τ ^取值为1。
[0099] 不限于此，还包括以下约束条件：
[0100] V」彡0, j为矿物种类；彡0, 彡0。
[0101] 在步骤S104中，计算使所述目标函数取得最小值的最优体积含量参数，绘制最优 体积含量参数对应的测井响应的正演结果曲线和正演曲线的置信区间。
[0102] 由目标参数F(x，a)可构建最优化测井解释的数学模型：
[0104] 计算使所述目标函数F(x，a)取得最小值的最优体积含量参数X = (Vi，··· ΦΕ，Φ")，即可确定与实际体积含量最接近的体积含量参数。
[0105] 优选的，在本实施例中利用BFGS变尺度法确定搜索方向为爲=-/^艮。在搜索方 向4上可寻找目标函数的极小值。
[0106] 其中正定对称矩阵为尺度矩阵，艮=VF(&)表示目标函数F(x，a)在第k次迭 代点处的梯度，在第k次搜索方向毛上任意一点表示为1 = ?，目标函数F (X，a)转换 为单变量函数Φ (t)。
[0107] 利用DSP0W抛物线插值法求取单变量函数Φ⑴的极小值点t。，根据t。确定页岩 地层最优体积含量参数X = (^，…Vj, VK, Φρ Φ")。
[0108] 上文中BFGS变尺度法和DSP0W抛物线插值法是本领域技术人员公知的测井解释 最优化方法，可参考《高等学校教材：测井数据处理与综合解释》（雍世和著，2007年8月1 日出版）。
[0109] 在步骤S205中，检验所述测井响应的正演结果曲线是否与实际测井曲线匹配，将 匹配的正演结果曲线对应的页岩地层最优体积含量参数中的可动水体积含量作为确定结 果。
[0110] 具体的，根据实际测井曲线、响应方程误差和测量误差绘制正演曲线的置信区间
，其中％为第i种测井曲线实际测量值；〇 i和τ i对应为测 量误差和测井曲线响应方程误差；置信区间反映了最终响应曲线的可靠程度。
[0111] 当所述测井响应的最优正演响应曲线处于正演曲线的置信区间内时，所述检验所 述测井响应的正演结果曲线与实际测井曲线匹配，即最说明优体积含量参数X = (Vi，… Vj，Vi(，Φρ φ?)充分反应了页岩地层中的实际体积含量。
[0112] 此外，可根据目标函数最优值的大小检验测井响应的正演结果曲线是否与实 际测井曲线匹配。对于利用最优化方法计算的最优体积含量参数X%目标函数最优值 FYx'a)~0。FYx'a)是衡量正演测井曲线是否逼近实际测井曲线的总标志。FYx'a)值 较小，说明测井响应的正演结果曲线与实际测井曲线匹配程度较好。
[0113] 接下来，根据经验公式计算束缚水的体积含量：
[0114] VXBff = a(VCHL+VILL+VMON),
[0115] 其中，VXBW为束缚水的体积含量，VCHL、VILL和VM0N分别为绿泥石、伊利石和蒙 脱石的体积含量。a为常数，通常取0.1~0.3。
[0116] 然后计算可动水的体积含量：
[0117] VPGW = (K-VXBW。
[0118] 综上所述，本发明实施例提供的方法可根据页岩地层矿物质量解释结果，结合常 规测井资料中的补偿声波、补偿中子和密度测井资料反演计算出页岩地层矿物体积、干酪 根体积和孔隙度大小，可以快速识别页岩地层可动水体积含量，减少了岩心实验确定可动 水体积含量的过程，节