基于VTI横观各向同性模型的页岩力学参数测井方法与流程

技术特征：

1.一种基于VTI横观各向同性模型的页岩力学参数测井方法，包括以下步骤：

步骤1、根据纵、横波速各向异性测试结果，确定页岩气储层的区域常数K₁、K₃、b₁和b₃；

所述步骤1包括以下子步骤：

1.1、在某一特定页岩气储层钻取至少5个岩样；在同一岩样，测试密度ρ，以及3个方向的纵、横波速度：V_Sh(90°)、V_p(90°)、V_p(0°)、V_Sh(0°)和V_P(45°)；

1.2、根据纵、横波速度计算各个岩样的刚度系数：C₁₁、C₃₃、C₄₄、C₆₆、和C₁₃；

1.3、回归计算K₁和b₁：

C₁₁＝K₁(C₃₃-2C₄₄)+2C₆₆+b₁ (16)

式中，K₁、b₁为区域常数，无量纲；

1.4、根据页岩的Thomsen系数的关系式，回归计算K₃和b₃；

ε＝K₃γ+b₃ (18)

式中，ε、γ为页岩各向异向系数，无量纲；

K₃、b₃为区域常数，无量纲；

1.5、根据ε的定义式，以及γ的定义式，由公式(18)推知：

$C_{11}=(2b_3+1)C_{33}+\frac{K_3{C}_{33}(C_{66}-C_{44})}{C_{44}}---\left(19\right)$

把式(19)代入式(16)，得：

$C_{66}=\frac{2K_1{\left(C_{44}\right)}^2+(2b_3+1-K_1-K_3)C_{33}{C}_{44}-b_1{C}_{44}}{2C_{44}-K_3{C}_{33}}---\left(20\right)$

步骤2、在页岩气储层直井段，计算各深度点的应力参数；

所述步骤2包括以下子步骤：

2.1、根据直井的的测井资料提取纵波速度、横波速度，即V_p(0°)和V_Sh(0°)，配合密度测井曲线ρ，计算各深度点的C₃₃和C₄₄；

2.2、采用式(20)计算C₆₆，

2.3、计算刚度系数C₁₁、C₁₂和C₁₃；

2.4、根据直井段各深度点的刚度系数，计算水平和垂向上的杨氏模量与泊松比；

2.4、根据直井段各深度点的刚度系数，计算最小水平主应力和最大水平主应力。

步骤3、在页岩水平井段，计算各深度点的的应力参数，

所述步骤3包括以下子步骤：

3.1、根据水平井的测井资料，提取各深度点的密度、纵波速度、横波速度，即ρ、V_p(90°)、V_Sh(90°)，计算C₁₁、C₆₆；

3.2、把C₁₁、C₆₆和区域常数K₁、K₃、b₁、b₃代入公式(16)和(19)，联立方程求解出C₃₃和C₄₄。

3.3、计算刚度系数C₁₂、C₁₃；

3.4、根据水平井段各深度点的刚度系数，计算出各深度点的水平和垂向上的杨氏模量与泊松比。

3.5、根据水平井段各深度点的刚度系数，计算出水平井段各深度点的最小和最大水平主应力。

2.根据权利要求1所述的基于VTI横观各向同性模型的页岩力学参数测井方法，其特征在于：基于波速各向测试，确定页岩的Thomsen系数ε、γ之间的关系式。

3.根据权利要求1所述的基于VTI横观各向同性模型的页岩力学参数测井方法，其特征在于，所述步骤1中的岩样个数为5～10个。

4.根据权利要求1或2所述的基于VTI横观各向同性模型的页岩力学参数测井方法，其特征在于，所述岩样为棱柱，所述棱柱的轴线与页岩页理方向平行，棱柱包括三对平行侧面，所述三对平行侧面包括一对水平侧面、一对斜侧面、一对垂直侧面，所述水平侧面与页岩页理方向的夹角为0°，所述斜侧面与页岩页理方向的夹角为45°，所述垂直侧面与页岩页理方向的夹角为90°。

5.根据权利要求4所述的基于VTI横观各向同性模型的页岩力学参数测井方法，其特征在于：所述棱柱为八棱柱。

6.根据权利要求4所述的基于VTI横观各向同性模型的页岩力学参数测井方法，其特征在于：每对平行侧面的中心连线与棱柱的轴线交叉。

7.根据权利要求4所述的基于VTI横观各向同性模型的页岩力学参数测井方法：所述斜侧面与水平侧面、垂直侧面均相邻。