声波成像测井弹性参数
优势：能够充分应用电阻率、 核磁、ECS成像等新仪器、新 方法测量信息
含水饱和度、 有效孔隙度
TOC
泊松比 杨氏模量 脆性指数
快横波 慢横波 各向异性参数
Langmuir等温线 自由气 吸附气
8
技术对策及解决方案
测井解释成果与XRD分析结果对比实例
石英含量 粘土含量 TOC含量 黄铁矿含量 方解石含量 白云石含量
19
成果应用
1、岩石物理建模成果应用目标
建立岩石弹性性质，如速度参数、密度与孔隙度、饱和度等油藏参数之间的关系； 建立利用地震响应预测这些油藏物理参数的理论与方法;
弹性参数：
纵波速度 横波速度 密度 各向异性参数
油藏特征参数：
厚度 TOC 脆性 孔隙度 饱和度 …
20
地震参数：
振幅 相位 频率 速度 各向异性参数 …
90 V p 0 V p 0
+
xx c11 c12 c13 yy c22 c23 zz c33 yz zx xy
0 0 0 c44
0 0 0 0 c55
0 exx e 0 yy 0 ezz 0 2eyz 0 2ezx c66 2exy
地 层 模 型 参 数
/ 1 2 3 4 5 6 7 8
PHIB 0.056 0.053 0.05 0.047 0.044 0.05 0.05 0.05
岩石物理建模
模 型 弹 性 参 数
22
模型序号 / 1 2 3 4 5 6 7 8
纵波速度 PvelSYN 4960.00 4936.06 4904.98 4867.83 4824.75 4685.02 4403.34 4042.50
成果应用
2、地震AVA/AVAZ特征正演分析
1）地震正演分析方法 VTI介质： Thomsen(1993) and Ruger(1997)
HTI介质： Ruger(1996) and Chen(1995)
正交各向异性介质： Chen(1995) and Tsvankin(1997)
21
Vp/Vs
Porosity
M. Sams et al. 2012
14
泥岩
页岩甜点
灰岩
页岩
技术对策及解决方案
2、页岩岩石物理建模方法
2.2 Jason Xu&Payne岩石物理模型 R-V-H骨架模型 白云石 方解石 DEM 方法干岩模型 有机碳粒 基质孔隙 内孔隙 裂缝孔 Solid Rock
Gassmann模型
17
技术对策及解决方案
2、页岩岩石物理建模方法
2.3 EMT-Backus模型-TI介质
粘土、 石英、 方解石、 白云石、 黄铁矿、 … 束缚水 孔隙 孔隙结 构参数 有效 孔隙 有机 碳 孔隙结 构参数
+
基质岩石 (SCA/DEM) 有机质干岩石 (SCA/DEM)
(SCA/DEM)
Gassmann 流体置换
3
页岩油气藏岩石物理问题
2、页岩储层孔隙结构变化多样
300um 5um
微裂隙
粘土孔隙
1um 页岩储层孔隙类型：
高角缝
有机孔
解理缝
1) 裂缝：包括构造应力缝，解 理缝，晶间缝等； 2) 无机矿物孔隙：包括粒间孔、 晶间孔等。
低角缝
4
3) 有机质孔隙：有Leabharlann 质内孔隙页岩油气藏岩石物理问题
孔隙结构是影响地震弹性属性的最重要的因素——王之敬，2001
Backus 平均
VTI 介质
Backus (1962)
各向同性部分
微裂隙
K-T (1974) or 裂缝孔隙 置换
各向异性部分
Xu&Payne(2009)
HTI 介质
EMTBackus(2013)
单位体积岩石 介质
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目录
页岩储层关键岩石物理问题 技术对策及解决方案 应用效果 结论及建议
A101井 A1井 B3-2井 C1井
水平井 B3-2HF
4500m/s
频数
0.03 0.02 0.01 3000 4000 5000 6000 7000
频数
0.04
水平井
Shale bedding
纵波速度（m/s)
纵波速度（m/s)

V
p
页岩速度差异：(4500-3900) / 3900 = 15.4%
PowerLog3.5 and before!
通过拟合Alpha与孔洞孔隙、裂缝孔隙等关系，建立Alpha关系模型，从而提高正演 纵、横波速度曲线精度。
2.2 Jason Xu&Payne岩石物理模型-各向同性介质
PowerLog9.0！
Jason Xu&Payne模型应用迭代DEM（微分有效介质）方法，逐渐引入孔洞孔隙、 基质孔隙、裂缝孔隙等建立干岩石模型。理论更加严格，能够有效提高正演纵、横波 速度曲线精度。
次生孔隙结构岩石 原生孔隙岩石
次生粒内孔
纵 波 速 度 ︵ Km/s)
5
5
裂缝孔隙岩石
4
裂缝孔 原生粒间孔
3 20 15 13 10 7 5 2 0
孔隙度（frac.)
After Xu et al, 2007
页岩油气藏岩石物理问题
3、页岩储层多为各向异性介质
0.07 0.06 0.05
直井
3900m/s
α≈ 0.2
13
Low AR
α≈ 0.02
High AR
技术对策及解决方案
2、页岩岩石物理建模方法
2.1 等效孔隙结构参数（AR）模型-模型精度
Invert AR from Vs
Vp Invert AR
Aspect ratio
Volumes
Density P-velocity S-velocity
灰岩骨架 Vp,Vs,ρ 石英骨架 Vp,Vs,ρ 黄铁矿骨架 Vp,Vs,ρ
VCAL VQUA VPYR
V-R-H
Km,μm,ρm
自恰(Self-Consistence) 干岩弹性参数计算 模型
Ks,μs, Kdry,μdry
砂岩长宽比 方解石长宽比 有机碳长宽比
骨架 流体 Brie方程
Kf,ρf 含气饱和度
“Dry” Rock
流体
粘土 泥岩孔隙 Xu&Payne岩石物理建模流程
15
After Xu and Payne, 2009
Fluid Saturated
技术对策及解决方案
2、页岩岩石物理建模方法
2.2 Jason Xu&Payne岩石物理模型
Xu&Payne模型成果图版与实测数据吻合精度更高，规律性更好； 相比Xu&Payne模型，迭代Xu&White 模型等效孔隙结构模型成果模板的趋势规律正确， 但正演数据响应区间偏窄，模型预测能力有限。
电阻率成像 高导缝 高阻缝 诱导缝 气测 中子 密度 声波 深电阻率 ECS岩性 脆性 浅电阻率 剖面
ECS
粘土 束缚水 菱铁矿 石英 方解石 白云石 黄铁矿 有机碳 自由水
烃类
硅 质 类 型 钙 质 类 型
流体充填在微结构中
常规测井解释方法最多只能求解除泥质以外的双矿物地层（如CRA），而页岩岩石 成分复杂，还需求解裂缝、流体等参数，传统测井解释方法很难求解此类问题。
干岩石
密度
Batzl e&Wa ng等 流体属性计算方法 水 Vp, ρ 气Vp, ρ K,ρ K,ρ
Gassmann 流体置换模型
横波
温度、压力、地层水矿化度、气比重
12
饱和流体岩石
纵波
技术对策及解决方案
2、页岩岩石物理建模方法
2.1 等效孔隙结构参数（AR）模型-工作流程
Density P-velocity S-velocity Vp/Vs Volumes 低长宽比(Low AR )参数适合于 裂缝孔隙发育段 岩石物理建模； 高长宽比(High AR)参数适合于 孔洞孔隙发育层 段岩石物理建模； 中等长宽比 (Middle AR )参 数适合于基质孔 隙发育层段岩石 物理建模；
2016 GeoSoftware UGM
页岩气储层地震岩石物理建模方法及应用
张万龙
赛吉纪技术服务（北京）有限公司 2016年5月
目录
页岩储层关键岩石物理问题 技术对策及解决方案 应用效果 结论及建议
2
页岩油气藏岩石物理问题
1、页岩储层岩石构成及孔隙流体成分复杂
1) 岩石组分多样：骨架包 括钙、硅、黄铁矿等； 2) 粘土类型复杂：伊利石、 蒙脱石、绿泥石… 3) 流体赋存相态多样：粘 土束缚水、毛管束缚水、 吸附气、可动流体… 4) 有机质类型丰富: 油、气、干酪根等
αfrac ≈ 0.02
粒间孔隙：α 通常 在0.08-0.15之间
孔隙度（frac.)
如何定量孔隙类型、大小，及对应的长宽比参数，以及长宽比参数发挥作用的方式， 是影响岩石物理建模精度的决定性因素。 10
技术对策及解决方案
2、页岩岩石物理建模方法
2.1 等效孔隙结构参数（AR）模型-各向同性介质
VTI及HTI介质有5个独立参数，而正交各向异性介质有9个独立参数。 有机碳、微裂隙以及考虑介质各向异性特性，需创新岩石物理建模方法
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目录
页岩储层关键岩石物理问题 技术对策及解决方案 成果应用 结论及建议
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技术对策及解决方案
1、多矿物最优化测井解释