横向各向同性地层岩石力学参数的计算及应用

钱玉萍,王文文,林龙生,张宏伟,侯振学,成家杰

(中海油田服务股份有限公司油田技术事业部,河北廊坊065201)

0 引 言

早期的声波测井假设井外地层为各向同性固体,随着理论研究的深入以及现场实测数据的积累,人们逐渐认识到弹性各向异性和渗透率各向异性在岩层中普遍存在[1]。泥、页岩约占沉积岩类的75%,是含油气沉积盆地最主要的盖层岩石,地震波传播到含油气层前必须穿过这些具有内在各向异性的泥、页岩层,通常将层理发育的泥、页岩当作具有横向各向同性的弹性介质来处理(横向各向同性介质,即平行于某一平面的所有各个方向都具有相同弹性性质的介质)。大量研究表明,泥岩、页岩的各向异性可达70%[2-4]。除了泥、页岩,定向分布的裂缝也可以近似地用横向各向同性模型描述[5]。然而目前对于横向各向同性地层的岩石力学参数求取,大多数情况下依然假设地层是各向同性的。一旦岩层存在较强的弹性各向异性(比如泥、页岩,定向分布裂缝),基于各向同性假设计算的岩石力学参数将不再适应,计算结果也不能正确反映地层岩石力学的真实情况。

国内外的一些学者对泥、页岩弹性性质进行了较为系统的实验研究,Jones等[6]研究了Willison盆地白垩系页岩在不排水条件下超声波速度各向异性问题。Hornby[7]研究了排水条件下页岩的各向异性特点。乔悦东等[8]提出以椭圆方程作为反演模型,采用最小二乘法确定汤姆森系数的方法,实现对斜井泥岩的声波速度进行各向异性校正。……