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46.Techlog页岩各向异性分析技术

Techlog软件提供了完整的页岩储层评价流程,包括从储层品质评价(Shale Advisor)、各向异性分析(Shale Anisotropy Analysis)到分级压裂优化(Completion Advisor)。

页岩由于沉积颗粒的排列具有一定的方向性,通常表现出某种程度的各向异性。页岩地层各向异性的特别之处在于其横观各向同性(Transverse Isotropy或TI)。利用Techlog软件Shale Anisotropy Analysis模块提供的技术,可以基于偶极声波数据,可以对横观各向同性页岩地层的力学参数进行反演,为地质力学应用或地震反演提供准确的输入数据。

页岩各向异性分析的重要性

横观各向同性地层的弹性特征完全由五个独立的弹性参数来描述,通常以汤姆森参数(Vp0、Vs0、ε、δ、γ)、弹性刚量(C11、C13、C33、C44、C66)或机械特性参数(Ev、Eh、νvh、νhh、μ)来表示。

在地质力学方面,忽视弹性各向异性的存在将导致原场应力估算值偏低,从而引起不合理的射孔和压裂方案,导致产量偏低。

在地震反演(如AVO分析)中弹性参数各向异性的存在是一个众所周知的棘手问题。没有考虑各向异性的处理将引起地层速度的估算出现偏差,结果导致时深转换中两者对应错误。

页岩各向异性分析流程

Techlog软件Shale Anisotropy Analysis页岩各向异性分析将偶极横波数据与先验信息相结合进行反演,获得横观各向同性页岩地层五个独立的弹性参数。

对于页岩各项异性分析而言,输入数据(最多只有4个)比要求解的独立的TI弹性参数(共5个)要少,这一个问题是利用先验信息并通过贝叶斯算法(概率法)反演而解决的。这里先验信息的定义是TI弹性参数的平均值及相互之间关系的统计信息。

Techlog页岩各向异性分析使用先验信息、纵波、偶极快慢横波及构造几何形态等信息,获取像横观各向同性页岩地层五个独立的弹性参数。

可使用多种先验信息

在输入先验信息时,用户可以三种常见的表示方法输入:汤姆森参数、Cij、或岩石机械特性参数,其来源可以是岩心数据、VSP或以前在邻井获得的TI弹性参数结果。软件还提供了基于公开发表文献而预先定义的先验信息。另外,用户可以选择完全基于输入的声波数据而不使用任何的先验信息。

页岩各向异性分析技术还包含岩心数据准备功能。当有岩心数据时,该功能可指导用户轻易地根据岩心数据设置供后续反演使用的先验信息。

页岩各向异性反演技术可使用多种先验信息进行约束

输出成果

页岩各向异性反演可以基于纵波、偶极快慢横波和斯通利波横波时差曲线输出连续的TI弹性参数,而且适用于任何井斜及地层产状。页岩各向异性分析结果可以三种常见表示方式输出:Cij、岩石机械特性参数或汤姆森参数,同时还输出分析结果的不确定性(见下图中的粉色曲线)。

加拿大Albert应用实例:利用岩心机械特性数据作为约束,基于声波数据对页岩各向异性弹性参数进行反演

技术特点

• 对于横观各向同性地层进行快速、完整和与模型无关的五个弹性参数反演

• 适用于任何的井轴与层面夹角

• 可接受任何关于弹性参数及它们之间关系的单方面或组合的先验信息

• 可进行反演结果的不确定性分析

• 提供数据粗化、斜井到直井曲线转化、以及曲线方波化等功能

地质应用

• 成层性页岩斜井钻井风险(即层面破裂)评估

• 页岩气/油环境水平井分级压裂优化

• 为各向异性储层地震深度偏移提供更准确的速度模型

• 时差曲线从斜井到直井转换(各向异性校正)

Marcellus operator(West Virginia)应用实例:输出成果包括连续的汤姆森参数成果曲线和斜井声波曲线的直井化。在大斜度井段,直井化之后的声波速度比输入速度最高可快500 m/s。

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