[发明专利]致密砂岩裂缝的声波实验方法与识别方法

说明书

本发明公开了一种致密砂岩裂缝的声波实验方法，包括步骤S10，根据纵波衰减系数、横波衰减系数与微米级裂缝宽度的指数拟合关系，建立利用所述纵波衰减系数、横波衰减系数获得确定微米级裂缝宽度的公式：y＝B×e^A·x，式中，y为微米级裂缝宽度，x为纵波衰减系数或横波衰减系数，A为第一修正系数，范围在24～35之间，B为第二修正系数，范围在0.23～0.38之间，B值与砂岩的孔隙度呈正相关。同时，本发明还提供了一种致密砂岩裂缝的识别方法。本发明达到了在微米级上对致密砂岩裂缝进行识别的目的。

技术领域

本发明涉及石油天然气勘探的测井评价技术，特别涉及一种致密砂岩裂缝的声波实验方法与识别方法。

背景技术

致密砂岩裂缝识别是测井评价的难题。过去多采用微电阻率扫描成像测井来识别、评价地层裂缝，在碳酸盐岩地层的水基泥浆井中，得到了较好地应用。但在致密砂岩微裂缝地层中，特别是在油基泥浆井中，应用效果不理想，而声波测井受井中泥浆特性影响小，因此，可用声波幅度衰减识别地层裂缝。

声波幅度衰减与裂缝特性的关系，在理论上研究较多；但是受实验条件的限制，有关声波测井的实验室内研究，国内外学者研究的相对较少。20世纪80年代，Chen在小模型井中对声波全波列进行过实验观测，其后针对模拟的硬地层和软地层在小模型井中分别开展了多极子横波测井实验研究。Winkler等在小模型井中观测了斯通利波衰减与裂缝渗透性的关系，并与理论数值分析结果作了对比。Tang等对水平及垂直裂缝与斯通利波之间的响应关系进行了理论分析和实验研究。李长文等在人造砂岩模型井中进行过全波列观测实验和数据处理分析，重点开展了储层渗透性变化及裂缝大小对声波波列及其频谱特征参数影响的研究。国内外学者关于模型井的声波测井实验研究取得了不少成果，但是实验所研究的裂缝宽度都停留在毫米级，对微米级的裂缝宽度的实验研究很少，这对致密砂岩微裂缝识别、评价应用不利。

孔隙度是指岩石中孔隙体积或岩石中未被固体物质充填的空间体积与岩石总体积的比值。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的问题之一。

本发明要解决的技术问题之一在于解决在微米级上对致密砂岩裂缝进行识别的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种致密砂岩裂缝的声波实验方法，包括步骤S10，根据纵波衰减系数、横波衰减系数与微米级裂缝宽度的指数拟合关系，建立利用所述纵波衰减系数、横波衰减系数获得确定微米级裂缝宽度的公式：

y＝B×e^A·x

式中，y为微米级裂缝宽度，x为纵波衰减系数或横波衰减系数，A为根据拟合关系获得拟合曲线的斜率，范围在24～35之间，B为根据拟合关系获得拟合曲线的截距，范围在0.23～0.38之间，B值与砂岩的孔隙度呈正相关。

进一步的，包括步骤S9，根据受测量的岩心的长度和测量的声波幅值，确定纵波衰减系数或横波衰减系数，步骤中采用公式如下：

式中：x为纵波衰减系数或横波衰减系数，l为对接岩心总长度；C₀为岩心零缝宽时测量的声波幅度，C为有裂缝时的声波波幅。

进一步的，还包括步骤：

S1，将一块固定长度的受测量岩心垂直锯成两块用于模拟致密砂岩裂缝，切口刨光磨平，然后抽真空，称量1次并记录；再饱和淡水，同时称量，与真空下所测重量结合利用称重法获得岩心孔隙度，之后裹上保鲜膜备用；

S2，将数字示波器与超声方波脉冲发生/接收仪连接，所述超声方波脉冲发生/接收仪连接的发送换能器和接收换能器分别装在处理后的所述两块岩石夹持器的两端；

S3，将所述两块岩心之间涂抹黄油后完全一致对合装在夹持器上，所述发送换能器和接收换能器通过耦合剂分别连接在两块岩心上；