[发明专利]一种横观各向同性页岩地层脆性指数预测方法

权利要求书

1.一种横观各向同性页岩地层脆性指数预测方法，其特征在于，包括：

根据全波列声波测井资料确定页岩各向异性刚度系数；

根据页岩各向异性刚度系数确定地层坐标下横观各向同性页岩的刚度矩阵C_VTI；

根据页岩各向异性刚度系数确定页岩各向异性弹性模量和泊松比；

根据页岩各向异性弹性模量和泊松比确定地层坐标下横观各向同性页岩的柔度矩阵S_VTI；

对地层坐标下横观各向同性页岩的刚度矩阵C_VTI、柔度矩阵S_VTI进行Bond变换后，得到任意方位角和井斜角条件下的页岩刚度矩阵C和柔度矩阵S；

根据岩石弹性参数的定义和任意方位角和井斜角条件下的页岩刚度矩阵C和柔度矩阵S，计算任意井斜和方位井眼观测坐标下的页岩弹性模量和泊松比；

根据常规页岩脆性指数预测的泊-杨法和任意井斜和方位井眼观测坐标下的页岩弹性模量和泊松比，计算横观各向同性页岩地层脆性指数BI_{2_β}。

2.根据权利要求1所述的一种横观各向同性页岩地层脆性指数预测方法，其特征在于，所述页岩各向异性刚度系数的计算公式为：

式中：C₁₁为垂直于井眼轴线方向的纵波刚度；C₁₂、C₁₃分别为平行于层理面方向两个正交的剪切刚度；C₃₃为沿井眼轴线方向的纵波刚度；C₄₄为沿井眼轴线方向的横波刚度；C₆₆为横向的横波刚度；V_pv为沿井眼轴线方向的纵波波速；V_sv为沿井眼轴线方向的横波波速；V_sh为横向的横波波速；ρ为页岩密度。

3.根据权利要求2所述的一种横观各向同性页岩地层脆性指数预测方法，其特征在于，所述地层坐标下横观各向同性页岩的刚度矩阵的计算公式为：

式中：C_VTI为横观各向同性页岩的刚度矩阵。

4.根据权利要求2所述的一种横观各向同性页岩地层脆性指数预测方法，其特征在于，所述页岩各向异性弹性模量和泊松比的计算公式为：

式中：E₁为平行于层理方向弹性模量；E₃为垂直于层理方向弹性模量；v₁₂、v₁₃分别为平行于层理面方向两个正交的泊松比；v₃₁为垂直于层理面的泊松比。

5.根据权利要求4所述的一种横观各向同性页岩地层脆性指数预测方法，其特征在于，所述地层坐标下横观各向同性页岩的柔度矩阵的计算公式为：

式中：S_VTI为横观各向同性页岩的柔度矩阵；G₁₂为平行于层理面的剪切模量；G₁₃为垂直于层理面的剪切模量。

6.根据权利要求1所述的一种横观各向同性页岩地层脆性指数预测方法，其特征在于，所述任意方位角和井斜角条件下的页岩刚度矩阵和柔度矩阵的计算公式为：

式中：M为Bond矩阵；N为矩阵M的逆矩阵；M^T为矩阵M的转置矩阵；N^T为矩阵N的转置矩阵；α为井斜方位角；β为井斜角；C为任意方位角和井斜角条件下的页岩刚度矩阵；S为任意方位角和井斜角条件下的页岩柔度矩阵。

7.根据权利要求6所述的一种横观各向同性页岩地层脆性指数预测方法，其特征在于，所述任意井斜和方位井眼观测坐标下的页岩弹性模量和泊松比的计算公式为：

式中：E_{3_β}为井斜角为β时观测坐标系下的弹性模量；v_{31_β}为井斜角为β时观测坐标系下的泊松比。

8.根据权利要求7所述的一种横观各向同性页岩地层脆性指数预测方法，其特征在于，所述横观各向同性页岩地层脆性指数的计算公式为：

式中：为井眼观测坐标下归一化弹性模量；为井眼观测坐标下归一化泊松比；BI_{2_β}为横观各向同性页岩地层脆性指数。