摘要地應(yīng)力的精確預(yù)測是對頁巖地層進(jìn)行水平井鉆井軌跡設(shè)計和壓裂的基礎(chǔ).本文在分析頁巖構(gòu)造特征的基礎(chǔ)上，提出了適用于頁巖地層的巖石物理等效模型的建立流程，并以此為基礎(chǔ)實現(xiàn)了最小水平地應(yīng)力的有效預(yù)測.首先，通過分析頁巖地層的礦物、孔隙、流體及各向異性特征，將其等效為具有垂直對稱軸的橫向各向同性介質(zhì)，進(jìn)行了頁巖巖石物理等效模型的構(gòu)建;然后建立了頁巖地層縱橫波速度經(jīng)驗公式，并將該經(jīng)驗公式與巖石物理等效模型均應(yīng)用于實際頁巖工區(qū)的橫波速度預(yù)測中，二者對比表明，本文中建立的頁巖氣巖石物理等效模型具有更高的橫波預(yù)測精度，驗證了該模型的適用性;最后，利用該模型計算各彈性剛度張量，進(jìn)而實現(xiàn)了頁巖地層最小水平地應(yīng)力的預(yù)測，與各向同性模型估測結(jié)果對比表明，該模型預(yù)測的最小水平地應(yīng)力與地層瞬間閉合壓力一致性更高，且儲層位置更為明顯，具有較高的實用性.

　　關(guān)鍵詞頁巖氣;巖石物理;各向異性;最小水平地應(yīng)力

　　1引言

　　作為一種新型天然氣資源，頁巖氣約占非常規(guī)天然氣資源量的50%，是非常重要的能源.由于頁巖地層非均質(zhì)性強，儲層致密，孔隙及流體狀況復(fù)雜等(董大忠等，2011;張金川等，2008;于炳松，2012;董寧等，2014)，其儲層描述和流體識別難度很大.巖石物理模型可將地震數(shù)據(jù)(縱、橫波速度等)與儲層參數(shù)(孔隙度，流體飽和度，泥質(zhì)含量等)聯(lián)系起來，正確適用的巖石物理模型能夠為地震正反演提供必要的數(shù)據(jù)資料，在用地震資料進(jìn)行反演和解釋中有著非常重要的作用(馬淑芳等，2010;徐勝峰等，2009;白俊雨等，2012;印興耀等，2015).對于復(fù)雜頁巖地層，目前尚無成熟的巖石物理理論.因此，研究適用于頁巖的地震巖石物理模型具有重要意義.

　　更新了一篇物理相關(guān)的論文，如國內(nèi)物理學(xué)期刊有哪些，您可以點擊并前往查看。

　　2基本原理

　　本文從頁巖巖石物理等效模型的構(gòu)建出發(fā)，提出一種水平地應(yīng)力有效預(yù)測的方法，為頁巖地層壓裂區(qū)域優(yōu)選提供了一定的理論依據(jù).其基本原理主要分為頁巖各向異性巖石物理模型的構(gòu)建和頁巖水平地應(yīng)力預(yù)測兩部分.

　　3實例分析

　　依據(jù)Castagna等(1993)的研究，巖石的縱橫波速度存在較為明顯的線性或非線性經(jīng)驗關(guān)系，我們以某頁巖氣工區(qū)井A為例，分別擬合了其線性與非線性經(jīng)驗公式(圖4)，并將該經(jīng)驗公式應(yīng)用到井A的橫波速度預(yù)測中，預(yù)測結(jié)果如圖5所示.另外，將該井測井解釋得到的各礦物含量、含水飽和度及孔隙度信息(圖6)輸入本文建立的頁巖巖石物理等效模型，計算縱橫波速度，與測井結(jié)果進(jìn)行對比(圖7).計算過程中所需礦物及流體參數(shù)見表1

　　4結(jié)論和認(rèn)識

　　本文通過對研究工區(qū)頁巖地層的各向異性特征及礦物、孔隙、流體特征的綜合分析，將其等效為VTI介質(zhì)，提出了頁巖地層巖石物理等效模型的建立流程，并將其應(yīng)用于工區(qū)橫波速度的估算.通過分析其與測井?dāng)?shù)據(jù)的吻合程度以及與經(jīng)驗公式計算結(jié)果的對比，驗證了此模型在該工區(qū)的可靠適用性.同樣，對于其他成層性較好、礦物、孔隙、流體等相似的頁巖地層，該模型同樣是適用的.但因模型中假設(shè)礦物種類較少且孔隙為隨機分布，該模型對于礦物種類復(fù)雜，存在較多垂向裂縫(具有HTI介質(zhì)特征)的頁巖地層是不適用的，對該類地層的建模方法我們9112仍需進(jìn)一步研究.

　　參考文獻(xiàn)

　　白俊雨，宋志翔，蘇凌等.2012.基于Xu-White模型橫波速度預(yù)測的誤差分析.地球物理學(xué)報，55(2)：589-595，doi：10.6038/j.1212ssn.0001-5733.2012.02.021.

　　鄧金根，陳崢嶸，耿亞楠等.2013.頁巖儲層地應(yīng)力預(yù)測模型的建立和求解.中國石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，37(6)：59-64.

　　丁文龍，李超，李春燕等.2012.頁巖裂縫發(fā)育主控因素及其對含氣性的影響.地學(xué)前緣，19(2)：212-220.

　　張廣智1，陳嬌嬌1，陳懷震1，馬中高2，李呈呈2，印興耀1