CN115656480B - 一种煤储层显微组分体积模量测定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种煤储层显微组分体积模量测定方法,涉及煤储层检测技术领域,包括:确定多个岩心试样的体积模量;所述岩心试样为从待测煤储层采集的岩心试样;确定每个所述岩心试样的各物质组分的体积占比;所述物质组分包括有机质类型物质和无机矿物,所述有机质类型物质包括多个显微组分;根据每个所述岩心试样的体积模量和各物质组分的体积占比,确定体积模量表达式;所述体积模量表达式为线性方程;根据多个所述体积模量表达式确定各显微组分的体积模量。本发明实现了煤储层显微组分体积模量测定。

Description

一种煤储层显微组分体积模量测定方法
技术领域
本发明涉及煤储层检测技术领域,特别是涉及一种煤储层显微组分体积模量测定方法。
背景技术
煤储层的地震岩石物理建模为揭示煤储层地震响应特征和建立适用于煤储层地震反演方法提供理论基础。但煤的成分很复杂,是多种有机物和无机物的混合物,绝大部分都是有机组分,包含少量的无机矿物。其中显微组分是显微镜(普通、光学、电子)下可辨认的煤的有机成分。目前常规无机矿物的体积模量参数均已明确,对于煤的显微组分(镜质组、壳质组、惰质组等)的体积模量测定的研究还未形成。因此显微组分体积模量的测定对煤储层地震岩石物理模型构建至关重要。
发明内容
本发明的目的是提供一种煤储层显微组分体积模量测定方法,实现了煤储层显微组分体积模量测定。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
一种煤储层显微组分体积模量测定方法,包括:
确定多个岩心试样的体积模量;所述岩心试样为从待测煤储层采集的岩心试样;
确定每个所述岩心试样的各物质组分的体积占比;所述物质组分包括有机质类型物质和无机矿物,所述有机质类型物质包括多个显微组分;
根据每个所述岩心试样的体积模量和各物质组分的体积占比,确定体积模量表达式;所述体积模量表达式为线性方程;
根据多个所述体积模量表达式确定各显微组分的体积模量。
可选地,所述确定多个岩心试样的体积模量,具体包括:
采用超声波脉冲透射法确定所述岩心试样设定覆压条件下的纵波速度和横波速度;所述设定覆压是根据预设待测深度确定的;
根据所述岩心试样的密度、所述纵波速度和所述横波速度确定所述体积模量。
可选地,所述根据所述岩心试样的密度、所述纵波速度和所述横波速度确定所述体积模量,具体包括:
根据公式
Figure 599591DEST_PATH_IMAGE001
确定所述体积模量;
其中,K表示所述体积模量,k为常数,ρ为所述岩心试样的密度,μ为泊松比,V s 表示所述横波速度,V p 表示所述纵波速度;
Figure 584602DEST_PATH_IMAGE002
可选地,所述确定每个所述岩心试样的各物质组分的体积占比,具体包括:
从所述岩心试样截取设定部分制成设定厚度的薄片;
通过相机获得所述薄片表面的底片;
根据所述底片,采用显微光度计确定所述底片上各物质组分的面积占比,将所述底片上各物质组分的面积占比作为所述岩心试样的各物质组分的体积占比。
可选地,所述体积模量表达式表示为:
Figure 16851DEST_PATH_IMAGE003
其中,K表示所述体积模量,N表示各物质组分的类型数量,K i 表示第i种物质组分的体积模量;f i 表示第i种物质组分的体积占比。
可选地,所述根据多个所述体积模量表达式确定各显微组分的体积模量,具体包括:
根据多个所述体积模量表达式,采用高斯消除法求解多个所述体积模量表达式组成的线性方程组,获得各显微组分的体积模量。
可选地,所述显微组分包括镜质组、惰质组和壳质组。
可选地,所述岩心试样为圆柱形岩心试样。
根据本发明提供的具体实施例,本发明公开了以下技术效果:
本发明公开了一种煤储层显微组分体积模量测定方法,根据每个岩心试样的体积模量和各物质组分的体积占比,确定体积模量表达式;根据多个体积模量表达式确定各显微组分的体积模量,实现了煤储层有机组分中显微组分体积模量测定,为煤储层地震岩石物理模型构建及利用地震预测煤储层弹性参数及煤储层表征提供了准确的显微组分体积模量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种煤储层显微组分体积模量测定方法流程示意图;
图2为本发明岩心试样示意图;
图3为本发明岩心试样测速原理示意图;
图4为本发明实施例薄片显微测试结果示意图一;
图5为本发明实施例薄片显微测试结果示意图二。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种煤储层显微组分体积模量测定方法,实现了煤储层显微组分体积模量测定。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明一种煤储层显微组分体积模量测定方法流程示意图,如图1所示,一种煤储层显微组分体积模量测定方法包括以下步骤:
步骤101:确定多个岩心试样的体积模量;所述岩心试样为从待测煤储层采集的岩心试样。
所述岩心试样为圆柱形岩心试样,如图2所示。
其中,步骤101具体包括:
测试岩心试样的制备:采用线切割法加工标准柱塞岩心(岩心试样),岩心试样长度3~6cm,直径1.5英寸,将岩心试样在恒温箱中115℃烘干33小时以减少水分及含气对煤储层显微组分测试的影响。
采用超声波脉冲透射法确定所述岩心试样设定覆压条件下的纵波速度和横波速度;所述设定覆压是根据待测煤储层的预设待测深度确定的。例如,设定覆压为0.1、3.5、4、6、8、10和11MPa。
考虑到煤的特殊性,超声测量拟从煤样中选取相对较完整、具有平整平面的岩心试样,分别测量了煤样沿煤层走向、倾向和垂向3个方向的纵波速度和横波速度(图3),其中V x 为煤层走向,V y 为样品倾向,V z 为煤层的垂向,并取三者的平均值作为最终的样品纵波速度和横波速度。
根据所述岩心试样的密度、所述纵波速度和所述横波速度确定所述体积模量。
其中,岩心试样的密度的确定过程为:先将干燥后的岩心试样用电子天平称量,并准确记录其数值;然后将将岩心试样表面进行油蜡涂抹密封,利用排水法测量岩心试样的体积;利用测量的岩心试样质量除以岩心试样体积得到岩心试样的密度,重复多次密度测量取其平均值作为最终密度。
基于弹性波传播理论和弹性参数岩石物理关系,所述根据所述岩心试样的密度、所述纵波速度和所述横波速度确定所述体积模量,具体包括:
根据公式
Figure 454524DEST_PATH_IMAGE001
确定所述体积模量;
其中,K表示所述体积模量,k为常数,ρ为所述岩心试样的密度,μ为泊松比,V s 表示所述横波速度,V p 表示所述纵波速度;
Figure 59948DEST_PATH_IMAGE002
步骤102:确定每个所述岩心试样的各物质组分的体积占比;所述物质组分包括有机质类型物质和无机矿物,所述有机质类型物质包括多个显微组分。
所述显微组分包括镜质组、惰质组和壳质组。
其中,步骤102具体包括:
从所述岩心试样截取设定部分制成设定厚度的薄片。
将磨制好的薄片在偏光镜下观察,用相机照相。
通过相机获得所述薄片表面的底片;
根据所述底片,采用显微光度计确定所述底片上各物质组分的面积占比,将所述底片上各物质组分的面积占比作为所述岩心试样的各物质组分的体积占比,具体包括:采用显微光度计进行煤样的各物质组分平均最大反射率定量测试,从而测定薄片中有机质类型(镜质组、惰质组、壳质组等)和无机矿物(黏土、方解石等)的不同组成的体积占比。
步骤103:根据每个所述岩心试样的体积模量和各物质组分的体积占比,确定体积模量表达式;所述体积模量表达式为线性方程。
所述体积模量表达式表示为:
Figure 400931DEST_PATH_IMAGE004
其中,K表示所述体积模量,N表示各物质组分的类型数量,K i 表示第i种物质组分的体积模量;f i 表示第i种物质组分的体积占比。
其中,步骤103具体包括:
利用Voight-Ruess-Hill公式表示岩心试样的体积模量K *
Figure 299355DEST_PATH_IMAGE005
具体过程分解为:
1)利用测定的有机质类型及体积占比、无机矿物类型及体积占比,利用Voigt界限模型求取体积模量的上限值,即:
Figure 460209DEST_PATH_IMAGE006
其中,K V 表示利用Voigt模型求取的体积模量上限。
2)利用测定的有机质类型及体积占比、无机矿物类型和体积占比,利用Reuss界限模型求取体积模量的下限值,即:
Figure 869324DEST_PATH_IMAGE007
其中,K R 表示利用Reuss模型求取的体积模量下限。
3)利用Hill算术平均方法求取样品组成矿物(包含无机和有机成分)的最终体积模量K *,即:
Figure 563349DEST_PATH_IMAGE008
体积模量表达式是联立
Figure 930876DEST_PATH_IMAGE009
与/>
Figure 844606DEST_PATH_IMAGE010
确定的。
步骤104:根据多个所述体积模量表达式确定各显微组分的体积模量。
其中,步骤104具体包括:
根据多个所述体积模量表达式,采用高斯消除法求解多个所述体积模量表达式组成的线性方程组,获得各显微组分的体积模量。
本发明通过多组测试结果利用高斯消除法进行线性方程组(体积模量表达式)求解计算得到煤储层镜质组、惰质组和壳质组等有机组分的体积模量。对于N种有机组分,测试N组数据(N个体积模量表达式)就可以求解得到所有有机组分的体积模量。
本发明基于岩石物理超声测试和微观显微测试的快速计算煤有机显微组分体积模量的方法,填补了煤储层显微体积模量没有确定的缺陷,为煤储层地震岩石物理模型构建及利用地震预测煤储层弹性参数及储层表征提供了坚实的理论依据,本发明方法可以推广到其他弹性模量的快速测定中。
本发明一种煤储层显微组分体积模量测定方法的具体实施如下。
表1 岩石试样地震超声测试弹性参数及体积模量计算结果
Figure 24789DEST_PATH_IMAGE011
表1为岩石试样地震超声测试弹性参数及体积模量计算结果。经过加工的岩石试样可以进行弹性参数测试,在测试之前首先使用排水法测量岩石试样的密度,纵、横波速的测试采用超声脉冲速度测试系统,通过岩石物理换算关系得到岩石试样的泊松比和体积模量。图2表示岩石试样显微组分鉴定及岩石物理测试来自一岩石样品,保证每一组测试数据的岩石物理测试及显微组分测定来自同一块样品,促使后续体积模量计算结果的可靠性,其中图2中A段和B段用于用于多次显微组分鉴定,C段用于岩石物理参数测试,显微组分鉴定是指采用显微光度计确定各物质组分的占比,物理参数测试是指采用超声波脉冲透射法确定岩心试样设定覆压条件下的纵波速度和横波速度。图4和图5为部分岩石试样的薄片显微测试结果,岩石试样的主要显微组分为镜质组和惰质组和无壳质组。无机矿物为方解石。
Figure 871522DEST_PATH_IMAGE012
表1和表2为岩石试样的岩石物理测试参数好显微组分测定结果,利用岩石物理测试参数计算得到样品的体积模量,同时利用显微组分测定结果利用Voight-Ruess-Hill公式计算样品体积模量,两种计算方式得到的体积模量结果相等,然后求解线性方程组得到镜质组和惰质组的体积模量结果。表1和表2中样品编号是指岩石试样的编号。
方解石的体积模量已知,为63.8Gpa,因此通过2组数据就可以求解得到镜质组和惰质组体积模量。通过多组数据计算结果并取平均值,得到镜质组体积模量为4.13Gpa,惰质组体积模量为3.61Gpa。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (4)

1.一种煤储层显微组分体积模量测定方法,其特征在于,包括:
确定多个岩心试样的体积模量;所述岩心试样为从待测煤储层采集的岩心试样;
确定每个所述岩心试样的各物质组分的体积占比;所述物质组分包括有机质类型物质和无机矿物,所述有机质类型物质包括多个显微组分;
根据每个所述岩心试样的体积模量和各物质组分的体积占比,确定体积模量表达式;所述体积模量表达式为线性方程;
根据多个所述体积模量表达式确定各显微组分的体积模量;
所述根据多个所述体积模量表达式确定各显微组分的体积模量,具体包括:根据多个所述体积模量表达式,采用高斯消除法求解多个所述体积模量表达式组成的线性方程组,获得各显微组分的体积模量;
所述确定多个岩心试样的体积模量,具体包括:
采用超声波脉冲透射法确定所述岩心试样设定覆压条件下的纵波速度和横波速度;所述设定覆压是根据预设待测深度确定的;
根据所述岩心试样的密度、所述纵波速度和所述横波速度确定所述体积模量;
所述根据所述岩心试样的密度、所述纵波速度和所述横波速度确定所述体积模量,具体包括:
根据公式
Figure QLYQS_1
确定所述体积模量;
其中,K表示所述体积模量,k为常数,ρ为所述岩心试样的密度,μ为泊松比,V s 表示所述横波速度,V p 表示所述纵波速度;
Figure QLYQS_2
所述体积模量表达式表示为:
Figure QLYQS_3
其中,K表示所述体积模量,N表示各物质组分的类型数量,K i 表示第i种物质组分的体积模量;f i 表示第i种物质组分的体积占比。
2.根据权利要求1所述的煤储层显微组分体积模量测定方法,其特征在于,所述确定每个所述岩心试样的各物质组分的体积占比,具体包括:
从所述岩心试样截取设定部分制成设定厚度的薄片;
通过相机获得所述薄片表面的底片;
根据所述底片,采用显微光度计确定所述底片上各物质组分的面积占比,将所述底片上各物质组分的面积占比作为所述岩心试样的各物质组分的体积占比。
3.根据权利要求1所述的煤储层显微组分体积模量测定方法,其特征在于,所述显微组分包括镜质组、惰质组和壳质组。
4.根据权利要求1所述的煤储层显微组分体积模量测定方法,其特征在于,所述岩心试样为圆柱形岩心试样。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2779230A1 (en) * 2011-06-10 2012-12-10 Schlumberger Canada Limited Method for cost effective sampling and characterization of heterogeneous unconventional hydrocarbon regions
CN103278615A (zh) * 2013-05-15 2013-09-04 太原理工大学 一种二氧化碳煤层地质储存的试验方法
CN103713320A (zh) * 2013-12-31 2014-04-09 孙赞东 一种富有机质泥页岩岩石物理模型的建立方法
CA2931435A1 (en) * 2015-05-29 2016-11-29 Cgg Services Sa Method for developing a geomechanical model based on seismic data, well logs and sem analysis of horizontal and vertical drill cuttings
CN109709302A (zh) * 2018-11-30 2019-05-03 中国海洋石油集团有限公司 基于多参数综合判别碎屑岩物源体系的方法
CN110824556A (zh) * 2019-10-22 2020-02-21 中国石油天然气股份有限公司 一种非常规致密砂岩储层的岩石物理模型建立方法及应用
CN113960659A (zh) * 2021-10-14 2022-01-21 中国矿业大学 一种地震岩石物理驱动的煤层气储层含气量预测方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016022301A1 (en) * 2014-08-04 2016-02-11 Schlumberger Canada Limited In situ stress properties

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2779230A1 (en) * 2011-06-10 2012-12-10 Schlumberger Canada Limited Method for cost effective sampling and characterization of heterogeneous unconventional hydrocarbon regions
CN103278615A (zh) * 2013-05-15 2013-09-04 太原理工大学 一种二氧化碳煤层地质储存的试验方法
CN103713320A (zh) * 2013-12-31 2014-04-09 孙赞东 一种富有机质泥页岩岩石物理模型的建立方法
CA2931435A1 (en) * 2015-05-29 2016-11-29 Cgg Services Sa Method for developing a geomechanical model based on seismic data, well logs and sem analysis of horizontal and vertical drill cuttings
CN109709302A (zh) * 2018-11-30 2019-05-03 中国海洋石油集团有限公司 基于多参数综合判别碎屑岩物源体系的方法
CN110824556A (zh) * 2019-10-22 2020-02-21 中国石油天然气股份有限公司 一种非常规致密砂岩储层的岩石物理模型建立方法及应用
CN113960659A (zh) * 2021-10-14 2022-01-21 中国矿业大学 一种地震岩石物理驱动的煤层气储层含气量预测方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
田喜梅 ; 李宏伟 ; 田丽梅 ; .石鳖抗冲蚀磨损三维数值模拟.农业机械学报.(第S1期),第125-130页. *

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