【摘要】：頁(yè)巖氣是賦存于泥巖或頁(yè)巖中的天然氣,作為常規(guī)油氣資源的重要補(bǔ)給,對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和能源安全具有重大意義。頁(yè)巖氣儲(chǔ)層具有富含有機(jī)質(zhì)、有效孔隙度低等地質(zhì)特點(diǎn)及波動(dòng)各向異性、應(yīng)力延展性差等物理特征,增加了頁(yè)巖氣儲(chǔ)層理論研究和技術(shù)應(yīng)用的難度。疊前地震反演是頁(yè)巖氣儲(chǔ)層識(shí)別與評(píng)價(jià)的有效手段,也面臨著富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖地震響應(yīng)機(jī)制不明確、地震各向異性顯著和待反演參數(shù)多等挑戰(zhàn)。開展頁(yè)巖氣儲(chǔ)層疊前地震反演方法研究對(duì)頁(yè)巖氣資源勘探開發(fā)具有理論意義和實(shí)用價(jià)值。粘土礦物、柔性孔隙和有機(jī)質(zhì)等物性特征是引起頁(yè)巖氣儲(chǔ)層地震各向異性的內(nèi)在因素。從頁(yè)巖氣儲(chǔ)層地質(zhì)-地球物理特征出發(fā),在室內(nèi)觀測(cè)數(shù)據(jù)和測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的標(biāo)定下,利用各向異性自洽-微分等效介質(zhì)理論和顆粒優(yōu)勢(shì)方位分布平均理論,構(gòu)建了頁(yè)巖固相基質(zhì)的等效模型;并借助各向異性等效場(chǎng)理論引入了有機(jī)質(zhì)對(duì)頁(yè)巖宏觀彈性性質(zhì)的影響,實(shí)現(xiàn)了富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖的地震巖石物理建模,建立了反映有機(jī)質(zhì)含量的頁(yè)巖地震巖石物理量版圖,為頁(yè)巖氣儲(chǔ)層物性預(yù)測(cè)提供了理論支撐。各向異性楊氏模量和泊松比反映了頁(yè)巖氣儲(chǔ)層的巖石力學(xué)特征,是識(shí)別開發(fā)工程“甜點(diǎn)”的重要參數(shù)。本文從頁(yè)巖橫向各向同性本構(gòu)方程出發(fā),通過介質(zhì)分解理論將各向異性本構(gòu)矩陣表示為各向同性背景與和各向異性擾動(dòng);利用地震波擾動(dòng)理論,推導(dǎo)了頁(yè)巖氣儲(chǔ)層各向異性楊氏模量和泊松比的近似表征方程,建立了頁(yè)巖氣儲(chǔ)層巖石模量參數(shù)和Thomsen地震各向異性參數(shù)間的量化關(guān)系,與實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)比證實(shí)了本文近似方程具有較高精度;利用廣義正交各向異性巖石力學(xué)模型,借助線性滑移裂縫等效介質(zhì)理論,建立了由本征各向異性參數(shù)和裂縫弱度參數(shù)表示的地應(yīng)力近似方程,為頁(yè)巖氣儲(chǔ)層各向異性巖石模量預(yù)測(cè)和可壓裂性評(píng)價(jià)奠定了基礎(chǔ)。頁(yè)巖氣儲(chǔ)層巖石模量和各向異性參數(shù)是頁(yè)巖氣有利區(qū)識(shí)別和開發(fā)評(píng)價(jià)中的關(guān)鍵參數(shù)。本文在反映頁(yè)巖氣儲(chǔ)層巖石模量參數(shù)和各向異性參數(shù)的平面波反射近似方程的基礎(chǔ)上,構(gòu)建了頁(yè)巖氣儲(chǔ)層等效正交各向異性介質(zhì)中縱波反射系數(shù)正演算子。在貝葉斯疊前反演理論框架下,形成了基于方位反射系數(shù)方程的頁(yè)巖氣儲(chǔ)層多參數(shù)疊前地震反演方法。針對(duì)從反射振幅中反演各向異性參數(shù)擾動(dòng)量存在的不穩(wěn)定性,本文發(fā)展了基于方位彈性阻抗的正交各向異性介質(zhì)參數(shù)反演方法,實(shí)現(xiàn)了頁(yè)巖氣儲(chǔ)層地震各向異性參數(shù)的直接反演,增強(qiáng)了多參數(shù)同時(shí)反演的穩(wěn)定性。理論模型試算和實(shí)際資料試處理驗(yàn)證了本文方位疊前地震反演方法的合理性和實(shí)效性,為頁(yè)巖氣儲(chǔ)層預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)提供了有效手段。利用寬方位疊前地震資料建立頁(yè)巖氣儲(chǔ)層多參數(shù)反演方法已成為一項(xiàng)前沿性研究課題。本文從頁(yè)巖氣儲(chǔ)層地震巖石物理建模研究出發(fā),探索了描述頁(yè)巖氣儲(chǔ)層巖石力學(xué)性質(zhì)與地應(yīng)力狀態(tài)的表征方法,開展了頁(yè)巖氣儲(chǔ)層等效正交各向異性介質(zhì)平面縱波反射方程的解析研究,進(jìn)而發(fā)展了面向頁(yè)巖氣儲(chǔ)層多參數(shù)預(yù)測(cè)的方位疊前地震反演方法,理論模型測(cè)試和實(shí)際應(yīng)用初探說明了本文研究成果對(duì)頁(yè)巖氣儲(chǔ)層識(shí)別與評(píng)價(jià)具有一定積極作用。
【圖文】：

2.1 頁(yè)巖氣儲(chǔ)層物性特征頁(yè)巖氣儲(chǔ)層為富有有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖，由成巖礦物（粘土和非粘土礦物）、有機(jī)質(zhì)、多尺度孔隙和多相態(tài)孔隙填充物組成，如圖 2-1 所示。本節(jié)將從成巖組分、孔隙空間和孔隙填充物三個(gè)方面，刻畫富有頁(yè)巖氣儲(chǔ)層物性特征。頁(yè)巖氣儲(chǔ)層中礦物種類較多，一般由粘土礦物（蒙脫石，伊利石和高嶺石等），非粘土硅質(zhì)礦物（石英和長(zhǎng)石等），碳酸巖鹽礦物（方解石和白云石等），，以及黃鐵礦等其它礦物組成。粘土礦物是引起頁(yè)巖固有各向異性的主要因素之一，同時(shí)作為主要的承載基質(zhì)，塑性粘土礦物降低了頁(yè)巖巖石力學(xué)強(qiáng)度成為了頁(yè)巖氣儲(chǔ)層地震巖石物理建模中的主要研究對(duì)象。除了無機(jī)礦物，頁(yè)巖氣儲(chǔ)層固相基質(zhì)部分中還含有一類特殊的類固態(tài)成分--有機(jī)質(zhì)一方面，低成熟度的有機(jī)質(zhì)可以作為承載固相，另一方面，成熟的有機(jī)質(zhì)中發(fā)育排烴孔、縫形成了含納米級(jí)孔隙的“海綿”狀孔隙介質(zhì)，使得低孔低滲頁(yè)巖地層具有了自生自儲(chǔ)的能力，同時(shí)富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖的巖石物理建模也更為復(fù)雜。

第二章 頁(yè)巖氣儲(chǔ)層地震巖石物理建模方法性強(qiáng)度以及有機(jī)質(zhì)含量的基本物性參數(shù)。頁(yè)巖礦物組分復(fù)雜，主要由粘土礦物（小于50%），碳酸鹽礦物（小于 50%）和石英等硅質(zhì)礦物（25%~30%），以及黃鐵礦等礦物組成，一般使用粘土礦物-碳酸鹽巖礦物-硅質(zhì)礦物組分三端元圖劃分頁(yè)巖巖相。頁(yè)巖處于礦物組分三端元圖的中心區(qū)域，另外三個(gè)端元分別對(duì)應(yīng)硅質(zhì)泥巖，富粘土頁(yè)巖和石灰?guī)r，如圖 2-2(a)所示。圖 2-2(b)展示了北美 Barnett 頁(yè)巖[71]、EagleFord 頁(yè)巖[136]、中國(guó)南方焦石壩龍馬溪組頁(yè)巖[137]、中國(guó)南方建南地區(qū)龍馬溪組頁(yè)巖[83]和渤海灣盆地沙河街組頁(yè)巖具有的礦物組分三元散點(diǎn)圖。由圖 2-2 可見，Barnett 頁(yè)巖和中國(guó)南方龍馬溪組頁(yè)巖為富硅質(zhì)頁(yè)巖，Eagle Ford 頁(yè)巖和渤海灣沙河街組頁(yè)巖為鈣質(zhì)頁(yè)巖或灰質(zhì)頁(yè)巖。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)石油大學(xué)(華東)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：P618.13;P631.4

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 陳萬強(qiáng);;頁(yè)巖氣開發(fā)集成壓裂裝置研制及運(yùn)用[J];化工管理;2019年15期

2 曹勃;;頁(yè)巖氣的開發(fā)與綜合利用[J];石油化工設(shè)計(jì);2019年02期

3 秦佳;張威;劉晶;馮明溪;廖瑩;陳弘;;美國(guó)頁(yè)巖氣開發(fā)狀況分析[J];大慶石油地質(zhì)與開發(fā);2014年04期

4 和澤康;馬傳明;周愛國(guó);劉存富;蔡鶴生;李小倩;劉運(yùn)德;方玲;;頁(yè)巖氣勘探開發(fā)中水土環(huán)境污染的同位素技術(shù)[J];地質(zhì)學(xué)報(bào);2015年S1期

5 雷雨;;頁(yè)巖氣開發(fā)中存在的問題及應(yīng)對(duì)措施[J];石化技術(shù);2019年04期

6 雷雨;;關(guān)于我國(guó)頁(yè)巖氣開發(fā)技術(shù)的幾點(diǎn)思考[J];石化技術(shù);2019年04期

7 雷雨;;當(dāng)前我國(guó)頁(yè)巖氣開采現(xiàn)狀的研究與展望[J];石化技術(shù);2019年05期

8 雷雨;;頁(yè)巖氣勘探開發(fā)中區(qū)域條件的分析[J];石化技術(shù);2019年05期

9 楊修直;;提高頁(yè)巖氣開采效率的措施[J];石化技術(shù);2019年05期

10 ;中國(guó)最大頁(yè)巖氣生產(chǎn)基地建成[J];能源與環(huán)境;2019年03期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 樊偉鵬;姚軍;孫海;樊冬艷;;考慮不同尺度裂縫的頁(yè)巖氣耦合流動(dòng)模型[A];第十屆全國(guó)流體力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2018年

2 劉秋菊;;我國(guó)頁(yè)巖氣開發(fā)的環(huán)境法律規(guī)制探析[A];湖北省法學(xué)會(huì)法經(jīng)濟(jì)學(xué)研究會(huì)2017年年會(huì)摘要集[C];2017年

3 崔永強(qiáng);;頁(yè)巖氣成因及頁(yè)巖氣工業(yè)[A];2017中國(guó)地球科學(xué)聯(lián)合學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（二十）——專題42：地幔地球化學(xué)與鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)巖石成因、專題43：地球化學(xué)進(jìn)展[C];2017年

4 陳衛(wèi)東;;頁(yè)巖氣招標(biāo)已過兩輪 民企仍在“打醬油”[A];2015年國(guó)際貨幣金融每日綜述選編[C];2015年

5 薛蓮;白如栻;劉琦;呂如卉;;頁(yè)巖氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展和環(huán)境影響評(píng)估的現(xiàn)狀和啟示[A];《環(huán)境工程》2018年全國(guó)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（下冊(cè)）[C];2018年

6 黃毅;張樹東;楊小兵;;測(cè)井信息在頁(yè)巖氣水平井評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[A];2016年全國(guó)天然氣學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2016年

7 李季;;頁(yè)巖氣開發(fā)過程中的水資源保護(hù)問題及技術(shù)發(fā)展建議[A];2016年全國(guó)天然氣學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2016年

8 付斌;;淺析我國(guó)頁(yè)巖氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展所面臨的問題[A];2016年全國(guó)天然氣學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2016年

9 金慶花;張大權(quán);翟剛毅;;關(guān)于推進(jìn)我國(guó)頁(yè)巖氣跨越式發(fā)展的思考與建議[A];第一屆全國(guó)青年地質(zhì)大會(huì)論文集[C];2013年

10 孟慶芬;張思?jí)?孟帥;黃曉偉;梅海;;微生物烴檢測(cè)技術(shù)在四川盆地頁(yè)巖氣“甜點(diǎn)”勘探中的應(yīng)用[A];中國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)2015學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要匯編（中冊(cè)）[C];2015年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 本報(bào)記者 張立 吳昊;創(chuàng)新奠定“功勛井”地位[N];中國(guó)礦業(yè)報(bào);2016年

2 本報(bào)記者 劉艾瑛;科技破解“甜點(diǎn)區(qū)”密碼[N];中國(guó)礦業(yè)報(bào);2016年

3 記者 王少勇;我國(guó)南方復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造區(qū)頁(yè)巖氣油氣調(diào)查獲重大突破[N];中國(guó)國(guó)土資源報(bào);2016年

4 記者 戴瑩;涪陵頁(yè)巖氣田上部氣層開發(fā)工藝獲突破[N];中國(guó)石化報(bào);2019年

5 記者 章利軍 通訊員 楊志強(qiáng) 劉軍捷;馬鋼研發(fā)出國(guó)內(nèi)最高級(jí)別頁(yè)巖氣油井管用鋼[N];中國(guó)冶金報(bào);2019年

6 周靜;我國(guó)頁(yè)巖氣埋深探測(cè)首次突破4000米[N];企業(yè)家日?qǐng)?bào);2019年

7 本報(bào)記者 孫書博;北美:盈利提升活力增強(qiáng)[N];中國(guó)化工報(bào);2013年

8 特約記者 顧定槐;“新鉆11國(guó)”將引領(lǐng)亞洲發(fā)展[N];中國(guó)化工報(bào);2013年

9 思遠(yuǎn);坐擁資源，命運(yùn)何以大不同[N];中國(guó)化工報(bào);2013年

10 龐曉華;加石化業(yè)深受頁(yè)巖氣革命滯后之苦[N];中國(guó)化工報(bào);2013年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 魏明強(qiáng);頁(yè)巖氣藏壓裂水平井?dāng)?shù)值試井及產(chǎn)量遞減分析理論研究[D];西南石油大學(xué);2016年

2 高莉;黔北-渝南地區(qū)五峰-龍馬溪頁(yè)巖儲(chǔ)層物性研究[D];中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院;2019年

3 王偉吉;頁(yè)巖氣地層水基防塌鉆井液技術(shù)研究[D];中國(guó)石油大學(xué)(華東);2017年

4 趙小龍;頁(yè)巖氣儲(chǔ)層疊前地震反演方法研究[D];中國(guó)石油大學(xué)(華東);2017年

5 王偉;頁(yè)巖氣藏產(chǎn)能計(jì)算方法與分析[D];中國(guó)石油大學(xué)(華東);2017年

6 于俊紅;頁(yè)巖氣藏水平井流—固耦合非線性滲流問題的理論分析及產(chǎn)能計(jì)算[D];北京科技大學(xué);2019年

7 徐建兵;高過成熟頁(yè)巖中烴類降解對(duì)頁(yè)巖氣組成及儲(chǔ)集的影響[D];中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所);2019年

8 賀芙邦;四川盆地涪陵大安寨頁(yè)巖氣“甜點(diǎn)”地球物理預(yù)測(cè)技術(shù)研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京);2013年

9 王義剛;鄂爾多斯盆地山西組頁(yè)巖氣資源地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)分析與定量評(píng)價(jià)[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京);2013年

10 孫文峰;頁(yè)巖儲(chǔ)層多尺度結(jié)構(gòu)特征及表征方法研究[D];東北石油大學(xué);2017年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 吳騫;頁(yè)巖氣開發(fā)對(duì)四川某頁(yè)巖氣開發(fā)區(qū)平臺(tái)周圍土壤水溶性鹽含量、養(yǎng)分含量及氧化還原酶活性的影響[D];哈爾濱師范大學(xué);2019年

2 朱夢(mèng)月;丁山地區(qū)五峰—龍馬溪組構(gòu)造特征與頁(yè)巖氣保存條件研究[D];西南石油大學(xué);2018年

3 吉佳豪;頁(yè)巖在CO_2作用下的三軸壓縮實(shí)驗(yàn)研究[D];西南石油大學(xué);2018年

4 于文剛;頁(yè)巖熱導(dǎo)率的影響因素分析及數(shù)值模擬[D];西南石油大學(xué);2018年

5 付永紅;頁(yè)巖氣儲(chǔ)層孔隙度測(cè)量方法研究[D];西南石油大學(xué);2018年

6 羅月;X井區(qū)海相頁(yè)巖儲(chǔ)層特征及綜合評(píng)價(jià)研究[D];西南石油大學(xué);2018年

7 李小鳳;基于灰色系統(tǒng)的頁(yè)巖氣開發(fā)水污染指標(biāo)預(yù)測(cè)研究[D];西南石油大學(xué);2018年

8 張晨;參數(shù)自動(dòng)擬合及在頁(yè)巖氣藏動(dòng)態(tài)分析中的應(yīng)用[D];西南石油大學(xué);2018年

9 周雅蘭;我國(guó)頁(yè)巖氣開發(fā)環(huán)境監(jiān)管法律制度研究[D];西南石油大學(xué);2018年

10 單保超;頁(yè)巖氣藏納米孔隙氣體傳輸機(jī)理及試井分析[D];西南石油大學(xué);2018年

本文編號(hào)：2696104