致密砂岩裂缝的声波实验方法与识别方法
【技术领域】
[0001] 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】
[0002] 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 另IJ、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。
[0003] 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。
[0004] 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】
[0005] 本发明旨在至少解决现有技术中存在的问题之一。
[0006] 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。
[0007] 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：
[0008] y = B X eA'x
[0009] 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。
[0010] 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：
[0012] 式中：X为纵波衰减系数或横波衰减系数，1为对接岩心总长度；C。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。
[0013] 进一步的，还包括步骤：
[0014] 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；
[0015] 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；
[0016] 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；
[0017] S4,通过岩心夹持器对两块岩心加压至8~10个大气压，获取两块岩心间裂缝宽 度为零对应的声波波幅；
[0018] S5,松开岩心夹持器，向所述两块岩心之间夹入塑料薄膜；
[0019] S6,固定两块岩心位置，再次对两块岩心加压至8~10个气压，获取两岩心间裂缝 宽度对应的声波波幅；
[0020] S7,再向所述两块岩心之间夹入塑料薄膜，重复步骤S6 ;
[0021] S8,重复步骤S6、S7对两块岩心及夹入的塑料薄膜进行测量，获得夹入塑料薄膜 后的声波波幅。
[0022] 进一步的，所述塑料薄膜的厚度在10~30 ym之间。
[0023] 进一步的，受测量的所述岩心长度为5cm，直径为2. 5cm。为解决上述技术问题，本 发明还提供了一种致密砂岩裂缝的识别方法，所述识别方法基于上述的确定微米级裂缝宽 度的公式y = BXeA'x对致密砂岩裂缝进行识别。
[0024] 本发明的有益效果在于提供了一种致密砂岩裂缝的声波实验方法，本发明明确提 出了利用声波全波列的纵波和横波信息评价裂缝的实验方法和实验条件，通过实验测得纵 波幅度和横波幅度并通过计算得出纵波衰减系数和横波衰减系数，从而拟合出裂缝评价识 别公式，达到了在微米级上对致密砂岩裂缝进行识别的目的；本发明保证了实验环境和条 件的同一性，有助于测量数据的有效性，进而保证校正后声波仪器检测信号的准确性。同 时，本发明还提供了一种致密砂岩裂缝的识别方法。
【附图说明】
[0025] 图1所示为本发明实施例岩心实验仪器组装示意图；
[0026] 图2所示为本发明实施例孔隙度为3. 7%不同缝宽测量的全波波形图；
[0027] 图3所示为本发明实施例孔隙率为4. 5%时归一化后的岩心纵波幅度与裂缝宽度 关系图；
[0028] 图4所示为本发明实施例孔隙率为4. 5%时归一化后的岩心横波幅度与裂缝宽度 关系图；
[0029] 图5所示为本发明实施例声波衰减系数与裂缝宽度一般关系图；
[0030] 图6所示为本发明实施例归一横波化衰减系数与裂缝宽度关系图；
[0031] 图7所示为本发明实施例声波测井计算裂缝宽度处理效果图。
【具体实施方式】
[0032] 下文将结合具体实施例详细描述本发明。应当注意的是，下述实施例中描述的技 术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，它们可以被相互组合从而达到更好的 技术效果。
[0033] 实施例1
[0034] 本实施例提供一种致密砂岩裂缝的声波实验方法，如图1~图6所示，包括步骤：
[0035] 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，受测量的所述岩心长度为5cm，直径为 2. 5cm ；
[0036] S2,如图1所示，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，数字示波器采用DS1102E型数字示波器，所述超声方波脉冲发生/接收仪采用 CTS-8077PR型超声方波脉冲发生/接收仪；
[0037] 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；
[0038] S4,通过岩心夹持器对两块岩心加压至8~10个大气压，获取两块岩心间裂缝宽 度为零对应的声波波幅；
[0039] S5,松开岩心夹持器，向所述两块岩心之间夹入塑料薄膜，所述塑料薄膜的厚度在 10~30 y m之间；
[0040] S6,固定两块