基于各向异性双孔等效模型的页岩气地层地应力预测方法

摘要

根据富有机质页岩的岩石物理特征，提出了一种新的各向异性双孔等效模型的建立流程，并以此为基础实现了页岩地应力的有效预测。新模型考虑了页岩气地层中包括矿物成分(有机质、粘土、石英等),含气饱和度以及发育的微裂缝等因素的综合影响。首先视页岩地层为具有垂直对称轴的横向各向同性介质，针对页岩较为复杂的微观孔隙结构进行简化处理，将孔隙空间分为硬孔隙空间和软孔隙空间(裂缝孔隙)两部分。通过构建等效矿物背景基质，孔隙添加及流体替换三个步骤实现了富有机质页岩模型的建立。基于模型对横向各向同性页岩的五个独立弹性模量进行计算，并通过伊顿公式对孔隙压力进行估计，最终利用各向异性地应力模型实现对页岩地层水平地应力的预测。将该方法应用于四川盆地永川页岩区块的井资料，对比凯赛尔声发射实验和模型预测结果，两者具有较好的一致性，验证了双孔模型假设以及基于岩石物理的页岩地应力计算方法的适用性。

关键词

页岩 / 岩石物理 / 各向异性 / 地应力 / 孔隙压力