页岩气藏岩石物理响应及优质储层识别

《页岩气藏岩石物理响应及优质储层识别》聚焦于页岩气储层岩石物理特性及其识别方法，旨在解决页岩气资源高效开发中的关键科学问题。全书共分为三部分：第一部分（第1～2章）介绍了页岩气的地质背景、形成条件及储层特征，梳理了储层复杂性及关键科学问题，并阐述了岩石物理基础理论，包括各向异性介质模型及其在页岩气研究中的应用。第二部分（第3～6章）基于岩石物理实验，系统分析了矿物组成、孔隙结构、流体性质及应力条件对页岩弹性参数和各向异性特征的影响，揭示了储层参数与岩石物理性质之间的内在联系。第三部分（第7～10章）围绕优质储层识别，提出了一系列创新方法，包括基于正交各向异性理论的AVOAz反演策略、叠前脆性参数反演方法，以及结合贝叶斯分类与随机场约束的甜点预测技术，并通过四川盆地实例验证了方法的有效性。 

《页岩气藏岩石物理响应及优质储层识别》结合理论研究与实践应用，不仅深化了页岩气储层岩石物理机理的认识，还为页岩气资源的精细评价与高效开发提供了理论依据和技术支撑。内容涵盖岩石物理实验、储层参数反演及甜点预测方法，适用于地球物理学、非常规油气地质学及工程技术人员参考。

1 概述 1

1.1 页岩气及其储层 1

1.1.1 页岩及其成因 1

1.1.2 页岩气储层地质特征 2

1.2 页岩气形成条件 2

1.2.1 页岩气成因 2

1.2.2 页岩气形成条件 4

1.3 页岩气富集机理 8

1.3.1 页岩气赋存形态 8

1.3.2 页岩气藏的特点 9

1.3.3 页岩气富集规律 11

1.4 页岩气资源勘探开发概述 12

1.4.1 世界页岩气资源勘探开发概况 12

1.4.2 中国页岩气资源勘探开发概况 13

1.5 本章小结 14

2 各向异性介质理论基础 15

2.1 各向异性介质弹性模型与本构方程 15

2.1.1 各向异性介质弹性模型 15

2.1.2 波动方程 16

2.1.3 Christoffel方程 16

2.2 地震各向异性 17

2.2.1 垂直横向各向同性 17

2.2.2 水平横向各向同性 18

2.2.3 正交各向异性 19

2.2.4 单斜各向异性 20

2.2.5 三斜各向异性 20

2.3 裂缝等效介质岩石物理模型 21

2.3.1 Hudson裂缝模型 21

2.3.2 Schoenberg线性滑动模型 22

2.3.3 Kachanov模型 23

2.3.4 Chapman含流体多尺度两组裂缝介质理论 23

2.4 流体、固体替换介质理论 25

2.4.1 Gassmann方程 25

2.4.2 Brown-Korringa替换模型 26

2.4.3 Ciz-Shapiro固体替换模型 27

2.5 纵波反射系数公式 27

2.6 本章小结 28

3 人工页岩制作及测试 29

3.1 可控参数人工页岩制作 29

3.1.1 混合 30

3.1.2 填料压实 33

3.2 可控参数人工页岩测试 34

3.3 本章小结 38

4 储层参数对页岩弹性的影响 39

4.1 孔隙率对页岩弹性的影响 39

4.1.1 机械压实-压缩关系 39

4.1.2 波速及各向异性变化规律 40

4.1.3 弹性参数及各向异性变化规律 43

4.1.4 波速及各向异性参数与孔隙率之间的关系 45

4.2 黏土质量分数对页岩弹性及各向异性参数的影响 49

4.3 饱和水对不同孔隙率页岩弹性参数的影响 52

4.4 基于人工页岩的脆性表征因子评价 54

4.4.1 基于矿物组成的脆性评价 54

4.4.2 基于弹性参数法的脆性评价 55

4.5 围压对页岩弹性及各向异性参数的影响 56

4.6 本章小结 60

5 页岩动静态弹性参数 61

5.1 页岩动静态弹性模量 61

5.1.1 页岩动静态实验测试 61

5.1.2 轴向应力应变曲线 62

5.1.3 静态弹性模量及各向异性 63

5.1.4 动静态弹性模量对比分析 65

5.2 围压下页岩动静态可压缩性对比分析 67

5.2.1 动态与静态可压缩性对比分析 67

5.2.2 页岩可压缩性的应力敏感性分析 69

5.3 本章小结 71

6 人工黏土样品弹性性质 72

6.1 人工黏土样品制作工艺 72

6.1.1 矿粉选择 72

6.1.2 样品制备流程 73

6.1.3 人工黏土微观结构分析 73

6.2 压实作用对黏土样品物理性质的影响 73

6.3 黏土样品弹性及各向异性参数 75

6.4 各向异性参数与黏土定向排列的关系 81

6.5 弹性性质与孔隙率的关系 84

6.6 围压对黏土样品弹性参数的影响 85

6.7 流体对黏土样品弹性参数的影响 89

6.8 本章小结 94

7 基于地震物理模型数据的页岩脆性预测 95

7.1 页岩地震物理模型构建 95

7.1.1 页岩地震物理模型设计 95

7.1.2 人工页岩岩石物理特征分析 97

7.1.3 页岩地震物理模型的制作 99

7.2 页岩地震物理模型数据处理及分析 99

7.2.1 地震资料采集 99

7.2.2 地震资料处理 99

7.3 基于叠前同步反演的页岩储层脆性评价 103

7.3.1 反演原理 103

7.3.2 页岩储层脆性预测流程 103

7.3.3 叠前同步反演及页岩储层脆性分析 106

7.4 页岩地震各向异性AVO反演 109

7.5 本章小结 111

8 裂缝性页岩正交各向异性岩石物理建模 112

8.1 裂缝性页岩岩石物理特征分析 112

8.2 含裂缝的富有机质页岩岩石物理建模 114

8.3 裂缝参数对弹性和各向异性参数的影响 118

8.4 裂缝性页岩井中正交各向异性参数估算 124

8.5 本章小结 126

9 裂缝性页岩正交各向异性地震AVOAz反演 127

9.1 面向裂缝性页岩储层反演的反射系数近似公式 127

9.1.1 改进的正交各向异性介质的反射系数近似公式 127

9.1.2 反射系数近似公式精度分析 129

9.1.3 正交各向异性介质地震AVOAz反演方法 135

9.2 正交各向异性介质地震反演的可行性分析 136

9.2.1 稳定性分析 136

9.2.2 不确定性分析 137

9.2.3 鲁棒性分析 138

9.3 实例数据应用及分析 143

9.3.1 研究区域概况 143

9.3.2 各向异性地震AVOAz反演 145

9.4 本章小结 150

10 裂缝性页岩气储层工程甜点地震定量预测 151

10.1 页岩气储层甜点敏感参数分析 151

10.1.1 研究区地质概况和地震测井数据分析 151

10.1.2 页岩气储层甜点敏感参数分析 152

10.2 甜点地震预测 156

10.2.1 脆性地震预测 156

10.2.2 TOC含量地震预测 159

10.2.3 裂缝地震预测 161

10.3 本章小结 162

参考文献 164