简介：弹性参数在甜点区预测和页岩气的开发过程中扮演着重要的角色，因此研究等效弹性参数随页岩气储层属性的变化是一项很有意义的工作。研究中我们用x射线CT扫描技术获得了较为精确的页岩样品微观结构图像。从这些图像中，我们可以获得孔隙度和矿物的详细情况，据此，我们构建了三维数字岩心，并应用有限元法对弹性参数进行了数值模拟，其间深入考察了子样选取、网格划分、求解器类型以及边界条件等，该方法易于区别不同的矿物及其百分含量。本文重点研究孔隙度和干酪根含量对弹性参数的影响，计算结果表明，孔隙度和干酪根含量对弹性性质有较大的影响，当孔隙度和干酪根含量增加时，弹性模量降低，且当孔隙度小于0．75％左右、干酪根含量大于3％左右时弹性参数减小速率较缓。因为孔隙度仅仅为4．5％，孔隙中填充油或气对弹性参数的影响甚微。不同岩心样本具有不同的孔隙度和干酪根含量，传统岩石物理实验不仅昂贵而且费时，而数值模拟是基于数字岩心来计算弹性参数，更加经济、方便。本研究证实了将页岩样品的微观结构图像与弹性模量的计算相结合来预测页岩弹性参数的可行性。

简介：有关富有机质页岩弹性性质随热成熟度的演化，们们仍未有清晰的认识，而这种认识对于烃源岩和非常规储层的描述至关重要。为了更深入地认识富有机质页岩的弹性性质和显微结构，我们从具有不同显微结构的两套富有机质页岩中采集了样品，研究了这些样品在热解诱发的热成熟作用前后的声波速度和弹性各向异性。为了在物理上更加逼真地模拟原地热成熟作用，我们在储层围压条件下利用完好无损的岩心塞开展了热解试验。对富含粘土的层状巴奈特页岩（BarnettShale）样品的弹性性质开展了迭代描述，借助于声波速度对垂直于层理面方向上压力的敏感性增强来描述近平行于层理面的裂缝发育。然而，这些裂缝无法通过时间推移扫描电子显微镜成像进行观察，这说明这些裂缝要么只有微米以下的开度，要么大都发育在样品的核心部位。在没有孔隙压力的情况下，随着围压提高，这些诱发的裂缝闭合，而此时根据声波特性是无法把这个样品与热解前的样品区分开的。相反，微晶质的格林河组（GreenRiver）岩石样品并未形成线状柔性构造（alignedcompliantfeatures），而是随着承栽负荷的孔隙充填干酪根从样品中被移除，其速度表现出基本上与方向无关的下降。由于矿物呈现出微弱的定向排列，样品内在的各向异性相对较弱；此外，由于速度出现了与方向关系较弱的变化，各向异性随热成熟度的变化并不能指示线状柔性构造的发育。我们的结果说明，根据层状页岩弹性各向异性的增强，或者根据非层状页岩、微晶质岩石（micriticrocks）或粉砂岩声波速度的下降，就能够借助于声波特征识别地下热成熟度较高的层段。

简介：文中给出了一种试验方法，用于同时测量1MHz频率下超声波速度的应力依赖性和不排水弹性刚度张量（undrainedelasticstiffnesstensor）以及100mHz—10Hz频率范围内复电导率张量（complexconductivitytensor）的分量。试验采用的样品是采自海因斯维尔组页岩的柱状岩心（孔隙度大约为0．08，除去了束缚水，粘土含量大约为30—40wt％，以伊利石为主）。试验在受控的围压和孔隙流体压力下进行，即代表原地储层条件的差异压力状态。采用独立的采集阵列（压电水晶和不极化电极）开展定向测量，这些阵列在岩心样品外表面上按方位排列，层理面与柱状岩心样品的轴向一致。采用高分辨率示波器（oscilloscope）记录超声波波形，采用配备有精度为0．1mrad阻抗分析仪的四电极采集系统记录复阻抗谱（compleximpedancespectra）。分别在排水和不排水的条件下，按照完全饱含水状态下的加载和卸载顺序重复开展试验。测量结果显示，超声波速度和复电导率具有高度的应力依赖性，这可归因于样品内裂隙的开启和闭合。利用这些数据估算了岩心样品的各向异性电性和弹性的有效压力系数，对于弹性和电性而言，所得的有效应力系数都小于1。在裂隙闭合后，电性和声波的有效应力系数还会更小。对于复电导率张量分量而言，其各向异性比（anisotropyratio）大约是30，而刚度张量的压缩分量（C11／C33）的各向异性比只有2。