阅读说明：本技术 基于声波波速各向异性的岩心室内定向方法 (Rock ventricle inner orientation method based on acoustic wave velocity anisotropy ) 是由 梁利喜 刘向君 庄大琳 熊健 张文 于 2019-10-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于声波波速各向异性的岩心室内定向方法。本发明基于钻井岩心与取心段地层的声波波速各向异性的相一致,建立了矿场声波测井与室内多方位岩样声波测试相结合实现岩心地面定向的方法,本发明不仅操作简单、且不受岩样岩性及矿物组成的影响,同时还可对取自同一层段的岩心实现批量定位。本发明具有结果可靠、操作便捷、经济高效、适用性广的特点。本发明对地层构造(裂缝)发育解释、油气运移方向分析、开发方案合理优化、老油田剩余油开发井部署优化等具有重要的基础指导价值。(The invention discloses a rock ventricle inner orientation method based on acoustic wave velocity anisotropy. The method for realizing the ground orientation of the rock core by combining the sound wave velocity anisotropy of the drilling rock core and the stratum of the coring section is established based on the consistency of the sound wave velocity anisotropy of the drilling rock core and the stratum of the coring section, the operation is simple, the influence of the lithology and mineral composition of the rock sample is avoided, and the batch positioning of the rock core from the same interval can be realized. The invention has the characteristics of reliable result, convenient operation, economy, high efficiency and wide applicability. The method has important basic guidance value for explaining the development of stratum structures (cracks), analyzing the migration direction of oil and gas, reasonably optimizing a development scheme, optimizing the deployment of residual oil development wells in old oil fields and the like.)

基于声波波速各向异性的岩心室内定向方法

技术领域

本发明涉及石油天然气钻探技术领域，具体涉及一种基于声波波速各向异性的岩心室内定向方法。

背景技术

钻井取心是研究深部地层地质特征信息的直接、重要载体。岩心定向是基于岩心研究地层的构造特征、沉积相、产状、裂缝发育特征以及地应力岩心测试评价的基础；在注水、注气开发的油田，岩心定向有助于科学直观地认识、分析油、气、水的流动方向，为井网部署、优化提供依据。因此，钻井岩心的科学定向对油气勘探开发具有重要意义。

然而，大量钻井岩心为非定向钻取,取心过程中经过复杂旋转,无法直接获的其原始方位,致使岩心的众多地质信息无法有效利用。从20世纪60年代逐渐发展起来的定向取心(机械法)技术、古地磁岩心定向以及基于成像测井图像岩心定向等方法、技术，虽然可以确定岩心方位，但应用实践表明，但这些方法都不同程度存在操作工艺复杂、经济成本高、分析结果可靠性差等问题。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种基于声波波速各向异性的岩心室内定向方法解决了岩心定向存在操作工艺复杂、经济成本高、分析结果可靠性差的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种基于声波波速各向异性的岩心室内定向方法，包括以下步骤：

S1、获取新鲜完整的圆柱形钻井岩心；

S2、对岩心进行表观结构观察，根据岩心的表观结构观察结果筛选无裂缝发育的岩心；

S3、沿径向标记岩心的相对0°方位，并设置测试方位间隔，从相对0°方位根据测试方位间隔沿顺时针方向依次确定测试方位；

S4、从相对0°方位开始，通过投射法按照测试方位对岩心进行沿直径方向的声波波速进行测试，得到不同测试方位下的声波波速；

S5、由不同测试方位下的声波波速分析波速与测试方位的关系，确定岩心的最大波速相对方位；

S6、基于声波测试井信息分析获取井周地层声波波速的各项异性特征，确定波速最大方位；

S7、将岩心的最大波速相对方位与波速最大方位进行对比，确定岩心的地理方位。

进一步地：所述步骤S1中圆柱形钻井岩心的直径为4in或2in，高度为2in～4in。

进一步地：所述步骤S2中的具体步骤为：观察岩心的层理及其他弱结构面的发育情况，筛选结构完整、层理均匀且无夹层、裂缝及其它结构面发育的岩心。

进一步地：所述步骤S3中测试方位间隔为5°、10°或15°。

进一步地：所述步骤S6中的声波测试井信息包括XMAC、SonicScan或DSI声波测试井信息。

进一步地：所述步骤S6中的井周地层为岩心对应的无断层、无夹层和无其他非均质结构地层，且该井周地层的厚度不超过25m。

进一步地：所述步骤S6中的波速最大方位的计算方法为：从声波测试井信息中提取快波数据和慢波数据，通过快波数据和慢波数据计算各向异性系数，根据各向异性系数统计层段的快波方位和慢波方位，根据快波方位和慢波方位分析目标层段的各向异性，并获取井周地层的波速最大方位。

进一步地：所述步骤S6中各向异性系数的计算公式为：

上式中，S为各向异性系数，V_fast为快波数据，V_Slow为慢波数据。

进一步地：所述步骤S7中岩心的地理方位的确定方法为：令岩心的最大波速相对方位减去波速最大方位，得到岩心的地理方位。

本发明的有益效果为：本发明基于钻井岩心与取心段地层的声波波速各向异性的相一致，建立了矿场声波测井与室内多方位岩样声波测试相结合实现岩心地面定向的方法，本发明不仅操作简单、且不受岩样岩性及矿物组成的影响，同时还可对取自同一层段的岩心实现批量定位。本发明具有结果可靠、操作便捷、经济高效、适用性广的特点。本发明对地层构造(裂缝)发育解释、油气运移方向分析、开发方案合理优化、老油田剩余油开发井部署优化等具有重要的基础指导价值。

附图说明

图1为本发明流程图；

图2为本发明实施例中岩样波速随测试方位的变化及其最大波速方位、最小波速方位；

图3为本发明实施例中地层快波方位统计图。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

如图1所示，一种基于声波波速各向异性的岩心室内定向方法，包括以下步骤：

S1、获取新鲜完整的圆柱形钻井岩心；圆柱形钻井岩心的直径为4in或2in，高度为2in～4in。

S2、对岩心进行表观结构观察，根据岩心的表观结构观察结果筛选无裂缝发育的岩心；具体步骤为：观察岩心的层理及其他弱结构面的发育情况，筛选结构完整、层理均匀且无夹层、裂缝及其它结构面发育的岩心。

S3、沿径向标记岩心的相对0°方位，并设置测试方位间隔，测试方位间隔为5°、10°或15°，从相对0°方位根据测试方位间隔沿顺时针方向依次确定测试方位；

S4、从相对0°方位开始，通过投射法按照测试方位对岩心进行沿直径方向的声波波速进行测试，得到不同测试方位下的声波波速；

S5、由不同测试方位下的声波波速分析波速与测试方位的关系，确定岩心的最大波速相对方位；

S6、基于声波测试井信息分析获取井周地层声波波速的各项异性特征，确定波速最大方位；声波测试井信息包括XMAC、SonicScan或DSI声波测试井信息。井周地层为岩心对应的无断层、无夹层和无其他非均质结构地层，且该井周地层的厚度不超过25m。从声波测试井信息中提取快波数据和慢波数据，通过快波数据和慢波数据计算各向异性系数，根据各向异性系数统计层段的快波方位和慢波方位，根据快波方位和慢波方位分析目标层段的各向异性，并获取井周地层的波速最大方位。

S7、将岩心的最大波速相对方位与波速最大方位进行对比，令岩心的最大波速相对方位减去波速最大方位，得到岩心的地理方位。

本发明的实施例为：

S1、对需定向的钻井取心进行尺寸测试，包括不同方位直径(至少两个正交方位)；

S2、获取矿场泥页岩岩样并对其进行观察描述，筛选结构完整、均匀的岩心段；

S3、对已筛选好的岩心，选定某一径向标定为相对0°方位，并沿顺时针方向隔一定角度标定一个方向直至标完一周(例如间隔30°，分别标定0°，30°，60°，90°，120°，150°，180°)。

S4、采用透射法，从相对0°方位开始，对结构完整的标记段岩心沿标定方位进行声波波速测试。

S5、由不同方位的声波波速测试结果，分析波速随测试方位的变化，确定岩心的最大波速相对方位与最小波速相对方位分别为90°、0°，如图2所示。

S6、利用DSI声波测井数据，分别提取快波、横波，计算分析波速各向异性，并统计快波方位，图所示快波方位为90°～105°，中心方位97.5°，如图3所示。

S7、将室内测试得到的岩心最大波速相对方位与测井数据分析得到的井周地层最大波速方位进行对比，确定岩心的地理方位，实现岩心的定向。

因此，所分析岩心最大波速相对方位90°对应着井下实际地理方位97.5°，即岩心相对方位-7.5°对应正北方向，相对方位82.5°对应正东方向，从而实现了该岩心的室内定向。