一种基于脆性的咸化湖相页岩油储层可压裂性评价方法与流程

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1.本发明涉及一种基于脆性的咸化湖相页岩油储层可压裂性评价方法，属于非常规油气开发技术领域。

背景技术：

2.非常规油气储层一般均需要压裂改造才能获得具有经济价值的产能，因此储层可压裂性评价的有效性成为咸化湖相页岩油能否取得较好开发效果的关键。咸化湖页岩油为主要的非常规油气资源，获得具有开发价值油流需采取压裂增产措施。对于咸化湖相页岩油来说，储层可压裂性评价的有效性成为咸化湖相页岩油能否取得较好开发效果的关键。脆性是咸化湖相页岩油储层可压裂性的重要影响因素，脆性指数越高、储层可压裂性越好。国内外专家学者关于脆性指数定义众多且计算方法各异，目前没有一套通用的计算方法。

技术实现要素：

3.本发明在于克服背景技术中存在的问题，而提供一种基于脆性的咸化湖相页岩油储层可压裂性评价方法。该基于脆性的咸化湖相页岩油储层可压裂性评价方法，通过岩石矿物学和岩石力学两方面对该储层进行了脆性指数计算和可压裂性评价，获得了较好的开发效果，该方法为咸化湖相页岩油储层工程“甜点”筛选和压裂施工提供了有力的技术支撑。
4.本发明解决其问题可通过如下技术方案来达到：该基于脆性的咸化湖相页岩油储层可压裂性评价方法，包括：
5.利用矿物组分法确定脆性指数；
6.利用岩石弹性力学参数法确定脆性指数；
7.将矿物组分法及岩石弹性力学参数法两种方法获得的脆性指数与实验数据进行对比，进行适用性分析；
8.通过应用效果分析，进行咸化湖相页岩油储层可压裂性评价。
9.优选的，利用矿物组分法确定脆性指数，其确定方法，包括：
10.明确确定储层的脆性矿物；
11.采用多元回归方法，建立矿物组分含量与脆性指数关系式；
12.以及/或，
13.所述利用岩石弹性力学参数法确定脆性指数，其确定方法，包括：
14.正确提取纵横波；
15.确定泊松比及杨氏模量；
16.根据确定的泊松比及杨氏模量与脆性指数bi关系式确定脆性指数bi。
17.优选的，所述明确确定储层的脆性矿物，其确定方法，包括：
18.准确求取储层的各种矿物组分含量；
19.建立各矿物组分与脆性指数的关系图；
20.通过不同岩性岩石力学实验结果以及各矿物组分与脆性指数建立的关系图，明确确定脆性矿物。
21.优选的，所述矿物组分含量与脆性指数关系式为：
[0022][0023]
其中：bi为脆性指数；
[0024]v石英
为石英的体积含量；v
长石
为长石的体积含量；v
碳酸盐
为碳酸盐的体积含量；v
黏土
为黏土的体积含量；v
toc
为有机碳的体积含量。
[0025]
优选的，各矿物组分的体积含量的确定方法，包括：
[0026]
利用x射线荧光光谱分析确定；
[0027]
以及/或，
[0028]
通过元素测井技术的解谱和氧闭合模型确定。
[0029]
优选的，所述的岩石弹性力学参数法中纵横波的正确提取方法，包括：
[0030]
采用时差-时间相关分析(stc)技术获得纵横波，确保提取的纵横波与常规测井的补偿声波时差的形态是基本一致的；
[0031]
如果未进行阵列声波测井，横波资料通常采用回归方法进行横波预测；
[0032]
两种方法所计算的脆性指数应当符合地区规律。
[0033]
优选的，所述的泊松比的确定方法，包括：
[0034]
提取正确的纵横波，获取纵波时差及横波时差；
[0035]
通过泊松比与纵波时差及横波时差关系式，确定泊松比；
[0036]
以及/或，
[0037]
所述杨氏模量确定方法，包括：
[0038]
提取正确的纵横波，获取纵波时差及横波时差；
[0039]
通过常规密度测井资料获得体积密度；
[0040]
通过杨氏模量与纵波时差、横波时差及体积密度关系式，确定杨氏模量。
[0041]
优选的，泊松比υ计算公式为：
[0042][0043]
以及/或，
[0044]
杨氏模量e计算公式为：
[0045][0046]
式中：v
p
为纵波时差，μs/ft；vs为横波时差，μs/ft；ρ为体积密度，g/cm3；
[0047]
以及/或，
[0048]
脆性指数bi的计算公式为：
[0049]
bi＝(δe+δυ)/2
[0050]
式中：δe＝(e
max-e)/(e
max-e
min
)，δυ)＝(υ
max-υ)/(υ
max-υ
min
)；δe、δυ分别为归一
化的杨氏模量和泊松比，e
max
、e
min
分别为经过统计分析获得的研究工区储层杨氏模量的最大值和最小值，υ
max
、υ
min
分别为经过统计分析获得的研究工区储层泊松比的最大值和最小值，e、υ分别为某口井的杨氏模量和泊松比。
[0051]
优选的，所述适用性分析方法，包括：
[0052]
将两种方法计算的脆性指数与实验数据进行对比分析，如果二者与实验数据具有良好的对应性，说明本发明选用的矿物组分法和岩石弹性力学参数法计算的脆性指数是准确可靠的，从而建立适用于该区域的储层可压裂性评价方法；
[0053]
如果只有其中一种方法与实验数据对应性好就优选该种方法进行评价；
[0054]
如果两种方法与实验数据都对应不好，对于矿物组分法就应当重新选取脆性矿物、重新建立脆性指数关系式；对于岩石弹性力学参数法就应当重新提取纵横波，重新进行脆性指数计算，直到二者或其一与实验数据有良好的对应性为止，从而建立适用于该区域的储层可压裂性评价方法。
[0055]
优选的，通过应用效果分析，进行咸化湖相页岩油储层可压裂性评价的方法，包括：
[0056]
通过综合分析研究工区试油投产井的实际压裂结果可见：在储层品质、烃源岩品质相当的情况下，脆性是咸化湖相页岩油储层可压裂性最重要的影响因素，脆性指数越大，储层可压裂性越好、实际产油量越高；优选的矿物组分法和岩石弹性力学参数法计算的脆性指数对于咸化湖相页岩油储层优选压裂层段提供了有利依据；由于咸化湖相页岩油储层矿物成分比较复杂，矿物组分法与岩石弹性力学参数法计算的脆性指数有一定差异，但总体而言，在无阵列声波测井资料情况下，基于矿物组分法也可实现脆性指数求取。
[0057]
本发明与上述背景技术相比较可具有如下有益效果：
[0058]
本发明基于脆性的咸化湖相页岩油储层可压裂性评价方法，从岩石矿物学、岩石力学两方面对咸化湖相页岩油储层的脆性指数进行计算，通过与实验数据对比和适用性分析，建立了咸化湖相页岩油储层可压裂性评价方法。该方法为咸化湖相页岩油储层工程“甜点”筛选和压裂施工提供了有力的技术指导作用。本发明通过综合分析研究工区试油投产井的实际压裂结果表明：在储层品质、烃源岩品质相当的情况下，脆性是咸化湖相页岩油储层可压裂性最重要的影响因素，脆性指数越大，储层可压裂性越好、实际产油量越高。优选的矿物组分法和岩石弹性力学参数法计算的脆性指数对于咸化湖相页岩油储层优选压裂层段提供了有利依据。由于咸化湖相页岩油储层矿物成分比较复杂，矿物组分法与岩石弹性力学参数法计算的脆性指数有一定差异，但总体而言，在无阵列声波测井资料情况下，基于矿物组分法也可实现脆性指数求取，该方法实用性强。在实际应用中二者互为补充。
附图说明：
[0059]
附图1为本发明实施例研究区不同岩性岩石力学实验展示图；
[0060]
附图2为本发明实施例研究区(石英+长石)含量与脆性指数关系图；
[0061]
附图3为本发明实施例研究区碳酸盐含量与脆性指数关系图；
[0062]
附图4为本发明实施例研究区泥质含量与脆性指数关系图；
[0063]
附图5为本发明实施例研究区toc含量与脆性指数关系图；
[0064]
附图6为本发明实施例研究区杨氏模量频率分布图；
[0065]
附图7为本发明实施例研究区泊松比频率分布图；
[0066]
附图8为本发明实施例研究区xx1-1井岩石弹性力学参数法和矿物组分法计算脆性指数与实验数据对比图；
[0067]
附图9为本发明实施例研究区xx1-1井测井解释综合图。
具体实施方式：
[0068]
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将以基于脆性的咸化湖相页岩油储层可压裂性评价方法在准噶尔盆地东部吉木萨尔凹陷某区块xx1-1井的具体实施的过程为例，结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。准噶尔盆地东部吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组页岩油整体为咸化湖相沉积环境，属于典型的自生自储型原地残留成藏的油气类型。储层基质孔隙度和渗透率低、非均质性强且岩性复杂，多为过渡性类型。
[0069]
这种基于脆性的咸化湖相页岩油储层可压裂性评价方法在吉木萨尔凹陷某区块xx1-1井的具体实施的过程，包括以下步骤：
[0070]
s1、优选矿物组分法和岩石弹性力学参数法计算脆性指数；
[0071]
1、矿物组分法：矿物组分法计算的脆性指数准确与否，主要和脆性矿物的选取有关。脆性矿物选取采用两种方法，一是通过不同岩性岩石力学实验结果确定，见图1和表1，表1为各岩性岩石力学参数与脆性分类统计表；二是通过各矿物组分与脆性指数建立的关系图确定，参见图2～图5。通过采用多元回归方法，建立了矿物组分含量与脆性指数(bi)计算公式：
[0072][0073]
式中：v
石英
为石英的体积含量，v
长石
为长石的体积含量，v
碳酸盐
为碳酸盐的体积含量，v
黏土
为黏土的体积含量，v
toc
为有机碳的体积含量。通过元素测井技术的解谱和氧闭合模型确定了各矿物组分体积含量。
[0074]
表1
[0075][0076]
2、岩石弹性力学参数法：泊松比υ和杨氏模量e是表征脆性的主要岩石力学弹性参数。脆性指数bi的计算公式为：
[0077]
bi＝(δe+δυ)/2
[0078]
式中：δe＝(e
max-e)/(e
max-e
min
)，
[0079]
δυ＝(υ
max-υ)/(υ
max-υ
min
)
[0080]
δe、δυ分别为归一化的杨氏模量和泊松比，e
max
、e
min
分别为该区块杨氏模量的最大值和最小值，υ
max
、υ
min
分别为该区块泊松比的最大值和最小值。
[0081]
利用19口井的阵列声波岩石力学资料，分析研究了该区块岩石弹性力学参数特征，杨氏模量主要分布在15.0gpa-49.0gpa之间，平均为23.7gpa，泊松比主要分布在0.16-0.37之间，平均为0.28(见图6～图7)。
[0082]
杨氏模量e计算公式为：
[0083][0084]
泊松比υ计算公式为：
[0085][0086]
式中：v
p
为纵波时差，μs/ft；vs为横波时差，μs/ft；利用满足现场质量监控的阵列声波全波列数据，采用时差-时间相关分析(stc)技术获得。纵横波的正确提取也是非常关键的，提取的纵横波与常规测井的补偿声波时差的形态是基本一致的。ρ为体积密度，g/cm3；利用密度测井资料获得。
[0087]
s2、将两种方法计算的脆性指数与实验数据进行对比，进行适用性分析
[0088]
将两种方法计算的脆性指数与实验数据进行对比(见图8)，从图中可以看出，两种方法计算的脆性指数与实验数据具有良好的对应性。说明本发明选用的矿物组分法和岩石弹性力学参数法计算的脆性指数是准确可靠的，从而建立了适用于该区域的储层可压裂性评价方法。
[0089]
s3、通过应用效果分析，进行咸化湖相页岩油储层可压裂性评价
[0090]
通过综合分析该区块27口井试油投产井的实际压裂结果表明：在储层品质、烃源岩品质相当的情况下，脆性是咸化湖相页岩油储层可压裂性最重要的影响因素，脆性指数越大，储层可压裂性越好、实际产油量越高。图9为xx1-1井测井解释综合图，从图中可以看出：第6道中实线和虚线分别为通过时差-时间相关分析(stc)技术获得的纵波和横波时差曲线，纵横波曲线与常规声波曲线(第5道实线)的形态是基本一致的。第7道中虚线和实线分别为利用纵波、横波及密度曲线计算的杨氏模量和泊松比曲线。第8道中的实线和虚线分别是利用岩石弹性力学参数法和矿物组分法计算的脆性指数，从图中可以看出二者的相关性较好。在压裂投产选层的过程中综合考虑了储层品质和工程品质特征。37-43号层与上部的36层及下部的45号层的储层品质是基本相当的，但考虑到37-43号层的脆性指数较其他层段高，压裂效果应该更好一些。通过实际的压裂投产结果表明：日产液/日产油为：22.34吨/17.3吨。投产效果比较理想。通过实际投产结果表明本发明优选的矿物组分法和岩石弹性力学参数法计算的脆性指数对于咸化湖相页岩油储层优选压裂层段提供了有利依据。由于咸化湖相页岩油储层矿物成分比较复杂，矿物组分法与岩石弹性力学参数法计算的脆性指数有一定差异，但总体而言，在无阵列声波测井资料情况下，基于矿物组分法也可实现脆性指数求取，该方法实用性强。在实际应用中二者互为补充。该发明为咸化湖相页岩油储层
的可压裂性评价提供了具体技术指导。
[0091]
通过岩石矿物学和岩石力学两方面对该准噶尔盆地东部吉木萨尔凹陷某区块储层进行了脆性指数计算和可压裂性评价，获得了较好的开发效果。该方法为咸化湖相页岩油储层工程“甜点”筛选和压裂施工提供了有力的技术支撑。

技术特征：

1.一种基于脆性的咸化湖相页岩油储层可压裂性评价方法，其特征在于：包括：利用矿物组分法确定脆性指数；利用岩石弹性力学参数法确定脆性指数；将矿物组分法及岩石弹性力学参数法两种方法获得的脆性指数与实验数据进行对比，进行适用性分析；通过应用效果分析，进行咸化湖相页岩油储层可压裂性评价。2.根据权利要求1所述的基于脆性的咸化湖相页岩油储层可压裂性评价方法，其特征在于：利用矿物组分法确定脆性指数，其确定方法，包括：明确确定储层的脆性矿物；采用多元回归方法，建立矿物组分含量与脆性指数关系式；以及/或，所述利用岩石弹性力学参数法确定脆性指数，其确定方法，包括：正确提取纵横波；确定泊松比及杨氏模量；根据确定的泊松比及杨氏模量与脆性指数b
i
关系式确定脆性指数b
i
。3.根据权利要求2所述的基于脆性的咸化湖相页岩油储层可压裂性评价方法，其特征在于：所述明确确定储层的脆性矿物，其确定方法，包括：准确求取储层的各种矿物组分含量；建立各矿物组分与脆性指数的关系图；通过不同岩性岩石力学实验结果以及各矿物组分与脆性指数建立的关系图，明确确定脆性矿物。4.根据权利要求2所述的基于脆性的咸化湖相页岩油储层可压裂性评价方法，其特征在于：所述矿物组分含量与脆性指数关系式为：其中：b
i
为脆性指数；v
石英
为石英的体积含量；v
长石
为长石的体积含量；v
碳酸盐
为碳酸盐的体积含量；v
黏土
为黏土的体积含量；v
toc
为有机碳的体积含量。5.根据权利要求4所述的基于脆性的咸化湖相页岩油储层可压裂性评价方法，其特征在于：各矿物组分的体积含量的确定方法，包括：利用x射线荧光光谱分析确定；以及/或，通过元素测井技术的解谱和氧闭合模型确定。6.根据权利要求2所述的基于脆性的咸化湖相页岩油储层可压裂性评价方法，其特征在于：所述的岩石弹性力学参数法中纵横波的正确提取方法，包括：采用时差-时间相关分析(stc)技术获得纵横波，确保提取的纵横波与常规测井的补偿声波时差的形态是基本一致的；如果未进行阵列声波测井，横波资料通常采用回归方法进行横波预测；
两种方法所计算的脆性指数应当符合地区规律。7.根据权利要求2所述的基于脆性的咸化湖相页岩油储层可压裂性评价方法，其特征在于：所述的泊松比的确定方法，包括：提取正确的纵横波，获取纵波时差及横波时差；通过泊松比与纵波时差及横波时差关系式，确定泊松比；以及/或，所述杨氏模量确定方法，包括：提取正确的纵横波，获取纵波时差及横波时差；通过常规密度测井资料获得体积密度；通过杨氏模量与纵波时差、横波时差及体积密度关系式，确定杨氏模量。8.根据权利要求7所述的基于脆性的咸化湖相页岩油储层可压裂性评价方法，其特征在于：泊松比υ计算公式为：以及/或，杨氏模量e计算公式为：式中：v
p
为纵波时差，μs/ft；v
s
为横波时差，μs/ft；ρ为体积密度，g/cm3；以及/或，脆性指数b
i
的计算公式为：bi＝(δe+δυ)/2式中：
△
e＝(e
max-e)/(e
max-e
min
)，
△
υ＝(υ
max-υ)/(υ
max-υ
min
)；
△
e、
△
υ分别为归一化的杨氏模量和泊松比，e
max
、e
min
分别为经过统计分析获得的研究工区储层杨氏模量的最大值和最小值，υ
max
、υ
min
分别为经过统计分析获得的研究工区储层泊松比的最大值和最小值，e、υ分别为某口井的杨氏模量和泊松比。9.根据权利要求1所述的基于脆性的咸化湖相页岩油储层可压裂性评价方法，其特征在于：所述适用性分析方法，包括：将两种方法计算的脆性指数与实验数据进行对比分析，如果二者与实验数据具有良好的对应性，说明本发明选用的矿物组分法和岩石弹性力学参数法计算的脆性指数是准确可靠的，从而建立适用于该区域的储层可压裂性评价方法；如果只有其中一种方法与实验数据对应性好就优选该种方法进行评价；如果两种方法与实验数据都对应不好，对于矿物组分法就应当重新选取脆性矿物、重新建立脆性指数关系式；对于岩石弹性力学参数法就应当重新提取纵横波，重新进行脆性指数计算，直到二者或其一与实验数据有良好的对应性为止，从而建立适用于该区域的储层可压裂性评价方法。10.根据权利要求1所述的基于脆性的咸化湖相页岩油储层可压裂性评价方法，其特征
在于：通过应用效果分析，进行咸化湖相页岩油储层可压裂性评价的方法，包括：通过综合分析研究工区试油投产井的实际压裂结果可见：在储层品质、烃源岩品质相当的情况下，脆性是咸化湖相页岩油储层可压裂性最重要的影响因素，脆性指数越大，储层可压裂性越好、实际产油量越高；优选的矿物组分法和岩石弹性力学参数法计算的脆性指数对于咸化湖相页岩油储层优选压裂层段提供了有利依据；由于咸化湖相页岩油储层矿物成分比较复杂，矿物组分法与岩石弹性力学参数法计算的脆性指数有一定差异，但总体而言，在无阵列声波测井资料情况下，基于矿物组分法也可实现脆性指数求取。

技术总结

本发明涉及一种基于脆性的咸化湖相页岩油储层可压裂性评价方法。属于非常规油气开发技术领域。包括下列步骤：（1）利用矿物组分法确定脆性指数；（2）利用岩石弹性力学参数法确定脆性指数；（3）将矿物组分法和岩石弹性力学参数法确定的脆性指数与实验数据进行对比，进行适用性分析；（4）通过应用效果分析，进行咸化湖相页岩油储层可压裂性评价。优选的矿物组分法和岩石弹性力学参数法计算的脆性指数对于咸化湖相页岩油储层优选压裂层段提供了有利依据，获得了较好的开发效果。该方法为咸化湖相页岩油储层工程“甜点”筛选和压裂施工提供了有力的技术指导。有力的技术指导。有力的技术指导。