一种甜点区页岩气储层可压性测井评价方法与流程

本发明涉及到油气田开发，尤其涉及一种甜点区页岩气储层可压性测井评价方法。

背景技术：

1、页岩气可压裂性可定义为地层被有效压裂形成复杂缝网并获得增产能力的性质。突出构建裂缝网络是页岩气获取高产和有效开发的关键，需要将工程方案与地质条件相结合实现体积压裂目的，而获取相关参数是关键。

2、页岩气多采用水平井+体积压裂的方式进行，压裂分段、分簇的方案和压裂参数的选择取决于储层的可压性。随着大量井的压裂实践深入，储层改造由初期页岩气压裂主要基于造长缝实现沟通更大范围储集体的目的，采用了大段少簇的压裂工艺，逐渐转变为缩短段间距，增加簇数以获得井筒附近复杂缝网的压裂思路，大大提高了甜点靶体厚度较薄的储层的产量。对于甜点靶体厚度较薄，3米-5米的页岩气储层，水平井不同井段的脆性、岩石强度、天然裂缝发育度和应力场等变化较大，可压性精细评价对压裂方案的优化更为重要。

3、众多学者对可压性进行了各种探讨，唐颖等人提出页岩脆性、天然裂缝、石英含量和成岩作用等作为可压性评价系数。金晓春提出了脆性指数一直是可压性评价的重要衡量指标。袁俊亮等人考虑脆性指数、断裂韧度和岩石力学特性建立了可压裂指数模型；蒋廷学等人则综合地质甜点指标，利用压裂施工参数来评价页岩气储层的可压性。赵金洲认为页岩储层可压性主要影响因素为页岩脆性、断裂韧性、天然弱面特征，其他影响因素都包含于其中，为此建立了压裂评价模型参数指标。胡德高提出了在脆性、应力差相似的区块，储层埋深、构造形态、裂缝发育特征是影响储层可压性的因素。

4、不同作者对参数的认知是不同的，不同参数的重要性根据不同的地质对象的地质与工程特征和压裂目的而不同。对于甜点层厚度较薄的页岩气储层压裂，上述方法都有自身的不足，有的观点注重评价地质工程甜点，忽视了造网状裂缝的参数选取；有的观点只是注重造长缝，忽视了缝网的复杂度；有的观点考虑了多参数，但是忽视了参数的边界条件，对施工参数的选择缺乏指导性，难以达到井筒周围复杂缝网改造并增产的目的。

5、公开号为cn105822292a，公开日为2016年08月03日的中国专利文献公开了一种利用测井数据计算页岩气储层可压性评价方法，其特征在于，包括步骤：

6、(1)利用测井数据计算页岩脆性指数bri t；

7、(2)利用测井数据计算页岩断裂韧性指数kn；

8、(3)通过页岩脆性指数bri t与岩断裂韧性指数kn计算出可压裂指数frac，根据不同位置处的岩压力学参数，建立可压指数空间分布，从而来评价区块页岩地层的可压性。

9、该专利文献公开的利用测井数据计算页岩气储层可压性评价方法，根据不同位置处的岩压力学参数，建立可压指数空间分布，从而来评价区块页岩地层的可压性。考虑了可压性影响因素，弥补了现有评价方法对此因素考虑的不足；利用测井数据采取等效计算法计算页岩储层的脆性和断裂韧性，无需完整的储层脆性和断裂韧性实验结果，降低了对实验数据的依赖性。但是，仍然存在难以对储层体积压裂分簇分段和压裂施工参数优选提供依据，影响页岩气体积压裂效果。

技术实现思路

1、本发明为了克服上述现有技术的缺陷，提供一种甜点区页岩气储层可压性测井评价方法，本发明能够为储层体积压裂分簇分段和压裂施工参数优选提供依据，提高页岩气体积压裂效果。

2、本发明通过下述技术方案实现：

3、一种甜点区页岩气储层可压性测井评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

4、s 1、提取页岩气储层可压性评价关联参数，包括脆性指数、剪切模量、断裂韧性、天然裂缝发育度、地层各向异性系数和水平应力差，通过测井资料计算页岩气储层可压性评价关联参数；

5、s2、构建页岩气储层可压性指数数学模型，计算页岩气储层可压性评价指数；

6、s3、根据页岩气储层可压性评价关联参数和页岩气储层可压性评价指数，建立三级评价标准，用于分段评价储层可压性。

7、所述步骤s1具体包括：

8、s11、利用测井资料计算的岩石体积百分比和声波资料的纵横波参数分别计算岩石的矿物脆性指数和岩石的声波脆性指数，再进行加权平均获得最终的脆性指数；

9、s12、利用声波测井资料计算的杨氏模量和泊松比计算剪切模量；

10、s13、利用测井资料计算岩石的断裂韧性；

11、s14、利用测井资料和录井资料联合求解天然裂缝发育度；

12、s15、利用声波计算地层各向异性系数；

13、s16、利用测井资料计算的最大水平主应力值与最小水平主应力值计算水平应力差。

14、所述步骤s11中，脆性指数通过式1进行计算；

15、bri t_shale＝w1*bri_pr-ym+w2*bri-kw    式1

16、式中：brit_shale为脆性指数，w1和w2均为权系数，均取0.5，bri_pr-ym为泊杨法脆性指数，ym为杨氏模量测井值，bri-kw为矿物含量脆性指数。

17、所述步骤s12中，剪切模量通过式2计算；

18、g＝e/(2(1+ν))    式2

19、式中：g为剪切模量，e为杨氏模量，ν为泊松比。

20、所述步骤s13中，岩石的断裂韧性通过ⅰ型裂缝断裂韧性和ⅱ型裂缝断裂韧性等效计算；

21、kic＝0.3172ρ+0.0457/vcl+0.2131 ln(dt)-0.5041    式3

22、kiic＝2.1332ρ+0.0768/vcl+1.1886ln(dt)-9.1808    式4

23、kc＝(kiic + kic)/2                                 式5

24、式中：kc为断裂韧性，kic为ⅰ型裂缝断裂韧性，kiic为ⅱ型裂缝断裂韧性，ρ为页岩密度，vcl为页岩泥质含量，dt为声波时差。

25、所述步骤s14中，天然裂缝发育度通过式9计算；

26、δampst＝(ampst-ampmin)/(ampmax-ampmin)            式6

27、δacoref＝(acoref-acorefmin)/(acorefmax-acorefmin) 式7

28、δtg＝(tg-tgmin)/(tgmax-tgmin)                     式8

29、ifrac＝(δampst +δacoref+δtg)/3                式9

30、式中：ifrac为天然裂缝发育度，δampst为斯通利波衰减指数，ampst为测量斯通利波幅度，ampmax为斯通利波幅度最大值，ampmin为斯通利波幅度最小值，δacoref为反射纵波能量衰减指数，acoref为测量反射纵波能量幅度，acorefmax为反射纵波能量幅度最大值，acorefmin为反射纵波能量幅度最小值，δtg为气层全烃含气指数，tg为测量全烃值，tgmax为全烃最大值，tgmin为全烃最小值。

31、所述步骤s15中，地层各向异性系数通过式10计算；

32、λ＝(dtss-dtsf)/(dtsf+dtss)   式10

33、式中：λ为地层各向异性系数，dtss为慢横波时差，dtsf为快横波时差。

34、所述步骤s16中，水平应力差通过式11计算；

35、δσ＝(σmax-σmin) /σmin            式11

36、式中：δσ为水平应力差，σmax为最大水平主应力，σmin为最小水平主应力。

37、所述步骤s2具体包括：

38、s21、将剪切模量和断裂韧性标准化，消除量纲；

39、s22、通过脆性指数、天然弱面参数和水平应力差计算裂缝复杂度指数；

40、s23、计算裂缝延伸度系数；

41、s24、计算页岩气储层可压性评价指数。

42、所述步骤s21中，将剪切模量和断裂韧性标准化具体是指通过式12和式13消除量纲；

43、kcb＝(kc_max -kc)/(kc_max- kc_min)   式12

44、式中：kcb为断裂韧性系数，kc为断裂韧性，kc_max为断裂韧性最大值，取6，kc_min为断裂韧性最小值，取2；

45、gb＝(g-g_min) /(g_max- g_min)       式13

46、式中：gb为剪切模量系数，g为剪切模量，g_min为剪切模量最小值，取0，g_max为剪切模量最大值，取50。

47、所述步骤s22中，裂缝复杂度指数通过式14计算；

48、frf＝(bri t_shale+ ifrac+λ+ g-δσ)/5  式14

49、式中：frf为裂缝复杂度指数，bri t_shale为脆性指数，ifrac为天然裂缝发育度，λ为地层各向异性系数，g为剪切模量，δσ为水平应力差。

50、所述步骤s23中，裂缝延伸度系数通过式15计算；

51、frv＝(kcb+δσ)/2                   式15

52、式中：frv为裂缝延伸度系数，kcb为断裂韧性系数，δσ为水平应力差。

53、所述步骤s24中，页岩气储层可压性评价指数通过式16计算；

54、fi＝frv+frf                     式16

55、式中：fi为页岩气储层可压性评价指数，frv为裂缝延伸度系数，frf为裂缝复杂度指数。

56、所述步骤s3中，建立三级评价标准具体是指当页岩气储层可压性评价指数fi在0-0.3之间时，页岩气储层可压性差；当页岩气储层可压性评价指数fi介于0.3-0.5时，页岩气储层可压性中等；当页岩气储层可压性评价指数fi介于0.5-0.7时，页岩气储层可压性好。

57、本发明的有益效果主要表现在以下方面：

58、1、本发明，s 1、提取页岩气储层可压性评价关联参数，包括脆性指数、剪切模量、断裂韧性、天然裂缝发育度、地层各向异性系数和水平应力差，通过测井资料计算页岩气储层可压性评价关联参数；s2、构建页岩气储层可压性指数数学模型，计算页岩气储层可压性评价指数；s3、根据页岩气储层可压性评价关联参数和页岩气储层可压性评价指数，建立三级评价标准，用于分段评价储层可压性，较现有技术而言，能够为储层体积压裂分簇分段和压裂施工参数优选提供依据，提高页岩气体积压裂效果。

59、2、本发明，能够避免盲目的压裂选段和施工参数选取造成产量的下降，能够有效支撑储层改造作业，在测井工程评价及试油方案设计上具有良好的适用性。

60、3、本发明，能够用于指导压裂施工分段和分簇位置的选择，有利于保障页岩气体积压裂效果。

61、4、本发明，通过对众多影响压裂因素的梳理，得到脆性指数、剪切模量、断裂韧性、天然裂缝发育度、地层各向异性系数和水平应力差作为页岩气储层可压性评价关联参数，能够保障压裂缝网的形态及分布，利于实现井筒周围复杂缝网改造并增产的目的。

62、5、本发明，选取6个页岩气储层可压性评价关联参数，从压裂难易程度、裂缝形成难易程度、天然弱面和应力场对造缝的影响三个方面展示了本发明能很好的从形成复杂缝网的角度评价页岩气储层的可压性。