一种基于黏土矿物类型及含量的页岩储层脆性评价方法

本公开涉及页岩储层油气勘探评价和开发设计领域，特别是涉及一种页岩储层脆性评价方法。

背景技术：

1、本节中的陈述只提供与本公开有关的背景信息并且不构成现有技术。

2、页岩是一种细粒沉积岩，经过风化、搬运沉积及成岩作用形成，主要矿物为黏土矿物，也包括一些细粒的石英、长石、黄铁矿及白云石等矿物类型。页岩脆性是控制页岩开采效率的重要参数，页岩储层脆性研究普遍认为岩石脆性与其矿物成分有关。页岩硬度小，在构造应力作用下，易产生塑性变形，而如果脆性矿物含量很高，则易形成天然裂缝和人工诱导裂缝，有利于页岩油气开发；页岩脆性的准确评价直接影响页岩油气开采效率的高低。

3、现有研究认为、石英、长石是脆性矿物，后来认为碳酸盐矿物、黄铁矿等也为脆性矿物，现在认为页岩中除黏土矿物之外的矿物均为脆性矿物。黏土矿物的类型包括伊利石、绿泥石、高龄石、蒙脱石、伊蒙混层、绿蒙混层等黏土矿物类型。

4、目前国内外研究者通过分析页岩矿物组成，建立了基于脆性矿物的页岩脆性评价方法，具体是把页岩中各类黏土矿物当成一种类型，赋予同一个力学参数和脆性因子，并通过岩石中脆性矿物所占比重的百分含量来表征脆性值的大小。

5、而实际的问题是，每种黏土矿物的力学性质并不同，差异很大，比如伊利石的力学性质弹性模量值较高，而蒙脱石的弹性模量很低，即不同类型黏土矿物的力学参数和脆性因子并不相同，导致依据现有方法获取的页岩储层脆性预测准确度和勘探开发成功率低，勘探开发成本高。

6、需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包含不构成现有技术的信息。

技术实现思路

1、有鉴于此，本公开提供一种基于黏土矿物类型及含量的页岩储层脆性评价方法，解决现有平价方法将页岩中各类黏土矿物当成一种类型，赋予同一个力学参数和脆性因子，而实际各类黏土矿物的力学参数和脆性因子并不必然相同，导致对页岩的脆性评价准确度低的问题。

2、本发明的页岩储层脆性评价方法的工作原理是：

3、页岩储层由不同类型的矿物组成，这些矿物中占很大比例的是黏土矿物，黏土矿物也包含很多类型。页岩储层的脆性与页岩储层的矿物类型及含量有关，同时与页岩储层中黏土矿物的类型及含量有关，每种不同类型的矿物都有不同的力学性质，它们共同决定了页岩储层的脆性评价。因此，建立基于黏土矿物类型及含量的页岩储层脆性评价方法，把黏土矿物精细研究到每一种黏土矿物的类型和含量，用每种黏土矿物的真实力学特征和含量进行页岩储层的脆性评价，得到的评价结果会更加真实也更加准确，从而提高页岩储层脆性预测准确度和勘探开发成功率，为最终降低勘探开发成本提供技术支撑。

4、基于上述工作原理，为实现本发明目的，所述的基于黏土矿物类型及含量的页岩储层脆性评价方法，包括：

5、采集目标区块页岩储层的页岩岩样；

6、对所述页岩岩样进行测试，获取页岩发育中的矿物种类、黏土矿物类型及含量；

7、根据矿物的弹性模量与泊松比的比值，计算每种矿物及每类黏土矿物的脆性因子；

8、基于每种矿物及每类黏土矿物的脆性因子，结合对应的矿物含量，对所述目标区块页岩储层进行脆性评价。

9、在本公开及可能的实施例中，所述脆性因子的计算方法是：

10、矿物的弹性模量与泊松比的比值与石英矿物的弹性模量与泊松比的比值相比，得到所述矿物的脆性因子。

11、在本公开及可能的实施例中，混层黏土矿物的脆性因子确定方法是：

12、根据构成所述混层黏土矿物的类型及比例，用相互混层的两类黏土矿物的脆性因子与其对应的混层比例分别相乘，二者的乘积之和作为所述混层黏土矿物的脆性因子。

13、在本公开及可能的实施例中，利用每种矿物的脆性因子、每类黏土矿物的脆性因子及对应的矿物含量计算所述页岩岩样的页岩储层综合脆性指数；

14、根据各个页岩岩样的页岩储层综合脆性指数，对所述目标区块页岩储层进行脆性评价。

15、在本公开及可能的实施例中，所述综合脆性指数的计算公式为：

16、

17、式中：ai＝ei/ui，aj＝ej/uj，ai为除黏土矿物外第i类矿物的脆性因子，aj为第j类黏土矿物的脆性因子，ki为除黏土矿物外第i类矿物的质量百分含量，m为除黏土矿物外各类矿物的个数，wj为第j类黏土矿物的质量百分含量，n为黏土矿物的类型数，ei为除黏土矿物外第i类矿物的弹性模量，ui为除黏土矿物外第i类矿物的泊松比，ej为第j类黏土矿物的弹性模量，uj为第j类黏土矿物的泊松比。

18、在本公开及可能的实施例中，所述对所述目标区块页岩储层进行脆性评价的方法，包括：

19、将所述页岩岩样的页岩储层综合脆性指数按深度进行排列，得到垂向脆性分布值，依据设定的脆性分类标准，对所述垂向脆性分布值进行储层垂向脆性分类，得到所述目标区块页岩储层的垂向脆性分布规律。

20、在本公开及可能的实施例中，所述对所述页岩岩样进行测试是进行xrd全岩矿物类型测试和xrd相对黏土矿物含量测试；

21、通过所述xrd全岩矿物类型测试，获取所述页岩发育中的矿物种类及每种矿物的含量；

22、通过所述xrd相对黏土矿物含量测试，获取所述页岩发育中的黏土矿物类型及每类黏土矿物的含量。

23、本发明的有益效果：

24、本公开的基于黏土矿物类型及含量的页岩储层脆性评价方法，利用页岩储层的矿物种类和含量，同时考虑页岩储层中黏土矿物的类型和含量，根据不同类型矿物的力学性质，计算每种矿物及每类黏土矿物的脆性因子，根据每种矿物及每类黏土矿物的脆性因子及相应的矿物含量，准确确定页岩储层的脆性指数，进一步对目标区内页岩储层脆性进行垂向评价研究，查明页岩储层垂向脆性指数分布范围及分布特征及分布类型，优选出脆性发育井段，给页岩油气储层勘探开发提供可靠地质依据，最终达到提高预测精度及提高勘探开发评价效率的目的；另外，因为本发明方法只需做组分鉴定实验就能对储层脆性做出准确评价，所以还可以有效降低勘探开发成本。

技术特征：

1.一种基于黏土矿物类型及含量的页岩储层脆性评价方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的页岩储层脆性评价方法，其特征在于，所述脆性因子的计算方法是：

3.根据权利要求2所述的页岩储层脆性评价方法，其特征在于，混层黏土矿物的脆性因子确定方法是：

4.根据权利要求1-3任一项所述的页岩储层脆性评价方法，其特征在于：

5.根据权利要求4所述的页岩储层脆性评价方法，其特征在于，所述综合脆性指数的计算公式为：

6.根据权利要求5所述的页岩储层脆性评价方法，其特征在于，所述对所述目标区块页岩储层进行脆性评价，包括：

7.根据权利要求1-3任一项、5或6所述的页岩储层脆性评价方法，其特征在于：

技术总结本公开涉及一种基于黏土矿物类型及含量的页岩储层脆性评价方法，包括：采集目标区块页岩储层的页岩岩样；对所述页岩岩样进行测试，得到页岩发育中的矿物种类、黏土矿物类型及含量；计算每种矿物及每类黏土矿物的脆性因子；基于每种矿物及每类黏土矿物的脆性因子，结合对应的矿物含量，准确确定页岩储层的脆性指数，进一步对目标区内页岩储层脆性进行垂向评价研究，查明页岩储层垂向脆性指数分布范围及分布特征及分布类型，优选出脆性发育井段，给页岩油气储层勘探开发提供可靠地质依据，最终达到提高预测精度及提高勘探开发评价效率的目的。技术研发人员：文慧俭,崔家正,刘宗堡,李雪英,李婷婷受保护的技术使用者：东北石油大学三亚海洋油气研究院技术研发日：技术公布日：2024/9/2