[發(fā)明專利]一種基于礦物含量的頁(yè)巖氣儲(chǔ)層脆性評(píng)價(jià)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410151517.0
• 申請(qǐng)日: 2014-04-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103982178A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉致水;孫贊東;孫永洋;董寧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 孫贊東
• 主分類號(hào): E21B49/00
• 分類號(hào): E21B49/00
• 代理公司: 北京國(guó)林貿(mào)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11001
• 代理人: 崔自京

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及巖石物理及儲(chǔ)層評(píng)價(jià)方法領(lǐng)域，尤其涉及一種基于礦物含量的頁(yè)巖氣儲(chǔ)層脆性評(píng)價(jià)方法。

背景技術(shù)

對(duì)于頁(yè)巖氣儲(chǔ)層，由于壓裂改造直接影響著氣產(chǎn)量，而對(duì)地下巖石脆性的預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)決定著壓裂改造的成功與否。脆性是材料的一個(gè)重要的力學(xué)性質(zhì)。然而，關(guān)于脆性的定義還沒(méi)有一致的說(shuō)法，不同的研究者根據(jù)不同的情況和測(cè)量辦法提出不同的脆性定義或者脆性度量辦法。但是，根據(jù)大量的測(cè)試值，可以認(rèn)為，高的脆性值代表著：（1）低的延展性，（2）容易開(kāi)裂，（3）力度小的儲(chǔ)層，（4）高的抗壓強(qiáng)度/抗拉強(qiáng)度，（5）高的恢復(fù)力（彈力），（6）高的內(nèi)摩擦角，（7）在壓痕測(cè)試中容易開(kāi)裂。Hucka和Das(1974),Kahraman(2005),Andrissi等(2005)總結(jié)了材料科學(xué)中使用的主要的脆性定義及評(píng)價(jià)方法，所有的脆性的定義/評(píng)價(jià)方法都是基于一些測(cè)量辦法，主要的有抗壓、抗拉強(qiáng)度測(cè)量，硬度測(cè)量。許多學(xué)者通過(guò)對(duì)巖石的測(cè)量認(rèn)識(shí)到，不同的巖石具有不同的脆性（Altindag，2002；Chatterjee等，2013；Sabatakakis，2008）。在此認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，一些油藏勘探家使用巖石的礦物含量表征巖石的脆性，即認(rèn)為石英、碳酸鹽巖為脆性礦物，粘土為塑性礦物，使用巖石中石英體積含量，或者石英體積含量與碳酸鹽巖的體積含量之和在巖石礦物總體積中所占的百分比作為巖石的脆性(Mavko的報(bào)告)，如公式（1）與公式（2）所述。這種計(jì)算方法僅僅是相對(duì)的將巖石中礦物分為脆性與塑性兩類，其中公式（1）認(rèn)為石英為脆性礦物，碳酸鹽巖和粘土為塑性礦物，公式（2）中認(rèn)為石英和方解石為脆性礦物，粘土為塑性礦物。這種方法有兩種缺陷，第一，沒(méi)有考慮每種礦物的脆性程度，如公式（2），分子中的碳酸鹽巖與石英的系數(shù)都是1，分母中的石英，方解石，粘土其系數(shù)也都是1，也就是將石英與碳酸鹽巖脆性程度認(rèn)為是一樣的，實(shí)際上這兩種礦物的脆性程度是不同的，這就會(huì)使得計(jì)算的巖石的整體脆性錯(cuò)誤；第二，這兩種方法都沒(méi)有考慮頁(yè)巖氣儲(chǔ)層中存在的干酪根，長(zhǎng)石等礦物，而頁(yè)巖氣儲(chǔ)層的特征就是礦物復(fù)雜，含有一定含量的干酪根，并且長(zhǎng)石是常見(jiàn)的造巖礦物，在巖石中是必然存在的，不考慮這些礦物也造成計(jì)算的巖石整體的脆性值錯(cuò)誤。

RBI=Quartz/(Quartz+Carbonate+Clay)(1)

RBI=(Quartz+Carbonate)/(Quartz+Carbonate+Clay)(2)

式中，

Quartz,指石英的體積含量；

Carbonate,指碳酸鹽巖的體積含量，包括方解石和白云石；

Clay，指粘土的體積含量；

RBI指脆性因子值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是建立一個(gè)基于礦物含量的頁(yè)巖氣儲(chǔ)層脆性評(píng)價(jià)方法，該方法不僅需要考慮主要礦物的體積分?jǐn)?shù)，也要考慮其脆性程度。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的基于礦物含量的頁(yè)巖氣儲(chǔ)層脆性評(píng)價(jià)方法是，以石英的脆性為標(biāo)準(zhǔn)，確定頁(yè)巖氣儲(chǔ)層中每一種主要礦物的相對(duì)脆性程度，稱為礦物脆性系數(shù)，利用礦物體積含量及每種礦物的脆性系數(shù)計(jì)算儲(chǔ)層巖石整體脆性程度，所述礦物體積含量指孔隙巖石中礦物的體積占孔隙巖石總體積的百分?jǐn)?shù)。

所述主要礦物包括石英，含粘土的石英，高嶺石，墨西哥粘土，混合粘土，方解石，白云石，鹽巖，干酪根，條紋長(zhǎng)石，斜長(zhǎng)石，長(zhǎng)石，硬石膏，沸石，鈉沸石。

具體包括如下步驟：

步驟1：利用多礦物測(cè)井解釋，或者XRD全巖分析方法等精細(xì)礦物分析方法，得到井中巖石或者巖心的礦物體積含量；根據(jù)▽logR方法求取巖石中TOC的體積含量，根據(jù)TOC與干酪根的比率計(jì)算干酪根在巖石總體積中的百分含量，所述比率為1.2；所述XRD，指X-Ray?Diffraction,中文為X射線衍射，XRD全巖分析方法用X射線衍射的辦法分析巖石中的礦物組成；所述TOC，指Total?Organic?Carbon,中文為總有機(jī)碳含量；

所述礦物體積含量指巖石中粘土，方解石，石英，白云石等礦物的體積占巖石總體積的百分?jǐn)?shù)；所述多礦物測(cè)井解釋是指使用多種測(cè)井資料及每種礦物的測(cè)井響應(yīng)值作為已知條件，求解對(duì)應(yīng)礦物的體積含量的方法，該方法根據(jù)已知測(cè)井曲線的多少，可以求得多種礦物的體積含量；其公式為