[發明專利]一種頁巖儲層脆性評價的方法

在審

• 申請號: 201810541108.X
• 申請日: 2018-05-30
• 公開（公告）號: CN110552690A
• 公開（公告）日: 2019-12-10
• 發明（設計）人: 錢恪然;何治亮;劉喜武;劉炯;劉宇巍;張遠銀
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油勘探開發研究院
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00
• 代理公司: 11372 北京聿宏知識產權代理有限公司
• 代理人: 吳大建;何嬌

本申請提供了提出了一種頁巖儲層脆性評價的方法，該頁巖儲層包括多種礦物組分，該方法包括以下步驟：步驟1，確定多種礦物組分中每種礦物組分的歸一化脆性指數和體積含量；步驟2，基于Voigt?Reuss?Hill平均理論，根據每種礦物組分的歸一化脆性指數和體積含量計算頁巖儲層的脆性指數上限閾值、脆性指數下限閾值以及脆性指數平均值。該方法通過綜合考慮每種礦物組分對儲層脆性的影響，能夠在僅輸入各礦物組分體積含量的前提下，對頁巖儲層的脆性指出作出較為準確的評價。

技術領域

本發明涉及巖石物理及測井評價技術領域，并且更具體地，涉及一種頁巖儲層脆性評價方法。

背景技術

頁巖地層由于其低孔隙度低滲透率的物性特征，在常規油氣勘探中通常被視為蓋層，頁巖蓋層可以對常規砂巖儲層起到良好的封存作用。隨著非常規勘探的興起，針對頁巖地層,特別是頁巖甜點的非常規勘探已成為時下的熱點之一，而脆性是頁巖甜點的重要參數之一。針對低孔隙度、低滲透率的頁巖地層，常規的開采手段效果并不理想。為了優化頁巖儲層的孔滲結構，水力壓裂是目前工業界采用的重要手段之一。水力壓裂通過向井眼中注入壓力液，使地層破碎形成壓裂縫，并利用支撐劑維持壓裂縫，最終達到改善儲層孔滲狀態的目的。

脆性指數是指導水力壓裂的重要參數之一，準確地預測脆性指數對儲層的水力壓裂施工具有重大意義。許多學科均涉及對巖石脆性性質的研究，如石油工程(鉆井施工、壓裂設計等)、地質學，地球化學和地球物理均對巖石的脆性有各自的定義。相關文獻顯示各類脆性表征公式多達幾十種。在各種脆性評價體系中，實驗室測量可以得到最為直觀且相對準確的脆性值，但實際生產中，高額的取芯成本使得基于實驗室測量的脆性評價只能提供較為有限的儲層脆性信息。為優選適用面更廣的脆性表征理論，在地球物理學中通常利用巖石的彈性參數和礦物百分比來表征巖石的脆性(即彈性參數法和礦物百分比法)。

現有的脆性表征公式大多基于礦物組分法和彈性參數法，而將兩者綜合考慮的脆性表征公式較為有限。現有的兩類方法各有利弊，彈性參數法雖然預測精度較高，但需要的輸入參數較多，各輸出參數的測量精度都將影響脆性的預測準確性。礦物組分法由于輸入參數少，導致脆性預測精度不高。由于頁巖井勘探成本高，資料較為匱乏。且由于地層各向異性強等原因導致頁巖井資料精度較低，導致頁巖層的脆性預測精度及可靠性有待提高。因此，需要一種能夠使得可以輸入盡量少的參數即可得到較為準確的頁巖儲層脆性評價的方法。

發明內容

針對上述現有技術中的問題，本申請提出了一種頁巖儲層脆性評價的方法，綜合考慮彈性參數法和礦物組分法，結合Voigt-Reuss-Hill平均理論，通過構建頁巖儲層的脆性上下限閾值來實現對目的儲層的脆性預測。

根據本申請的一方面，提出了一種頁巖儲層脆性評價的方法，該頁巖儲層包括多種礦物組分，該方法包括以下步驟：步驟1，確定多種礦物組分中每種礦物組分的歸一化脆性指數和體積含量；步驟2，基于Voigt-Reuss-Hill平均理論，根據每種礦物組分的歸一化脆性指數和體積含量計算頁巖儲層的脆性指數上限閾值、脆性指數下限閾值和脆性指數平均值。

在一個實施方式中，在步驟1中，歸一化脆性指數通過以下步驟進行計算：步驟11，確定每種礦物組分的本征脆性指數；步驟12，將本征脆性指數歸一化處理，得到每種礦物組分的歸一化脆性指數。

在一個實施方式中，步驟11包括：步驟111，獲取每種礦物組分的彈性參數信息；步驟112，根據彈性參數信息計算每種礦物組分的楊氏模量和泊松比；步驟113，根據每種礦物組分的楊氏模量和泊松比計算每種礦物組分的本征脆性指數。

在一個實施方式中，在步驟112中，楊氏模量和泊松比分別通過以下公式計算：

其中，E為每種礦物組分的楊氏模量，υ為每種礦物組分的泊松比，K為每種礦物組分的體積模量，μ為每種礦物組分的剪切模量。