[發明專利]一種頁巖水化損傷系數的預測模型建立方法及預測方法

有效

• 申請號: 202110924175.1
• 申請日: 2021-08-12
• 公開（公告）號: CN113624847B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 丁乙;劉向君;梁利喜;熊健
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: G01N29/12
• 分類號: G01N29/12;G01N29/44;G01N29/46
• 代理公司: 成都熠邦鼎立專利代理有限公司 51263
• 代理人: 李曉英

本發明涉及一種頁巖水化損傷系數的預測模型建立方法及預測方法，包括：對頁巖巖樣開展超聲波透射實驗，獲取原狀頁巖的頻譜特征；獲取頁巖巖石參數、流體參數及外部環境參數；基于不同頁巖巖石參數、流體參數及外部環境參數，開展浸泡實驗；對浸泡后的頁巖巖心，開展超聲波透射實驗，獲取水化后的頁巖頻譜特征；根據原狀頁巖頻譜特征、水化后頁巖頻譜特征，基于水化損傷系數計算模型，獲得水化損傷系數實驗值；基于頁巖巖石參數、流體參數、外部環境參數、水化損傷系數實驗值，采用神經網絡算法，建立基于頁巖水化參數的頁巖水化損傷系數預測模型。將待預測巖樣的頁巖水化參數，輸入頁巖水化損傷系數預測模型，獲得頁巖水化損傷系數。

技術領域

本發明涉及頁巖氣勘探開發領域，尤其涉及一種頁巖水化損傷系數的預測模型建立方法及預測方法。

背景技術

我國頁巖氣資源豐富，為應對我國對于天然氣的強勁需求，加大頁巖氣勘探開發是我國石油工業的重要任務。其中，頁巖地層井壁失穩問題是阻礙頁巖氣高效開發的重大技術難題之一。頁巖地層井壁失穩的主要原因是頁巖水化損傷特征。由于頁巖的強水化特征，鉆井液與井壁巖石接觸，形成強水化損傷，造成井壁穩定性降低，從而導致井壁垮塌失穩。

因此，為建立合理的控制井壁穩定技術，需要對頁巖地層水化損傷進行精準評價，從而形成對應的技術措施。現有水化損傷評價方法的考慮因素較為單一，主要針對水化時間、流體類型進行分析。但是，實際水化過程中，水化損傷程度與外部條件、流體類型、巖石自身特征都具有相關性。外部溫度、壓差、流體特征、巖石密度、孔隙度、滲透率等參數都會對水化損傷造成影響。目前，尚未存在一套綜合方法對水化損傷進行定理評價。

發明內容

本申請為了解決上述技術問題提供一種頁巖水化損傷系數的預測模型建立方法及預測方法。

本申請通過下述技術方案實現：

一種頁巖水化損傷系數的預測模型建立方法，包括以下步驟：

制備頁巖標準圓柱巖心樣品。

對頁巖巖樣開展超聲波透射實驗，獲取原狀頁巖的頻譜特征。

基于室內實驗手段，獲取頁巖水化參數，主要分為頁巖巖石參數(頁巖活度、頁巖密度、孔隙度、滲透率)、流體參數(流體活度)及外部環境參數(浸泡時間、浸泡溫度、浸泡壓差)。

基于不同頁巖巖石參數、流體參數及外部環境參數，開展浸泡實驗。

對浸泡后的頁巖巖心，開展超聲波透射實驗，獲取水化后的頁巖頻譜特征。

根據原狀頁巖頻譜特征、水化后頁巖頻譜特征，基于水化損傷系數計算模型，獲得水化損傷系數實驗值；

基于頁巖巖石參數、流體參數、外部環境參數、水化損傷系數，采用神經網絡算法，建立基于頁巖水化參數(巖石參數、流體參數、外部環境參數)的頁巖水化損傷系數預測模型。

將待預測巖樣的頁巖水化參數，輸入建立的頁巖水化損傷系數預測模型，即可獲得頁巖水化損傷系數，實現頁巖水化損傷效應評價。

與現有技術相比，本申請具有以下有益效果：

1，本申請考慮了現有頁巖地層水化效應評價方法的缺陷，利用水化前后的聲波頻譜特征，借助神經網絡算法，構建了頁巖水化損傷系數的預測模型；使用該預測模型預測時，所有輸入參數均為原狀頁巖參數，即是說，使用本申請的預測方法獲取頁巖水化損傷系數，不會對頁巖巖樣造成損壞，從而增加了頁巖巖樣利用率；

2，本申請的預測方法，輸入參數包括了巖石特征、流體特征、外部環境特征，能夠較為全面系統地實現水化損傷評價；