一種利用測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)計(jì)算頁(yè)巖氣儲(chǔ)層可壓性評(píng)價(jià)方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種利用測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)計(jì)算頁(yè)巖氣儲(chǔ)層可壓性評(píng)價(jià)方法，包括步驟：(1)利用測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)計(jì)算頁(yè)巖脆性指數(shù)Brit；(2)利用測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)計(jì)算頁(yè)巖斷裂韌性指數(shù)Kn；(3)通過(guò)頁(yè)巖脆性指數(shù)Brit與巖斷裂韌性指數(shù)Kn計(jì)算出可壓裂指數(shù)Frac，根據(jù)不同位置處的巖壓力學(xué)參數(shù)，建立可壓指數(shù)空間分布，從而來(lái)評(píng)價(jià)區(qū)塊頁(yè)巖地層的可壓性。更加完善地考慮了可壓性影響因素，彌補(bǔ)了現(xiàn)有評(píng)價(jià)方法對(duì)此因素考慮的不足；其次利用測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)采取等效計(jì)算法計(jì)算頁(yè)巖儲(chǔ)層的脆性和斷裂韌性，無(wú)需完整的儲(chǔ)層脆性和斷裂韌性實(shí)驗(yàn)結(jié)果，降低了對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的依賴(lài)性，使本發(fā)明具有更大的適用范圍。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
-種利用測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)計(jì)算頁(yè)巖氣儲(chǔ)層可壓性評(píng)價(jià)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于油氣田開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種利用測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)計(jì)算頁(yè)巖氣儲(chǔ)層可壓性 評(píng)價(jià)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 化ong等將可壓性定義為頁(yè)巖儲(chǔ)層在水力壓裂過(guò)程中具有能夠被有效壓裂從而獲 得增產(chǎn)能力的性質(zhì)。但是，該定義較為模糊，并未給出"有效壓裂"的準(zhǔn)確解釋。由于頁(yè)巖儲(chǔ) 層具有低孔隙度和超低滲透一致密的特點(diǎn)，孔隙度一般為4%~6%，未經(jīng)壓裂的頁(yè)巖基質(zhì) 滲透率一般為10-4~10 -9皿2,且頁(yè)巖儲(chǔ)層內(nèi)天然弱面較為發(fā)育，微地震監(jiān)測(cè)表明頁(yè)巖儲(chǔ) 層壓裂改造后形成的是復(fù)雜的裂縫網(wǎng)絡(luò)，因此常規(guī)的單、雙翼縫理論模型已很難滿(mǎn)足頁(yè)巖 氣井壓裂改造的需求。
[0003] 縫網(wǎng)壓裂技術(shù)是頁(yè)巖氣儲(chǔ)層改造的重要手段，即有意識(shí)地利用水力裂縫溝通頁(yè)巖 儲(chǔ)層中的天然裂縫等地質(zhì)弱面，使其閉合的部分重新開(kāi)啟，開(kāi)啟的部分又相互連通，從而形 成復(fù)雜的裂縫網(wǎng)絡(luò)。若僅在近井地帶形成復(fù)雜的裂縫網(wǎng)絡(luò)，獲得的儲(chǔ)層改造體積(SRV)較 小，增產(chǎn)作用有限。頁(yè)巖儲(chǔ)層縫網(wǎng)壓裂的理想效果應(yīng)該是既形成了復(fù)雜的裂縫網(wǎng)絡(luò)又獲得 了足夠大的儲(chǔ)層改造體積，并能獲取高經(jīng)濟(jì)效益，頁(yè)巖可壓性越好取得理想壓裂效果的概 率越大。頁(yè)巖壓裂效果除與頁(yè)巖地質(zhì)、儲(chǔ)層特征相關(guān)外，還取決于采用的壓裂工藝技術(shù)，但 可壓性反映的是頁(yè)巖地質(zhì)、儲(chǔ)層在水力壓裂過(guò)程中的綜合特征，與壓裂工藝無(wú)關(guān)。因此頁(yè)巖 氣儲(chǔ)層可壓性可描述為在相同壓裂工藝技術(shù)條件下，儲(chǔ)層中形成復(fù)雜裂縫網(wǎng)絡(luò)并獲得足夠 大的儲(chǔ)層改造體積的概率W及獲取高經(jīng)濟(jì)效益的能力。
[0004] 現(xiàn)階段為獲得工業(yè)性的氣流，90% W上頁(yè)巖氣井都需要先實(shí)施縫網(wǎng)壓裂改造。但 縫網(wǎng)壓裂技術(shù)需要耗費(fèi)大量的財(cái)力、物力，盲目實(shí)施壓裂不僅會(huì)破壞儲(chǔ)層，還會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的 環(huán)境問(wèn)題。因此，為了取得好的儲(chǔ)層壓裂改造效果，避免盲目壓裂，必須先對(duì)頁(yè)巖氣儲(chǔ)層的 可壓性進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)。
[0005] 現(xiàn)有的頁(yè)巖儲(chǔ)層可壓性評(píng)價(jià)方法主要分為定性的實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)法和定量的系數(shù)評(píng)價(jià) 法兩大類(lèi)。實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)法是對(duì)頁(yè)巖巖屯、進(jìn)行一系列室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，仔細(xì)觀察記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)果， 并將獲得的一系列實(shí)驗(yàn)參數(shù)與北美頁(yè)巖參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，從而對(duì)目標(biāo)區(qū)域內(nèi)頁(yè)巖進(jìn)行可壓性 評(píng)價(jià)，此類(lèi)方法具有一定的準(zhǔn)確性，但操作復(fù)雜、耗時(shí)耗力，不適合在現(xiàn)場(chǎng)推廣;系數(shù)評(píng)價(jià)法 則又可細(xì)分為脆性系數(shù)法與可壓性系數(shù)法，其中脆性系數(shù)法應(yīng)用最廣，系數(shù)評(píng)價(jià)法與實(shí)驗(yàn) 評(píng)價(jià)法相比具有直觀有效、操作簡(jiǎn)單、現(xiàn)場(chǎng)適用強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但現(xiàn)有的可壓性系數(shù)評(píng)價(jià)法存在 因素考慮單一或簡(jiǎn)單的多因素疊加的不足，不能全面科學(xué)的反映頁(yè)巖儲(chǔ)層的可壓性。
[0006] 綜上所述，目前需要的頁(yè)巖氣儲(chǔ)層可壓性評(píng)價(jià)方法應(yīng)該具有W下兩個(gè)特點(diǎn)：1, 一 套完整的頁(yè)巖氣儲(chǔ)層可壓性影響因素;2. -種全面科學(xué)的可壓性評(píng)價(jià)數(shù)學(xué)模型。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的即在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種利用測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)計(jì)算頁(yè)巖氣儲(chǔ) 層可壓性評(píng)價(jià)方法，解決現(xiàn)有技術(shù)頁(yè)巖氣儲(chǔ)層可壓性評(píng)價(jià)不全面科學(xué)的可壓性評(píng)價(jià)數(shù)學(xué)模 型的問(wèn)題。
[0008] 本發(fā)明的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種利用測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)計(jì)算頁(yè)巖氣儲(chǔ)層可壓性評(píng)價(jià) 方法，包括步驟： (1) 利用測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)計(jì)算頁(yè)巖脆性指數(shù)Brit ; (2) 利用測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)計(jì)算頁(yè)巖斷裂初性指數(shù)Kn; (3) 通過(guò)頁(yè)巖脆性指數(shù)化it與巖斷裂初性指數(shù)Kn計(jì)算出可壓裂指數(shù)Frac,根據(jù)不同 位置處的巖壓力學(xué)參數(shù)，建立可壓指數(shù)空間分布，從而來(lái)評(píng)價(jià)區(qū)塊頁(yè)巖地層的可壓性。
[0009] 進(jìn)一步的，所述步驟（1)計(jì)算頁(yè)巖脆性指數(shù)Brit,如下： E化it =(E-S)/巧6-8)X100 (1) 此化it=(0.36-y)/(0.36-0.1) X 100 (2) &rit=0.5 E&rit+0.5此&rit (3) 式中：E化i t為歸一化的彈性模量，G化;此化i t為歸一化的泊松比;化i t為脆性指數(shù)，微 量剛。
[0010] 進(jìn)一步的，所述步驟（2)計(jì)算頁(yè)巖斷裂初性指數(shù)Kn,如下： 首先計(jì)算頁(yè)巖地層的I型裂縫斷裂初性值KIC和II型裂縫斷裂初性值K IIC: KIC= 0.2176P c+0.0059St +0.0923St +0.517St-〇.3322 KIIC= 0.0956P c+0.1383St-0.082 化=O h-aPP 式中：化一圍壓，MPa,St-巖石抗張強(qiáng)度，MPa,a-有效應(yīng)力系數(shù)，0~I，PP-孔隙壓 力，MPa，化一水平最小地應(yīng)力，MPa，然后求取頁(yè)巖斷裂初性指數(shù)Kn:
式中：KKn- I型斷裂初性值歸一化指數(shù)，0~1，KII化一II型斷裂初性值歸一 化指數(shù)，0~l，KICmax、KICmin-全區(qū)域頁(yè)巖的最大I型斷裂初性值、全區(qū)域頁(yè)巖的最小 I型斷裂初性值，KIICmax、KIICmin-全區(qū)域頁(yè)巖的最大II型斷裂初性值、全區(qū)域頁(yè)巖 的最小II型斷裂初性值。
[0011] 進(jìn)一步的，所述步驟（3)可壓裂指數(shù)Frac,如下， Frac=2 Brit/KicKiic 斷裂初性取I型與斷裂初性II型的平均值;化it為脆性指數(shù)，無(wú)量綱。
[0012] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果:更加完善地考慮了可壓性 影響因素，彌補(bǔ)了現(xiàn)有評(píng)價(jià)方法對(duì)此因素考慮的不足;其次利用測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)采取等效計(jì)算法 計(jì)算頁(yè)巖儲(chǔ)層的脆性和斷裂初性，無(wú)需完整的儲(chǔ)層脆性和斷裂初性實(shí)驗(yàn)結(jié)果，降低了對(duì)實(shí) 驗(yàn)數(shù)據(jù)的依賴(lài)性，使本發(fā)明具有更大的適用范圍。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明 作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的示意性實(shí)施方式及其說(shuō)明僅用于解釋本發(fā)明，并不作為對(duì) 本發(fā)明的限定。
[0014] -種利用測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)計(jì)算頁(yè)巖氣儲(chǔ)層可壓性評(píng)價(jià)方法，包括步驟： (1) 利用測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)計(jì)算頁(yè)巖脆性指數(shù)Brit ; (2) 利用測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)計(jì)算頁(yè)巖斷裂初性指數(shù)Kn; (3) 通過(guò)頁(yè)巖脆性指數(shù)化it與巖斷裂初性指數(shù)Kn計(jì)算出可壓裂指數(shù)Frac,根據(jù)不同 位置處的巖壓力學(xué)參數(shù)，建立可壓指數(shù)空間分布，從而來(lái)評(píng)價(jià)區(qū)塊頁(yè)巖地層的可壓性。
[0015] 所述步驟（1)計(jì)算頁(yè)巖脆性指數(shù)Brit,如下： E化it =(E-S)/巧6-8)X100 (1) 此化it=(0.36-y)/(0.36-0.1) X 100 (2) &rit=0.5 E&rit+0.5此&rit (3) 式中：E化i t為歸一化的彈性模量，G化;此化i t為歸一化的泊松比;化i t為脆性指數(shù)，微 量剛。
[0016] 所述步驟（2)計(jì)算頁(yè)巖斷裂初性指數(shù)Kn,如下： 首先計(jì)算頁(yè)巖地層的I型裂縫斷裂初性值KIC和II型裂縫斷裂初性值K IIC: KIC= 0.2176P c+0.0059St +0.0923St +0.517St-〇.3322 KIIC= 0.0956P c+0.1383St-0.082 化=O h-aPP 式中：化一圍壓，MPa,St-巖石抗張強(qiáng)度，MPa,a-有效應(yīng)力系數(shù)，0~I，PP-孔隙壓 力，MPa，化一水平最小地應(yīng)力，MPa，然后求取頁(yè)巖斷裂初性指數(shù)Kn:
式中：KKn- I型斷裂初性值歸一化指數(shù)，0~1，KII化一II型斷裂初性值歸一 化指數(shù)，0~l，KICmax、KICmin-全區(qū)域頁(yè)巖的最大I型斷裂初性值、全區(qū)域頁(yè)巖的最小 I型斷裂初性值，KIICmax、KIICmin-全區(qū)域頁(yè)巖的最大II型斷裂初性值、全區(qū)域頁(yè)巖 的最小II型斷裂初性值。
[0017]所述步驟（3)可壓裂指數(shù)Frac,如下， Frac=2 Brit/KicKiic 斷裂初性取I型與斷裂初性II型的平均值;化it為脆性指數(shù)，無(wú)量綱。
[0018] W上所述的【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步 詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，W上所述僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】而已，并不用于限定本發(fā)明 的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含 在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種利用測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)計(jì)算頁(yè)巖氣儲(chǔ)層可壓性評(píng)價(jià)方法，其特征在于，包括步驟： (1) 利用測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)計(jì)算頁(yè)巖脆性指數(shù)Brit ; (2) 利用測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)計(jì)算頁(yè)巖斷裂韌性指數(shù)Kn; (3) 通過(guò)頁(yè)巖脆性指數(shù)Brit與巖斷裂韌性指數(shù)Κη計(jì)算出可壓裂指數(shù)Frac，根據(jù)不同 位置處的巖壓力學(xué)參數(shù)，建立可壓指數(shù)空間分布，從而來(lái)評(píng)價(jià)區(qū)塊頁(yè)巖地層的可壓性。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)計(jì)算頁(yè)巖氣儲(chǔ)層可壓性評(píng)價(jià)方法，其特征在 于，所述步驟（1)計(jì)算頁(yè)巖脆性指數(shù)Brit，如下： EBrit =(E-8)/(56-8)X100 (1) yEBrit=(0·36-μ)/(0·36-0·1)X100 (2) Brit=0.5 EBrit+0.5yEBrit (3) 式中：EBrit為歸一化的彈性模量，GPa ;yEBrit為歸一化的泊松比;Brit為脆性指數(shù)，微 量剛。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)計(jì)算頁(yè)巖氣儲(chǔ)層可壓性評(píng)價(jià)方法，其特征在 于，所述步驟（2)計(jì)算頁(yè)巖斷裂韌性指數(shù)Kn，如下： 首先計(jì)算頁(yè)巖地層的I型裂縫斷裂韌性值KIC和II型裂縫斷裂韌性值K IIC: KIC= 0.2176P c+0.0059St +0.0923St +0.517St-〇.3322 KIIC= 0.0956P c+0.1383St-0.082 Pc= 〇 h-αΡΡ 式中：Pc-圍壓，MPa，St-巖石抗張強(qiáng)度，MPa，a-有效應(yīng)力系數(shù)，〇~1，PP-孔隙壓 力，MPa，〇h-水平最小地應(yīng)力，MPa，然后求取頁(yè)巖斷裂韌性指數(shù)Kn:式中：KICn - I型斷裂韌性值歸一化指數(shù)，0~l，KIICn - II型斷裂韌性值歸一 化指數(shù)，0~l，KICmax、KICmin-全區(qū)域頁(yè)巖的最大I型斷裂韌性值、全區(qū)域頁(yè)巖的最小 I型斷裂韌性值，KIICmaX、KIICmin-全區(qū)域頁(yè)巖的最大II型斷裂韌性值、全區(qū)域頁(yè)巖 的最小II型斷裂韌性值。4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的利用測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)計(jì)算頁(yè)巖氣儲(chǔ)層可壓性評(píng)價(jià)方法，其 特征在于，所述步驟（3)可壓裂指數(shù)Frac，如下， Frac=2 Brit/KicKnc 斷裂韌性取I型與斷裂韌性II型的平均值;Brit為脆性指數(shù)，無(wú)量綱。
【文檔編號(hào)】E21B49/00GK105822292SQ201610151738
【公開(kāi)日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年3月17日
【發(fā)明人】金濤, 康立權(quán)
【申請(qǐng)人】成都創(chuàng)源油氣技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司