一种储层岩石脆性的预测方法及装置制造方法及图纸

本申请公开一种储层岩石脆性的预测方法及装置，储层岩石脆性的预测方法首先通过静态力学试验、超声波试验、岩心破裂试验获得待预测储层的岩心样本动静态弹性参数及岩石力学参数，并从叠前地震反演结果计算待预测储层的动态弹性参数进而计算待预测储层的静态弹性参数及岩石力学参数，然后通过线性拟合的方法建立动态弹性参数与静态弹性参数及岩石力学参数之间的关系，进而计算岩石的综合脆性指数，并通过所述综合脆性指数预测待预测储层的岩石脆性。通过本申请所提供的储层岩石的预测方法及装置能够较为真实地描述出致密储层的岩石脆性。

【技术实现步骤摘要】
一种储层岩石脆性的预测方法及装置
本申请涉及地球物理勘探领域，尤其涉及一种储层岩石脆性的预测方法及装置。
技术介绍
近年来，页岩气和致密油气的研究在国内已经成为热点。在页岩气和致密油等致密储层开发过程中，水力压裂技术已经成为提高油气采收率的一项主要技术手段，脆性指数是衡量岩石是否容易压裂的重要参数，准确的计算对于压裂施工位置确定和施工参数的选取至关重要。目前预测岩石脆性的方法大体分为三类：根据脆性矿物的比例、根据弹性参数、根据岩石力学试验。根据脆性矿物比例预测页岩脆性方法主要有不带权重和带权重的两种计算方法。苗建宇等所采用的方法为不带权重的方法，该类方法只考虑了脆性矿物的占总矿物的百分比，而没有考虑到脆性矿物本身存在脆性差异。DanBuller、董宁等采用带权重的方法考虑了脆性矿物本身的脆性差异，也考虑了塑性矿物的塑性差异。带权重的方法描述岩石脆性较不带权重方法更准确，但是该类方法只考虑了脆性矿物的体积百分比，没有考虑到岩石结构对岩石脆性的影响，使得预测结果不够真实。根据弹性参数预测脆性方面。Rickman在2008年提出了根据杨氏模量和泊松比预测脆性指数的方法，该方法用归一化的杨氏模量和归一化的泊松比的算术平均值来描述岩石的脆性。泊松比主要用来描述岩石在应力作用下产生裂缝的难易程度，杨氏模量用来描述产生裂缝后维持裂缝不闭合的能力。Ritesh采用杨氏模量和密度的乘积来描述杨氏模量。采用弹性参数预测脆性的方法的优点在于能够从地震反演结果方便计算。但是采用地震数据预测的弹性参数为动态弹性参数。而致密储层水力压裂施工过程事实上是一个大型的静力学试验，与之相关的弹性参数应该是静态弹性参数，使用静态弹性参数来描述其脆性更为合理，因而根据地震数据反演结果计算弹性参数直接进行脆性预测同样会使得预测结果不够真实。根据岩石力学试验描述岩石脆性的方法很多，如Hucka和Das提出的抗压强度和抗拉强度的比值、内摩擦角的正弦值方法，采用岩石破裂前后区的应变量的比值来描述岩石的脆性。由于该类方法测的的结果均是基于静力学的，与水力压裂过程的岩石破裂机理完全相同，因此该类方法计算的岩石脆性用于水力压裂更为合理。但是由于岩石力学试验只能针对少量岩心开展，样本数据太小，难以真实描述致密储层的脆性，进而无法直接用于指导水力压裂施工。综上所述，目前还没有一种预测方法能够较为真实描述出致密储层的岩石脆性，以指导水力压裂工作。
技术实现思路
鉴于现有技术的不足，本申请提供一种储层岩石脆性的预测方法及装置，以能够较为真实地描述出致密储层的岩石脆性。本申请提供一种储层岩石脆性的预测方法，包括：获取待预测储层的岩心样本的第一数据体及所述待预测储层的第二数据体，所述第一数据体包括所述岩心样本的密度、不同载荷下所述岩心样本的静态杨氏模量、超声波通过所述岩心样本的纵波速度和横波速度以及所述岩心样本的岩石力学参数；所述第二数据体包括待预测储层的密度以及地震波的纵波速度、横波速度；通过所述第一数据体、所述第二数据体计算得到所述岩心样本的动态弹性指数、应变比脆性指数及所述待预测储层的动态弹性指数，所述动态弹性指数包括动态杨氏模量及动态泊松比；通过所述岩心样本的所述静态杨氏模量、所述动态杨氏模量获取静态杨氏模量与动态杨氏模量的第一转换关系以及通过所述岩心样本的所述动态弹性指数、所述应变比脆性指数获取动态弹性指数与应变比脆性指数的第二转换关系；将所述待预测储层的动态弹性指数代入所述第一转换关系及所述第二转换关系计算得到所述待预测储层的静态杨氏模量、应变比脆性指数；将所述待预测储层的静态杨氏模量代入静态杨氏模量脆性指数计算公式得到所述待预测储层的静态杨氏模量脆性指数，所述静态杨氏模量脆性指数计算公式为：其中，BE,static为静态杨氏模量脆性指数；E'static为所述待预测储层的静态杨氏模量，吉帕；Estaic,max为工区内静态杨氏模量的最大值，吉帕；Estatic,min为工区内静态杨氏模量的最小值，吉帕；将所述待预测储层的静态杨氏模量脆性指数及应变比脆性指数代入综合脆性指数计算公式中得到所述待预测储层的综合脆性指数，所述综合脆性指数计算公式为B′＝αB′ε·BE,static其中，B′为综合脆性指数；α为调节系数，其取值范围为0至1；B′ε为所述待预测储层的应变比脆性指数；BE,static为所述待预测储层的静态杨氏模量脆性指数；根据所述综合脆性指数预测所述待预测储层的岩石脆性。优选的，所述不同载荷下所述岩心样本的静态杨氏模量通过静力学试验得到，其计算公式为其中，ΔP为载荷增量，吉帕；L为岩心样本的轴向长度，米；ΔL为岩心样本的轴向变形增量，米；A为岩心样本的横截面积，平方米。优选的，所述超声波通过所述岩心样本的纵波速度和横波速度通过超声试验获得。优选的，所述第二数据体根据所述待预测储层的叠前三维地震数据同步反演获得。优选的，所述岩心样本及所述待预测储层的动态弹性指数、应变比脆性指数通过将所述第一数据体与所述第二数据体代入至动态杨氏模量计算公式与动态泊松比计算公式获得，所述动态杨氏模量计算公式为所述动态泊松比计算公式为其中，Edynamic为动态杨氏模量，吉帕；σdynamic为动态泊松比；ρ为所述岩心样本或所述待预测储层的密度，克每立方厘米；Vp为纵波速度，米每秒；Vs为横波速度，米每秒。优选的，所述岩心样本的岩石力学参数通过岩心破裂试验获得，所述岩石力学参数包括峰值应变、残余应变与所述残余应力对应的弹性加载阶段的应变。优选的，所述岩心样本的应变比脆性指数通过应变比脆性指数计算公式获得，所述应变比脆性指数公式为：其中，Bε为所述岩心样本的应变比脆性指数；εp为峰值应变；εB为残余应变；εM为残余应力对应的弹性加载阶段的应变。优选的，所述第一转换关系与所述第二转换关系通过线性拟合得到，所述第一转换关系为：Estatic＝a1·Edynamic+b1所述第二转换关系为：Bε＝a2Edynamic+b2σdynamic+c其中，Estatic为静态杨氏模量，吉帕；Edynamic为动态杨氏模量，吉帕；σdynamic为动态泊松比；Bε为应变比脆性指数；a1为线性系数；b1为常数；a2为线性系数；b2为线性系数；c为常数。优选的，所述调节系数α取值0.01。本申请还提供一种储层岩石脆性的预测装置，包括：获取模块，其用于获取待预测储层的岩心样本的第一数据体及所述待预测储层的第二数据体，所述第一数据体包括所述岩心样本的密度、不同载荷下所述岩心样本的静态杨氏模量、超声波通过所述岩心样本的纵波速度和横波速度以及所述岩心样本的岩石力本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种储层岩石脆性的预测方法，其特征在于，包括：获取待预测储层的岩心样本的第一数据体及所述待预测储层的第二数据体，所述第一数据体包括所述岩心样本的密度、不同载荷下所述岩心样本的静态杨氏模量、超声波通过所述岩心样本的纵波速度和横波速度以及所述岩心样本的岩石力学参数；所述第二数据体包括待预测储层的密度以及地震波的纵波速度、横波速度；通过所述第一数据体、所述第二数据体计算得到所述岩心样本的动态弹性指数、应变比脆性指数及所述待预测储层的动态弹性指数，所述动态弹性指数包括动态杨氏模量及动态泊松比；通过所述岩心样本的所述静态杨氏模量、所述动态杨氏模量获取静态杨氏模量与动态杨氏模量的第一转换关系以及通过所述岩心样本的所述动态弹性指数、所述应变比脆性指数获取动态弹性指数与应变比脆性指数的第二转换关系；将所述待预测储层的动态弹性指数代入所述第一转换关系及所述第二转换关系计算得到所述待预测储层的静态杨氏模量、应变比脆性指数；将所述待预测储层的静态杨氏模量代入静态杨氏模量脆性指数计算公式得到所述待预测储层的静态杨氏模量脆性指数，所述静态杨氏模量脆性指数计算公式为：BE,static=E′static-Estatic,minEstaic,max-Estatic,min]]>其中，BE,static为静态杨氏模量脆性指数；E'static为所述待预测储层的静态杨氏模量，吉帕；Estaic,max为工区内静态杨氏模量的最大值，吉帕；Estatic,min为工区内静态杨氏模量的最小值，吉帕；将所述待预测储层的静态杨氏模量脆性指数及应变比脆性指数代入综合脆性指数计算公式中得到所述待预测储层的综合脆性指数，所述综合脆性指数计算公式为B′＝αB′ε·BE,static其中，B′为综合脆性指数；α为调节系数，其取值范围为0至1；B′ε为所述待预测储层的应变比脆性指数；BE,static为所述待预测储层的静态杨氏模量脆性指数；根据所述综合脆性指数预测所述待预测储层的岩石脆性。...

【技术特征摘要】
1.一种储层岩石脆性的预测方法，其特征在于，包括：获取待预测储层的岩心样本的第一数据体及所述待预测储层的第二数据体，所述第一数据体包括所述岩心样本的密度、不同载荷下所述岩心样本的静态杨氏模量、超声波通过所述岩心样本的纵波速度和横波速度以及所述岩心样本的岩石力学参数；所述第二数据体包括待预测储层的密度以及地震波的纵波速度、横波速度；通过所述第一数据体、所述第二数据体计算得到所述岩心样本的动态弹性指数、应变比脆性指数及所述待预测储层的动态弹性指数，所述动态弹性指数包括动态杨氏模量及动态泊松比；通过所述岩心样本的所述静态杨氏模量、所述动态杨氏模量获取静态杨氏模量与动态杨氏模量的第一转换关系以及通过所述岩心样本的所述动态弹性指数、所述应变比脆性指数获取动态弹性指数与应变比脆性指数的第二转换关系；将所述待预测储层的动态弹性指数代入所述第一转换关系及所述第二转换关系计算得到所述待预测储层的静态杨氏模量、应变比脆性指数；将所述待预测储层的静态杨氏模量代入静态杨氏模量脆性指数计算公式得到所述待预测储层的静态杨氏模量脆性指数，所述静态杨氏模量脆性指数计算公式为：其中，BE,static为静态杨氏模量脆性指数；E'static为所述待预测储层的静态杨氏模量，吉帕；Estaic,max为工区内静态杨氏模量的最大值，吉帕；Estatic,min为工区内静态杨氏模量的最小值，吉帕；将所述待预测储层的静态杨氏模量脆性指数及应变比脆性指数代入综合脆性指数计算公式中得到所述待预测储层的综合脆性指数，所述综合脆性指数计算公式为B′＝αB′ε·BE,static其中，B′为综合脆性指数；α为调节系数，其取值范围为0至1；B′ε为所述待预测储层的应变比脆性指数；BE,static为所述待预测储层的静态杨氏模量脆性指数；根据所述综合脆性指数预测所述待预测储层的岩石脆性。2.如权利要求1所述的储层岩石脆性的预测方法，其特征在于：所述不同载荷下所述岩心样本的静态杨氏模量通过静力学试验得到，其计算公式为其中，ΔP为载荷增量，吉帕；L为岩心样本的轴向长度，米；ΔL为岩心样本的轴向变形增量，米；A为岩心样本的横截面积，平方米。3.如权利要求1所述的储层岩石脆性的预测方法，其特征在于：所述超声波通过所述岩心样本的纵波速度和横波速度通过超声试验获得。4.如权利要求3所述的储层岩石脆性的预测方法，其特征在于：所述第二数据体根据所述待预测储层的叠前三维地震数据同步反演获得。5.如权利要求4所述的储层岩石脆性的预测方法，其特征在于：所述岩心样本及所述待预测储层的动态弹性指数、应变比脆性指数通过将所述第一数据体与所述第二数据体代入至动态杨氏模量计算公式与动态泊松比计算公式获得，所述动态杨氏模量计算公式为所述动态泊松比计算公式为其中，Edynamic为动态杨氏模量，吉帕；σdynamic为动态泊松比；ρ为所述岩心样本或所述待预测储层的密度，克每立方厘米；Vp为纵波速度，米每秒；Vs为横波速度，米每秒。6.如权利要求1所述的储层岩石脆性的预测方法，其特征在于：所述岩心样本的岩石力学参数通过岩心破裂试...

【专利技术属性】
技术研发人员：李凌高，孙夕平，陈树民，赵海波，于永才，汤文，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11