一种用于识别页岩地层工程甜点的方法技术

本发明专利技术公开了一种用于识别页岩地层工程甜点的方法。包括以下步骤：根据声波和密度测井资料，以及偶极子声波测井资料确定页岩地层最大水平有效应力数值；利用成像测井资料和物性参数得到页岩地层孔隙结构指数；基于元素测井资料确定页岩地层中脆性矿物含量，用于确定页岩地层脆性指数；根据页岩地层最大水平有效应力数值、孔隙结构指数和脆性指数，利用雷达图分析法确定页岩地层工程甜点系数，用于识别页岩地层中的工程甜点。通过对页岩地层工程甜点参数的分析，确定了页岩地层工程甜点主要参数为脆性指数、最大水平有效应力和孔隙结构指数，能够利用现有的测井资料准确识别页岩地层工程甜点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及地质勘探
，具体地说，涉及一种用于识别含气页岩地层工程甜点的方法。
技术介绍
页岩地层中的甜点是指地层中具有较好的储层地质品质，并且比较容易进行压裂工程改造的部分。甜点对页岩地层开发非常重要，找到甜点有利于降低页岩勘探开发成本、提高含气页岩地层产能。“甜点”一词最早相对于难开发储层而出现，是指常规油气层中某一小断块具有较好的储层质量，随后用在煤层气中。在煤层气中甜点是高潜力的产气区域，具有较好的天然裂缝和煤层厚度，地层压力较高。近年来在页岩地层中“甜点”一词被广泛使用。Hashmy等从经济评价角度阐述了页岩地层甜点具有良好的流动特征和储层属性，主要集中在压裂工程改造的成本方面。Cipolla提供的页岩地层甜点包含了两部分：储层质量和完井质量。储层质量好对应于地层物性好、油气丰度高和有机质含量高，完井质量好对应于地层具有更高的脆性、更有利于压裂、工程改造成本低和压裂后具有更好的流动性质。“甜点”一词自从提出后其意义不断发生演化，到目前多指非常规地层中储层品质较好、工程改造成本较低的区域。因此在前人的定义和描述的基础上，Cipolla用储层质量参数来说明页岩地层的可采气能力。具体来说，当孔隙度大于5％，渗透率大于0.005md，含水饱和度小于60％，粘土含量小于40％，有机质含量大于3％，渗透率与厚度乘积大于0.5md-ft的时候页岩地层的可采气能力较高。这些储层质量参数包含了地质甜点的内容，但是粘土含量和渗透率与地质甜点相关性较小，不能包含在地质甜点参数中。粘土含量和渗透率与工程甜点参数有关。工程甜点好，说明地层脆性较高、容易压裂、易形成有效网络裂缝，有利于页岩气开发。但是，尚未有合理的参数来描述和定义工程甜点。因此，亟需一种能够利用现有的测井资料准确识别页岩地层工程甜点的方法。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术提供一种用于识别页岩地层工程甜点的方法，包括以下步骤：根据声波和密度测井资料以及偶极子声波测井资料确定页岩地层最大水平有效应力数值；利用成像测井资料和物性参数得到页岩地层孔隙结构指数；基于元素测井资料确定页岩地层中脆性矿物含量，用于确定页岩地层脆性指数；根据页岩地层最大水平有效应力数值、孔隙结构指数和脆性指数，利用雷达图分析法确定页岩地层工程甜点系数，用于识别页岩地层中的工程甜点。根据本专利技术的一个实施例，所述根据页岩地层最大水平有效应力数值、孔隙结构指数和脆性指数，利用雷达图分析法确定页岩地层工程甜点系数包括：根据地质区域内的工程甜点参数的数据极值进行归一化处理，所述工程甜点参数包括最大水平有效应力数值、孔隙结构指数和脆性指数；确定雷达图中归一化的工程甜点参数的坐标值，连接坐标值点形成表征工程甜点参数的三角形，并计算其面积；计算雷达图中基准图形面积；根据表征工程甜点参数的三角形的面积与基准图形面积的比值确定地质甜点系数。根据本专利技术的一个实施例，所述表征工程甜点参数的三角形的面积根据下式计算： S = Σ i , j = 1 3 1 2 x i x j sin α ij , ]]>其中，xi,xj为归一化处理后的工程甜点参数的坐标值，αij为雷达图中表示地质甜点参数xi,xj的坐标轴之间的夹角。根据本专利技术的一个实施例，所述雷达图中基准图形为连接表示工程甜点参数xi,xj的各坐标轴上的单位坐标值点形成的三角形。根据本专利技术的一个实施例，所述根据声波和密度测井资料，以及偶极子声波测井资料确定页岩地层最大水平有效应力数值包括：根据声波和密度测井资料，采用等效深度法确定页岩地层孔隙压力数值；根据偶极子声波测井资料确定页岩地层泊松比；由页岩地层孔隙压力数值和泊松比计算得到页岩地层最大水平有效应力数值。根据本专利技术的一个实施例，所述利用成像测井资料和物性参数得到页岩地层孔隙结构指数包括：根据页岩地层的渗透率和孔隙度得到流动单元指数；根据流动单元指数划分流动单元，建立流动单元内孔隙度与渗透率的关系模型；通过数据拟合的方法确定页岩地层的孔隙结构指数。根据本专利技术的一个实施例，所述基于元素测井资料确定页岩地层中脆性矿物含量，用于确定页岩地层脆性指数包括：基于元素测井资料确定页岩地层中石英含量Wqtz和碳酸盐含量Wcarb；计算页岩地层脆性指数BRI＝(Wqtz+Wcarb)/Wtotal，其中，Wtotal为总矿物含量。根据本专利技术的一个实施例，所述页岩地层最大水平有效应力数值为： σ He = ( υ 1 - υ + β MAX ) ( P s - α P p ) ]]>其中，σHe为最大水平有效应力，βMAX为最大构造应力系数，υ是地层泊松比，α为比奥特系数，Pp为孔隙压力，Ps为上覆岩层压力。根据本专利技术的一个实施例，所述孔隙压力为Pp＝G0H-(G0-Gn)He，其中，G0为上覆岩层压力梯度，Gn为静水压力梯度，H为超压地层深度，He为等效深度。根据本专利技术的一个实施例，所述流动单元指数为： FZI = 0.0314 k / φ φ / ( 1 - φ ) ]]>其中，k为页岩地层的渗透率，φ为页岩地层对应的孔隙度，FZI为页岩地
层的流动单元指数；所述流动单元内孔隙度与渗透率数据的关系模型表示为：k＝aφb，其中，参数a、参数b为常数。本专利技术的实施例利用脆性指数、最大水平有效应力和孔隙结构指数来定量表征页岩地层的工程甜点，能够利用现有的测井资料准确识别页岩地层工程甜点，对选择页岩储层压裂层段、预测压裂裂缝形态等非常重要，有利于提高页岩气开发效率。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例共同用于解释本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于识别页岩地层工程甜点的方法，其特征在于，包括以下步骤：根据声波和密度测井资料以及偶极子声波测井资料确定页岩地层最大水平有效应力数值；利用成像测井资料和物性参数得到页岩地层孔隙结构指数；基于元素测井资料确定页岩地层中脆性矿物含量，用于确定页岩地层脆性指数；根据页岩地层最大水平有效应力数值、孔隙结构指数和脆性指数，利用雷达图分析法确定页岩地层工程甜点系数，用于识别页岩地层中的工程甜点。

【技术特征摘要】
1.一种用于识别页岩地层工程甜点的方法，其特征在于，包括以下步骤：根据声波和密度测井资料以及偶极子声波测井资料确定页岩地层最大水平有效应力数值；利用成像测井资料和物性参数得到页岩地层孔隙结构指数；基于元素测井资料确定页岩地层中脆性矿物含量，用于确定页岩地层脆性指数；根据页岩地层最大水平有效应力数值、孔隙结构指数和脆性指数，利用雷达图分析法确定页岩地层工程甜点系数，用于识别页岩地层中的工程甜点。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据页岩地层最大水平有效应力数值、孔隙结构指数和脆性指数，利用雷达图分析法确定页岩地层工程甜点系数包括：根据地质区域内的工程甜点参数的数据极值进行归一化处理，所述工程甜点参数包括最大水平有效应力数值、孔隙结构指数和脆性指数；确定雷达图中归一化的工程甜点参数的坐标值，连接坐标值点形成表征工程甜点参数的三角形，并计算其面积；计算雷达图中基准图形面积；根据表征工程甜点参数的三角形的面积与基准图形面积的比值确定地质甜点系数。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述表征工程甜点参数的三角形的面积根据下式计算： S = Σ i , j = 1 4 1 2 x i x j sin α ij , ]]>其中，xi,xj为归一化处理后的工程甜点参数的坐标值，αij为雷达图中表示地质甜点参数xi,xj的坐标轴之间的夹角。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述雷达图中基准图形为连接表示工程甜点参数xi,xj的各坐标轴上的单位坐标值点形成的三角形。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据声波和密度测井资
\t料，以及偶极子声波测井资料确定页岩地层最大水平有效应力数值包括：根据声波和密度测井资料，采用等效深度法确定页岩地层孔隙压力数值；根据偶极子声波测井资料确定页岩地层泊松比；由页岩地层孔隙压力数值和泊松比计算得到页岩地层最大水平有效应力数值。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用成像测井资料和物性参数得到页岩地层孔隙结构指数包括：根据页岩地层的渗透率和孔隙...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖东良，曾义金，陆黄生，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11