页岩储层脆性评价方法技术

本发明专利技术提供一种页岩储层脆性评价方法，其中所述页岩储层包括混合矿物组合，该方法包括：确定所述混合矿物组合的体积模量、剪切模量和密度；根据所确定的体积模量、剪切模量计算所述混合矿物组合的杨氏模量和泊松比；根据计算出的所述混合矿物组合的杨氏模量和泊松比确定所述混合矿物组合的脆性因子；以及根据所述杨氏模量、所述泊松比以及所确定的脆性因子评价所述页岩储层脆性。通过上述技术方案，利用混合矿物组合的体积模量、剪切模量和密度可以确定其杨氏模量、泊松比，进而得到一种新型脆性因子来评价包含混合矿物组合的页岩储层脆性，实现了对页岩储层脆性准确、定量评价。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及岩石物理及测井评价
，更具体地，涉及一种页岩储层脆性评价方法。
技术介绍
对于页岩气储层，在开发的过程中储层改造(水力压裂)效果直接影响着人工裂缝网络的复杂程度。能否在低耗能的情形下形成尽可能多的裂缝，达到好的压裂效果，不光依赖于压裂技术，决定性的因素在于储层是否适应于人工压裂。脆性是评价岩石在外力作用下开裂程度的参数，脆性高的岩石在外力作用下易于开裂，脆性低的岩石在外力作用下不易开裂。一般，脆性的高低需要在实验室进行力学试验，其往往伴随着较高的成本。弹性参数可以反映岩石在外力作用下的形变程度，因此，通过弹性参数构建脆性因子，可以对储层脆性进行评价。脆性的表征方式对评价脆性高低极为重要。本质上，脆性由岩石的组成物质决定，当岩石中脆性矿物(石英和方解石)的含量比较多时，岩石较脆。当然，在矿物一定的情况下，岩石中非脆性物质(黏土，流体等)的含量及其分布形式对脆性的影响比较复杂。理论上，脆性可以由矿物成分的相对含量表示(式1)，也可以由岩石的力学参数表示，主要是指杨氏模量和泊松比，杨氏模量的大小标志着材料的刚性，杨氏模量越大，说明岩石越不容易发生形变；泊松比的大小标志着材料的横向变形系数，泊松比越大，说明岩石在压力作用下越容易膨胀。不同的杨氏模量和泊松比的组合表示岩石具有不同的脆性，杨氏模量越大，泊松比越低，岩石的脆性越高，经典的表征脆性的方式是使用杨氏模量和泊松比的加权平均，如式2所示。Brittle_index1＝(Quartz+Calcite)/(Quartz+Calcite+Clay)(1)Brittle_index2＝(YM_BRIT+PR_BRIT)/2(2)式中Brittle_index1代表矿物脆性因子，Brittle_index2代表杨氏模量和泊松比的加权平均；其中YM_BRIT＝((E-1)/(8-1))*100，PR_BRIT＝((v-0.4)/(0.15-0.4))*100，其中，E为杨氏模量，v为泊松比；Quartz、Calcite、Clay分别表示石英、方解石、黏土在岩石中的含量。很显然，在现有技术针对页岩储层脆性指数的计算中需要取杨氏模量和泊松比的上限值和下限值，这使得计算不准确。针对上述问题，现有技术中尚无良好解决方案。
技术实现思路
本公开提出了一种页岩储层脆性评价方法，以准确、定量评价页岩储层脆性。根据本公开的一方面，提出了一种页岩储层脆性评价方法，其中所述页岩储层包括混合矿物组合，该方法包括：确定所述混合矿物组合的体积模量、剪切模量和密度；根据所确定的体积模量、剪切模量计算所述混合矿物组合的杨氏模量和泊松比；根据计算出的所述混合矿物组合的杨氏模量和泊松比确定所述混合矿物组合的脆性因子；以及根据所述杨氏模量、所述泊松比以及所确定的脆性因子评价所述页岩储层脆性。进一步地，所述混合矿物组合包括背景矿物和加入矿物，该方法包括：根据所述背景矿物的体积模量、剪切模量和密度以及所述加入矿物的体积模量、剪切模量和密度来确定所述混合矿物组合的体积模量、剪切模量和密度。进一步地，该方法包括根据以下公式确定所述混合矿物组合的体积模量和剪切模量：(1-y)ddy[K*(y)]=(K1-K*)P(*2)(y),]]>(1-y)ddy[μ*(y)]=(μ1-μ*)Q(*2)(y),]]>其中，K*、μ*分别代表所述混合矿物组合的体积模量和剪切模量；K1、μ1分别代表所述加入矿物的体积模量和剪切模量；K*(y)、μ*(y)分别代表所述背景矿物的体积模量和剪切模量；y代表所述加入矿物在所述混合矿物组合中所占的百分比。同时，该方法包括根据以下公式确定所述混合矿物组合的密度：ρ＝V1ρ1+(1-V1)ρ2，其中，ρ1，ρ2分别代表所述背景矿物的密度和所述加入矿物的密度，V1为ρ1所对应的矿物在所述混合矿物组合中所占的百分比，1-V1为ρ2所对应的矿物在所述混合矿物组合中所占的百分比。进一步地，所述混合矿物组合包括以下多个组合中的至少一种，其中所述组合的表达方式为背景矿物包含加入矿物：石英含方解石、石英含粘土、石英含干酪根、方解石含干酪根、以及粘土含干酪根。进一步地，所述根据所确定的体积模量、剪切模量计算所述混合矿物组合的杨氏模量和泊松比包括利用以下公式进行所述计算：E=9K*μ*3K*+μ*,v=3K*-2μ*2(3K*+μ*)]]>其中，K*和μ*分别代表所述混合矿物组合的体积模量和剪切模量，E和v分别代表所述混合矿物组合的杨氏模量与泊松比。进一步地，所述根据计算出的所述混合矿物组合的杨氏模量和泊松比确定所述混合矿物组合的脆性因子包括：将所述混合矿物组合的杨氏模量除以所述混合矿物组合的泊松比所得的商确定为所述混合矿物组合的脆性因子。进一步地，所述根据所述杨氏模量、所述泊松比以及所确定的脆性因子评价所述页岩储层脆性包括：根据所述杨氏模量、所述泊松比以及所确定的脆性因子之间的对应关系生成查找表和/或图；针对特定混合矿物组合，利用该特定混合矿物组合的杨氏模量和泊松比在所述查找表和/或图中确定对应的脆性因子；以及利用所确定的脆性因子对含有所述特定矿物组合的页岩储层脆性进行评价。进一步地，所述根据所述杨氏模量、所述泊松比以及所确定的脆性因子之间的对应关系生成查找表和/或图之后，该方法还包括根据所述页岩储层的实测测井数据和/或地震反演数据查询所述查找表和/或图以确定所述页岩储层的脆性因子。通过本公开提供的上述技术方案，利用混合矿物组合的体积模量、剪切模量和密度可以确定其杨氏模量、泊松比，进而得到脆性因子来评价包含混合矿物组合的页岩储层脆性，评价准确且能够定量。附图说明通过结合附图对本公开示例性实施方式进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。图1示出了根据本专利技术的一个实施例的页岩储层脆性评价方法的流程图。图2示出了不同弹性参数及脆性因子对于脆性页岩和非脆性页岩的敏感性。图3示出了杨氏模量-泊松比-脆性因子解释图版示意图。图4示出了复杂岩性条件下杨氏模量-泊松比-脆性图版实际数据分析图。图5示出了泥页岩的杨氏模量-泊松比-脆性图版实际数据分析图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。图1示出了根据本专利技术的一个实施例的页岩储层脆性评价方法的流程图，其中所述页岩储层包括混合矿物组合，该方法包括：步骤101，确定所述混合矿物组合的体积模量、剪切模量和密度；步骤102，根据所确定的体积模量、剪切模量计算所述混合矿物组合的杨氏模量和泊松比；步骤103，根据计算出的所述混合矿物组合的杨氏模量和泊松比确定所述混合矿物组合的脆性因子；以及步骤104，根据所述杨氏模量、所述泊松比以及所确定的脆性因子评价所述页岩储层脆性。本实施例通过混合矿物组合的体积模量、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种页岩储层脆性评价方法，其中所述页岩储层包括混合矿物组合，其特征在于，该方法包括：确定所述混合矿物组合的体积模量、剪切模量和密度；根据所确定的体积模量、剪切模量计算所述混合矿物组合的杨氏模量和泊松比；根据计算出的所述混合矿物组合的杨氏模量和泊松比确定所述混合矿物组合的脆性因子；以及根据所述杨氏模量、所述泊松比以及所确定的脆性因子评价所述页岩储层脆性。

【技术特征摘要】
1.一种页岩储层脆性评价方法，其中所述页岩储层包括混合矿物组合，其特征在于，该方法包括：确定所述混合矿物组合的体积模量、剪切模量和密度；根据所确定的体积模量、剪切模量计算所述混合矿物组合的杨氏模量和泊松比；根据计算出的所述混合矿物组合的杨氏模量和泊松比确定所述混合矿物组合的脆性因子；以及根据所述杨氏模量、所述泊松比以及所确定的脆性因子评价所述页岩储层脆性。2.根据权利要求1所述的页岩储层脆性评价方法，其特征在于，所述混合矿物组合包括背景矿物和加入矿物，该方法包括：根据所述背景矿物的体积模量、剪切模量和密度以及所述加入矿物的体积模量、剪切模量和密度来确定所述混合矿物组合的体积模量、剪切模量和密度。3.根据权利要求2所述的页岩储层脆性评价方法，其特征在于，该方法包括根据以下公式确定所述混合矿物组合的体积模量和剪切模量：(1-y)ddy[K*(y)]=(K1-K*)P(*2)(y),]]>(1-y)ddy[μ*(y)]=(μ1-μ*)Q(*2)(y),]]>其中，K*、μ*分别代表所述混合矿物组合的体积模量和剪切模量；K1、μ1分别代表所述加入矿物的体积模量和剪切模量；K*（y）、μ*（y）分别代表所述背景矿物的体积模量和剪切模量；y代表所述加入矿物在所述混合矿物组合中所占的百分比。4.根据权利要求2所述的页岩储层脆性评价方法，其特征在于，该方法包括根据以下公式确定所述混合矿物组合的密度：ρ=V1ρ1+(1-V1)ρ2，其中，ρ1，ρ2分别代表所述背景矿物的密度和所述加入矿物的密度，V1为ρ1所对应的矿物在所述混合矿物组合中所占的百分比，1-V1为ρ2所对应的矿物在所述混合矿物组合中所占的百分比。5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：董宁，许杰，孙赞东，刘致水，
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勘探开发研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11