一种页岩储层改造体积的地质表征方法技术

本发明专利技术公开一种页岩储层改造体积的地质表征方法，包括以下步骤：获取各项储层物性参数、各项岩石力学参数；计算各个测井点对应的脆性因子B

A geological characterization method for volume modification of shale reservoir

The invention discloses a geological characterization method for reforming volume of shale reservoir, comprising the following steps: obtaining physical parameters of each reservoir and mechanical parameters of each rock; calculating the corresponding brittleness factor B of each logging point;

【技术实现步骤摘要】
一种页岩储层改造体积的地质表征方法
本专利技术涉及一种页岩储层改造体积的地质表征方法，属于油田开发

技术介绍
页岩储层改造体积(SRV)是单井获得高产的评价指标，对储层改造体积(SRV)的预测与表征具有重要意义。储层改造体积的表征和计算方法已从定性向定量发展，目前主要包括产量拟合法、半经验公式法、离散网络模型法、微地震监测法和半解析法。产量拟合法采用均值模型未考虑页岩储层天然裂缝发育引起的各向异性，且因页岩储层分段压裂方式不能得到单段产能数据，进而不能有效确定单段压裂SRV的展布范围。半经验公式法采用拉伸断裂Tx、Ty、剪切断裂Sx、Sy等经验常数，同样不能反映各水平井乃至水平井各段差异。离散网络模型法通过考虑压裂液、支撑剂性能和施工泵注程序等工程影响因素，模拟单次水力压裂过程中缝网的延伸过程进而确定SRV三维形态，但无法考虑多级或同步压裂过程中的相互干扰效应，并且不能在储层认识和压裂施工前对SRV进行预测和表征。微地震监测法结果较为可靠，但成本较高，不能做到对工区各单井进行监测。半解析法同样基于各向渗透率k、有效孔隙度φ等经验常数，缺乏变动性，且扩散系数需微地震数据校准。缝网压裂技术作为页岩储层改造的重要手段，主要通过利用储层中天然裂缝等岩石弱面开启并连通形成复杂网络达到有效的页岩储层改造效果。对于储层可压裂性与压裂规模的预测等方面的工作应着重在页岩储层地质和压裂过程力学特征的分析上，而目前已有的研究则更多侧向压裂施工条件和工艺等方面，这可能因为忽略储层地质分析使得施工过程耗费大量财力和物力并可能破坏页岩储层。而仅仅通过地质和力学特征对页岩储层进行可压性评价却不能定量描述复杂缝网大致的延伸规模。因此，为使得在压裂施工时均取得较好的改造效果，必须建立在储层可压性评价基础上对复杂缝网延伸规模进行预测，即通过地质参数对储层改造体积进行定量表征。页岩可压性评价主要通过岩心分析和测井解释结果，通过选取多个关键参数进行储层特征、力学性质的全面评价，适合现场操作并简单有效，亦可结合室内实验分析结果动静态转换；再通过连续可靠的地质数据嵌入岩石断裂力学理论中，消除该方法对高成本的微地震监测方法的依赖，最终对储层改造体积(SRV)进行地质表征。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种克服半解析法经验常数的非确定性和对微地震的依赖，使得在压裂施工前对研究区各单井的改造程度有定量的认识，并有效预测改造体积的空间分布，为后续施工作为前期指导或施工印证提供可靠依据的页岩储层改造体积的地质表征方法本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案是一种页岩储层改造体积的地质表征方法，该方法包括以下步骤：S100、利用统计得到的岩心室内实验分析和单井测井解释结果获取各项储层物性参数、各项岩石力学参数；S200、根据步骤S100得到的各项参数，计算各个测井点对应的脆性因子Brit、新型脆性因子Bn；S300、再计算出各测井数据点对应的储层断裂韧性指数Kn、天然裂缝张开难易指数Pn、裂缝穿过评价指数Cn；S400、通过下式建立各测井数据点对应的新型评价因子En；当En>0.5时，该测井数据点判定为有效数据点，即理存在可改造性，进行下一步骤，否则判定为无效数据点；式中：En为第i个测井数据点对应的新型评价因子；S500、计算步骤S400中有效数据点的裂缝扩展波及长度Lo、波及高度Ho和波及宽度Wo，最后通过下式获取储层改造体积；式中：VSRV为第j口单井第m压裂段对应的理论储层改造体积，m3；Lo为第i个测井数据点对应的波及长度，m，Ho为第i个测井数据点对应的波及高度，m，Wo为第i个测井数据点对应的波及宽度，m。进一步的是，所述步骤S100的具体过程为：S101、对岩心室内实验分析结果处理，获取主力产气层单井垂直深度h、孔隙度φ、密度ρ、硅质矿物组分含量VSi、碳酸盐岩矿物组分含量VCarb、岩石泊松比ν、杨氏模量E、体积模量K、剪切模量G、抗张强度St、孔隙压力Pp、垂向应力σz、水平最大主应力σH和水平最小主应力σh，单井测井解释得到无铀伽马γ、声波时差(横波Δts、纵波Δtp)、中子CNL和密度ρ；S102、通过下式多元拟合获取孔隙度φ、泥质含量Vsh；ρ＝a1+b1ρlogφlog＝a2+b2γ+c2Δtp+d2CNL+e2ρlogφ＝a3+b3φlog式中：ρ为第i个测井数据点对应的静态密度值，g/cm3，a1、b1为密度拟合参数，ρlog为第i个测井数据点对应的动态密度值，g/cm3，φlog为第i个测井数据点对应的动态孔隙度值，小数，a2、b2、c2、d2、e2、a3、b3为孔隙度拟合参数，γ为第i个测井数据点对应的无铀伽马值，API，CNL为第i个测井数据点对应的中子值，％，Δts、Δtp为第i个测井数据点对应的横波、纵波时差，s，φ为第i个测井数据点对应的静态孔隙度值，小数；ISh为第i个测井数据点对应的归一化无铀伽马值，γ为第i个测井数据点对应的无铀伽马值，API，γmin、γmax为全区或单井测井无铀伽马最小值和最大值，API，GCUR为地层年代经验系数，新地层取3.7，老地层取2；S103、通过下式多元拟合获取岩石力学参数；式中：Cma为第i个测井数据点对应的骨架体积压缩系数，MPa-1，Δtsma、Δtpma为岩石骨架横波时差、纵波时差，可由岩心实验得到，s，ρma为岩石骨架密度，可由岩心实验得到，kg/m3，Cb为第i个测井数据点对应的体积压缩系数，即体积模量K的倒数，MPa-1，α为有效应力系数，ν为第i个测井数据点对应计算得到的泊松比，Δts、Δtp为第i个测井数据点对应的横波、纵波时差，s/m，ρ为第i个测井数据点对应的静态密度值，g/cm3，E为第i个测井数据点对应计算得到的杨氏模量，MPa，K为第i个测井数据点对应计算得到的体积模量，MPa，G为第i个测井数据点对应计算得到的剪切模量，MPa；Pp＝αp×ghSt为第i个测井数据点对应计算得到的抗张强度，MPa，Vsh为第i个测井数据点对应计算得到的泥质含量，％，K为常数，取值12.26，Pp为孔隙压力，MPa，αp为区域压力系数，g为重力加速度，m/s2，h为第i个测井数据点对应的垂直深度，m，σz为第i个测井数据点对应的垂向主应力，MPa，σH、σh为第i个测井数据点对应的水平最大和最小主应力，MPa，α为有效应力系数，β1、β2为水平最大、最小主应力方向的构造应力系数，可由岩心力学实验获取。进一步的是，所述步骤S200的具体过程为：基于常规测井解释成果，提取脆性矿物组分的数据，通过下式获取各个测井点对应的脆性因子Brit、新型脆性因子Bn；Brit＝E/ν式中：Vrit为第i个测井数据点对应的矿物成分脆性指数，％，Vj为第i个测井数据点对应的第j类脆性矿物含量，％，Brit为脆性因子，无量纲，Vmin、Vmax为全区或单井最小、最大矿物成分脆性指数，％，VRIT为第i个测井数据点对应的归一化脆性矿物含量，无量纲，Bmin、Bmax为全区或单井最小、最大脆性因子，无量纲，BRIT为第i个测井数据点对应的归一化脆性因子，无量纲，Bn为第i个测井数据点对应的新型脆性因子，无量纲。进一步的是，所述步骤S300的具体过程为：S30本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种页岩储层改造体积的地质表征方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：S100、利用统计得到的岩心室内实验分析和单井测井解释结果获取各项储层物性参数、各项岩石力学参数；S200、根据步骤S100得到的各项参数，计算各个测井点对应的脆性因子B

【技术特征摘要】
1.一种页岩储层改造体积的地质表征方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：S100、利用统计得到的岩心室内实验分析和单井测井解释结果获取各项储层物性参数、各项岩石力学参数；S200、根据步骤S100得到的各项参数，计算各个测井点对应的脆性因子Brit、新型脆性因子Bn；S300、再计算出各测井数据点对应的储层断裂韧性指数Kn、天然裂缝张开难易指数Pn、裂缝穿过评价指数Cn；S400、通过下式建立各测井数据点对应的新型评价因子En；当En>0.5时，该测井数据点判定为有效数据点，即理存在可改造性，进行下一步骤，否则判定为无效数据点；式中：En为第i个测井数据点对应的新型评价因子；S500、计算步骤S400中有效数据点的裂缝扩展波及长度Lo、波及高度Ho和波及宽度Wo，最后通过下式获取储层改造体积；式中：VSRV为第j口单井第m压裂段对应的理论储层改造体积，m3；Lo为第i个测井数据点对应的波及长度，m，Ho为第i个测井数据点对应的波及高度，m，Wo为第i个测井数据点对应的波及宽度，m。2.根据权利要求1所述的一种页岩储层改造体积的地质表征方法，其特征在于，所述步骤S100的具体过程为：S101、对岩心室内实验分析结果处理，获取主力产气层单井垂直深度h、孔隙度φ、密度ρ、硅质矿物组分含量VSi、碳酸盐岩矿物组分含量VCarb、岩石泊松比ν、杨氏模量E、体积模量K、剪切模量G、抗张强度St、孔隙压力Pp、垂向应力σz、水平最大主应力σH和水平最小主应力σh，单井测井解释得到无铀伽马γ、声波时差(横波Δts、纵波Δtp)、中子CNL和密度ρ；S102、通过下式多元拟合获取孔隙度φ、泥质含量Vsh；ρ＝a1+b1ρlogφlog＝a2+b2γ+c2Δtp+d2CNL+e2ρlogφ＝a3+b3φlog式中：ρ为第i个测井数据点对应的静态密度值，g/cm3，a1、b1为密度拟合参数，ρlog为第i个测井数据点对应的动态密度值，g/cm3，φlog为第i个测井数据点对应的动态孔隙度值，小数，a2、b2、c2、d2、e2、a3、b3为孔隙度拟合参数，γ为第i个测井数据点对应的无铀伽马值，API，CNL为第i个测井数据点对应的中子值，％，Δts、Δtp为第i个测井数据点对应的横波、纵波时差，s，φ为第i个测井数据点对应的静态孔隙度值，小数；ISh为第i个测井数据点对应的归一化无铀伽马值，γ为第i个测井数据点对应的无铀伽马值，API，γmin、γmax为全区或单井测井无铀伽马最小值和最大值，API，GCUR为地层年代经验系数，新地层取3.7，老地层取2；S103、通过下式多元拟合获取岩石力学参数；式中：Cma为第i个测井数据点对应的骨架体积压缩系数，MPa-1，Δtsma、Δtpma为岩石骨架横波时差、纵波时差，可由岩心实验得到，s，ρma为岩石骨架密度，可由岩心实验得到，kg/m3，Cb为第i个测井数据点对应的体积压缩系数，即体积模量K的倒数，MPa-1，α为有效应力系数，ν为第i个测井数据点对应计算得到的泊松比，Δts、Δtp为第i个测井数据点对应的横波、纵波时差，s/m，ρ为第i个测井数据点对应的静态密度值，g/cm3，E为第i个测井数据点对应计算得到的杨氏模量，MPa，K为第i个测井数据点对应计算得到的体积模量，MPa，G为第i个测井数据点对应计算得到的剪切模量，MPa；Pp＝αp×ghSt为第i个测井数据点对应计算得到的抗张强度，MPa，Vsh为第i个测井数据点对应计算得到的泥质含量，％，K为常数，取值12.26，Pp为孔隙压力，MPa，αp为区域压力系数，g为重力加速度，m/s2，h为第i个测井数据点对应的垂直深度，m，σz为第i个测井数据点对应的垂向主应力，MPa，σH、σh为第i个测井数据点对应的水平最大和最小主应力，MPa，α为有效应力系数，β1、β2为水平最大、最小主应力方向的构造应力系数，可由岩心力学实验获取。3.根据权利要求2所述的一种页岩储层改造体积的地质表征方法，其特征在于，所述步骤S200的具体过程为：基于常规测井解释成果，提取脆性矿物组分的数据，通过下式获取各个测井点对应的脆性因子Brit、新型脆性因子Bn；Brit＝E/ν式中：Vrit为第i个测井数据点对应的矿物成分脆性指数，％，Vj为第i个测井数据点对应的第j类脆性矿物含量，％，Brit为脆性因子，无量纲，Vmin、Vmax为全区或单井最小、最大矿物成分脆性指数，％，VRIT为第i个测井数据点对应的归一化脆性矿物含量，无量纲，Bmin、Bmax为全区或单井最小、最大脆性因子，无量纲，BRIT为第i个测井数据点对应的归一化脆性因子，无量纲，Bn为第i个测井数据点对应的新型脆性因子，无量纲。4.根据权利要求3所述的一种页岩储层改造体积的地质表征方法，其特征在于，所述步骤S300的具体过程为：S301、通过下式获取储层断裂韧性指数Kn；KIC＝0.217σn+0.0059St3+0.0923St2+0.517St-0.3322KIIC＝0.0956σh+0.1383St-0.082KRIT＝KICKIIC

【专利技术属性】
技术研发人员：任岚，沈骋，赵金洲，吴雷泽，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川,51