基于加载全过程敏感因素赋权的页岩脆性定量评价方法技术

本发明专利技术公开了一种基于加载全过程敏感因素赋权的页岩脆性定量评价方法，综合考虑了页岩加载损伤全过程中各阶段脆性敏感主控因素，并基于数理统计学方法赋权提出一种稳健可靠的储层脆性定量评价方法。本发明专利技术方法结合了主观赋权法和客观赋权法的优点，考虑了岩石加载损伤全过程各个阶段一级综合影响因素以及二级主控敏感参数的脆性评价，建立主客观赋权相结合的脆性评价模型，以最优关系矩阵和脆性敏感因素为输入数据，经过模糊层次分析法、熵权法和CRITIC法的计算，能够根据不同工区和实际现场的情况作出调整，又不背离原始数据提供的信息，从而使脆性预测结果更加准确，为页岩储层水平压裂提供可靠的理论支撑，能够准确可靠的表征脆性。的表征脆性。的表征脆性。

【技术实现步骤摘要】
基于加载全过程敏感因素赋权的页岩脆性定量评价方法


[0001]本专利技术涉及非常规洁净环保能源勘探开发
，具体涉及基于加载全过程敏感因素赋权的页岩脆性定量评价方法。

技术介绍

[0002]天然气是我国紧缺的战略性清洁环保能源。按照国家发改委和能源局联合发布的《能源生产和消费革命战略》(2016
‑
2030)规划，到2030年，天然气在我国一次能源消费结构中的占比应达到15％。按照目前我国天然气的产储量，这是一项极其艰巨的任务。因此提升国内天然气勘探开发力度提高到了保障国家能源安全的高度。页岩气的勘探开发对于天然气产量的后备保障具有至关重要的作用，对我国推进能源洁净环保具有重要的战略意义。中国自2005年开始逐步开展对页岩油气的勘探开发，经历了包括地质条件研究、“甜点区”评选等在内的前期准备阶段，海相页岩气勘探与开发阶段、陆相页岩气勘探与开发等三个阶段。四川盆地是中国页岩气开发最具潜力的区域，经过多年勘探开发已经建成了涪陵、威荣、长宁、威远、昭通和永川六个大中型页岩气田为我国页岩气商业性开发打开了良好局面。
[0003]脆性作为岩石的基本特性，对于油气勘探与开发具有重要意义。脆性不仅是储层评价的关键参数，还与油气田开采过程中竖直井的井壁稳定性、水力压裂的裂缝起裂、延伸以及最后的封网的连通等密切相关。作为工程甜点的储层岩石脆性评价是采用水力压裂手段实现油气藏增产的重要前提。因此脆性评价是页岩储集层评价的重要内容之一，是选择有利区和有力层段的重要参数。国内外学者对脆性的评价进行了研究，并提出了各自不同的表征方式，脆性的表征方法种类繁多，且岩石脆性表征具有较大的复杂性和局限性。因此探索出一种合理的脆性评价方式，值得我们去研究。
[0004]层次分析法(AHP)是由Saaty教授为美国国防部解决电力分配的问题时提出的一种全新的多属性决策方法。AHP通过构造递阶层次结构能够对定性问题进行定量分析，因此被广泛应用。是相关领域学术研究中应用最普遍的科学决策方法之一。1982年天津大学刘豹教授等人将AHP理论引入我国以来，迅速在社会经济各个领域内得到了广泛的重视和应用。但由于数据的局限性和专家的主观经验，通常构建的判断矩阵可能无法一次通过一致性检验，专家需要依据他们的直觉或经验对判断矩阵进行多次修改，直到满足一致性要求为止。这样反复调整，不仅计算量大、精度不高，还与专家原本的意见相违背。
[0005]以往的脆性评价方法是不同学者基于弹性参数、矿物组分、应力应变特征等提出的孤立的脆性预测公式。通常认为高杨氏模量和低泊松比意味着高脆性，但在实际生产过程中发现，在杨氏模量较低范围内，受岩石的纳米孔影响较大，低杨氏模量也具有较好脆性。通常认为脆性矿物含量越高则岩石脆性越大，但当岩石中若干种矿物之间有一定关系时，并不符合脆性矿物与脆性成正比的这一规律。另外不同岩石中脆性矿物含量与岩石脆性定量关系及其机理仍是目前有待明确的问题。
[0006]关于脆性评价，目前尚未有考虑加载损伤全过程敏感因素的脆性评价方法，已出
现的脆性预测方法，大多关于弹性参数、矿物组分和应力应变曲线。因此本专利技术不仅从新的角度对脆性进行了定量评价，也提供了脆性预测方法的新方向。

技术实现思路

[0007]为解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种基于加载全过程敏感因素赋权的页岩脆性定量评价方法，结合了主观赋权法和客观赋权法的优点，考虑了岩石加载损伤全过程各个阶段一级综合影响因素以及二级主控敏感参数的脆性评价，能够根据不同工区和实际现场的情况作出调整，又不背离原始数据提供的信息，从而使脆性预测结果更加准确，解决了上述
技术介绍
中提到的问题。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：基于加载全过程敏感因素赋权的页岩脆性定量评价方法，包括以下步骤：
[0009]基于加载全过程敏感因素赋权的页岩脆性定量评价方法，包括以下步骤：
[0010]S1、基于模糊层次分析法建立以岩石加载损伤全过程各个典型阶段为准则层，以各阶段脆性综合影响因素为一级指标层，综合影响因素主控敏感参数为二级指标层的递阶多层次结构模型，构建最优关系矩阵，将最优关系矩阵转化为模糊一致矩阵，确定模糊层次分析法权重；
[0011]S2、通过步骤S1中模糊层次分析法所建立的递阶多层次结构模型，对输入数据进行归一化处理，采用熵权法求取信息熵，获得熵权法权重；
[0012]S3、对上述归一化的数据，基于评价指标的变异性和指标之间的冲突性来计算得到CRITIC法权重；
[0013]S4、将模糊层次分析法的权重、熵权法权重和CRITIC法权重组合，得到脆性评价综合指标权重，建立基于加载全过程敏感因素赋权的页岩脆性评价模型，得到页岩脆性指数BI，完成脆性定量评价。
[0014]优选的，所述步骤S1中的岩石包括不同沉积环境特性，不同形成时期的海相，海陆过渡相和陆相。
[0015]优选的，所述步骤S1中的加载损伤全过程包括：作功硬化损伤闭合阶段、线弹性损伤阶段、软化弹塑性损伤阶段及破裂损伤阶段。
[0016]优选的，所述步骤S1中的各阶段脆性综合影响因素包括脆性矿物参数、弹性参数、起裂参数及破裂参数；所述综合影响因素主控敏感参数包括石英矿物含量、碳酸盐矿物含量、杨氏模量、泊松比、抗压强度、内摩擦角。
[0017]优选的，所述步骤S2中的输入数据包括实验数据和测井数据；所述实验数据包括不同条件下的温度、压力、饱和度以及方位；所述的测井数据包括阵列声波测井数据及ECS测井数据。
[0018]优选的，所述最优关系矩阵中参数之间两两比较的数值采用0、0.5、1标度法；所述将最优关系矩阵转化为模糊一致矩阵的方法如下：
[0019][0020][0021]其中，r
ik
为最优关系矩阵中第i行k列的值；m为评价指标个数；r
i
、r
j
为最优关系矩阵按行求和得到的矩阵；
[0022]所述确定模糊层次分析法权重的方法为：
[0023][0024]其中，f
ij
为模糊一致矩阵中第i行j列的值。
[0025]优选的，所述步骤S2中的归一化处理包括正向归一化Y1和负向归一化Y2：
[0026][0027][0028]其中，x
ij
为第i个评价对象的第j项指标值；max(x
j
)和min(x
j
)分别为指标j中评价对象的最大值和最小值。
[0029]优选的，所述步骤S3中的基于评价指标的变异性和指标之间的冲突性来计算得到CRITIC法权重，使用标准差来表示指标的变异性：
[0030][0031][0032]其中，y
ij
为经归一化处理后第i个评价对象的第j项指标值；n为评价对象个数；
[0033]采用相关系数来表示指标的冲突性：
[0034][0035]其中，R
ij
为第i个评价对象的第j项指标本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于加载全过程敏感因素赋权的页岩脆性定量评价方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、基于模糊层次分析法建立以岩石加载损伤全过程各个典型阶段为准则层，以各阶段脆性综合影响因素为一级指标层，综合影响因素主控敏感参数为二级指标层的递阶多层次结构模型，构建最优关系矩阵，将最优关系矩阵转化为模糊一致矩阵，确定模糊层次分析法权重；S2、通过步骤S1中模糊层次分析法所建立的递阶多层次结构模型，对输入数据进行归一化处理，采用熵权法求取信息熵，获得熵权法权重；S3、对上述归一化的数据，基于评价指标的变异性和指标之间的冲突性来计算得到CRITIC法权重；S4、将模糊层次分析法的权重、熵权法权重和CRITIC法权重组合，得到脆性评价综合指标权重，建立基于加载全过程敏感因素赋权的页岩脆性评价模型，得到页岩脆性指数BI，完成脆性定量评价。2.根据权利要求1所述的基于加载全过程敏感因素赋权的页岩脆性定量评价方法，其特征在于：所述步骤S1中的岩石包括不同沉积环境特性，不同形成时期的海相，海陆过渡相和陆相。3.根据权利要求1所述的基于加载全过程敏感因素赋权的页岩脆性定量评价方法，其特征在于：所述步骤S1中的加载损伤全过程包括：作功硬化损伤闭合阶段、线弹性损伤阶段、软化弹塑性损伤阶段及破裂损伤阶段。4.根据权利要求1所述的基于加载全过程敏感因素赋权的页岩脆性定量评价方法，其特征在于：所述步骤S1中的各阶段脆性综合影响因素包括脆性矿物参数、弹性参数、起裂参数及破裂参数；所述综合影响因素主控敏感参数包括石英矿物含量、碳酸盐矿物含量、杨氏模量、泊松比、抗压强度、内摩擦角。5.根据权利要求1所述的基于加载全过程敏感因素赋权的页岩脆性定量评价方法，其特征在于：所述步骤S2中的输入数据包括实验数据和测井数据；所述实验数据包括不同条件下的温度、压力、饱和度以及方位；所述的测井数据包括阵列声波测井数据及ECS测井数据。6.根据权利要求1所述的基于加载全过程敏感因素赋权的页岩脆性定量评价方法，其特征在于：所述最优关系矩阵中参数之间两两比较的数值采用0、0.5、1标度法；所述将最优关系矩阵转化为模糊一致矩阵的方法如下：关系矩阵转化为模糊一致矩阵的方法如下：其中，r
ik
为最优关系矩...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢剑勇，张俊杰，方艳萍，王兴建，曹俊兴，张关磊，
申请(专利权)人：成都理工大学，
类型：发明
国别省市：