一种地质-工程“双轨制”页岩可压性综合评价方法技术

本发明专利技术公开了一种地质

【技术实现步骤摘要】
一种地质
‑
工程“双轨制”页岩可压性综合评价方法


[0001]本专利技术涉及油气田开发
，特别涉及一种地质
‑
工程“双轨制”页岩可压性综合评价方法。

技术介绍

[0002]水平井分段分簇压裂作为国内页岩气开发的主要方式，旨在页岩储层中形成裂缝网络，减小流体的流动阻力，进而提高页岩气藏的开采效率和采出程度。在页岩储层压裂之前，根据页岩气储量丰度、岩石脆性和天然裂缝发育程度等因素对页岩进行可压性评价，有利于避免水平井缝网压裂的低效和无效施工，降低储层改造过程中的施工损耗，对制定经济高效的压裂施工方案具有重要指导意义。
[0003]目前，页岩可压性评价的方法有很多，主要通过储层的综合评价指数对储层的可压性进行评价。然而，目前的可压性综合评价指数忽略了地质和工程影响因子的本质：即地质因子决定了储层的开发潜力，工程因子决定了储层的压裂成网难度。两者简单叠加所得到的综合评价指数不能准确反映出采用何种压裂方式更加适宜，特别是在极端条件下，例如：（1）储层的开采潜力和压裂成网难度极大，按照综合评价指数，这种地层的可压程度中等，但这种储层恰恰需要加大压裂规模，解放页岩气产能；（2）另一种是地层的潜力和压裂成网难度极小，相同评价方法下得到的可压程度也为中等，但这种地层应该放弃，减少不必要的压裂成本损失。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术旨在提供一种地质
‑
工程“双轨制”页岩可压性综合评价方法，考虑地质和工程因子的协同作用，准确指导压裂施工的技术经济决策，实现页岩储层精细化可压性评价和高效低成本开发。
[0005]本专利技术的技术方案如下：一种地质
‑
工程“双轨制”页岩可压性综合评价方法，包括以下步骤：S1：对目标水平压裂段进行分段划分，将其分为多个采样段；S2：建立各个采样段的储集性评价因子，根据各个采样段的所述储集性评价因子计算目标水平压裂段的地质评价指标；S3：建立各个采样段的脆性因子、天然裂缝发育因子、天然裂缝开启因子，根据各个采样段的所述脆性因子、天然裂缝发育因子以及天然裂缝开启因子建立各个采样段的工程评价因子；S4：根据各个采样段的所述工程评价因子计算目标水平压裂段的工程评价指标；S5：根据所述地质评价指标和所述工程评价指标对目标水平压裂段的可压性进行评价。
[0006]作为优选，步骤S2中，所述储集性评价因子通过下式进行计算：
式中：e
i
为第i采样段的储集性评价因子，无量纲；a1、b1均为物性权重系数，无量纲；
ϕ
i
'为第i采样段的无量纲化孔隙度；ω
i
'为第i采样段的无量纲化总有机碳含量；
ϕ
ie
为第i采样段的有效孔隙度，%；
ϕ
max
、
ϕ
min
分别为所有采样段中最大、最小有效孔隙度，%；ω
i
为第i采样段的总有机碳含量，%；ω
max
、ω
min
分别为所有采样段中最大、最小总有机碳含量，%。
[0007]作为优选，当目标采样段的有效孔隙度大于等于4.5%时，a1、b1分别为0.65、0.35；当目标采样段的有效孔隙度小于4.5%时，a1、b1分别为0.55、0.45。
[0008]作为优选，步骤S2中，所述地质评价指标通过下式进行计算：式中：A为水平压裂段的地质评价指标，无量纲；为所有采样段的平均储集性评价因子，无量纲；e
max
、e
min
分别为所有采样段中最大、最小储集性评价因子，无量纲。
[0009]作为优选，步骤S3中，所述脆性因子通过下式进行计算：式中：C
i
为第i采样段基于应力应变曲线的脆性因子，无量纲；λ、η均为标准化系数，无量纲；M
i
为第i采样段的软化模量，GPa；E
i
为第i采样段的弹性模量，GPa；σ
pi
为第i采样段单三轴压缩试验所得到的峰值强度，MPa；σ
ci
为第i采样段单三轴压缩试验所得到的参与强度，MPa；所述天然裂缝发育因子通过下式进行计算：
式中：P
Fi
为第i采样段的天然裂缝发育因子，无量纲；P
fi
为第i采样段的天然裂缝发育程度表征数，
×
10
6 m
‑1；P
fmax
、P
fmin
分别为所有采样段中最大、最小的天然裂缝发育程度表征数，
×
10
6 m
‑1；K
1i
、K
2i
分别为第i采样段的Ⅰ型、Ⅱ型断裂韧性，MPa
·
m
0.5
；υ
i
为第i采样段的平均静态泊松比，无量纲；ρ
i
为第i采样段的平均页岩密度，g/cm3；V
ci
为第i采样段的平均泥质含量，%；DT
i
为第i采样段的平均声波时差，μs/m；所述天然裂缝开启因子通过下式进行计算：式中：P
Ti
为第i采样段的天然裂缝开启因子，无量纲；P
ti
为第i采样段的天然裂缝开启时的流体压力，MPa；P
tmax
、P
tmin
分别为所有采样段中满足天然裂缝开启时最大、最小的流体压力，MPa；σ
xi
、σ
yi
、σ
zi
分别为第i采样段的井筒法向正应力、井筒切向正应力、垂向应力，MPa；l
1i
、l
2i
、l
3i
分别为第i采样段天然裂缝与采样段最大水平主应力、最小水平主应力、垂向应力的夹角余弦值，无量纲；τ
xyi
、τ
yzi
、τ
xzi
分别为第i采样段的剪应力分量，MPa；θ
i
为第i采样段天然裂缝与最大水平主应力方向的夹角，
°
；α
i
为第i采样段天然裂缝的倾角，
°
。
[0010]作为优选，步骤S3中，所述工程评价因子通过下式进行计算：
式中：f
i
为第i采样段的工程评价因子，无量纲；C
i
为第i采样段基于应力应变曲线的脆性因子，无量纲；P
Fi
为第i采样段的天然裂缝发育因子，无量纲；P
Ti
为第i采样段的天然裂缝开启因子，无量纲。
[0011]作为优选，步骤S4中，所述工程评价指标通过下式进行计算：式中：B为水平压裂段的工程评价指标，无量纲；为所有采样段的平均工程评价因子，无量纲；f
max
、f
min
分别为所有采样段中最大、最小的工程评价因子，无量纲。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地质
‑
工程“双轨制”页岩可压性综合评价方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：对目标水平压裂段进行分段划分，将其分为多个采样段；S2：建立各个采样段的储集性评价因子，根据各个采样段的所述储集性评价因子计算目标水平压裂段的地质评价指标；S3：建立各个采样段的脆性因子、天然裂缝发育因子、天然裂缝开启因子，根据各个采样段的所述脆性因子、天然裂缝发育因子以及天然裂缝开启因子建立各个采样段的工程评价因子；S4：根据各个采样段的所述工程评价因子计算目标水平压裂段的工程评价指标；S5：根据所述地质评价指标和所述工程评价指标对目标水平压裂段的可压性进行评价。2.根据权利要求1所述的地质
‑
工程“双轨制”页岩可压性综合评价方法，其特征在于，步骤S2中，所述储集性评价因子通过下式进行计算：式中：e
i
为第i采样段的储集性评价因子，无量纲；a1、b1均为物性权重系数，无量纲；
ϕ
i
'为第i采样段的无量纲化孔隙度；ω
i
'为第i采样段的无量纲化总有机碳含量；
ϕ
ie
为第i采样段的有效孔隙度，%；
ϕ
max
、
ϕ
min
分别为所有采样段中最大、最小有效孔隙度，%；ω
i
为第i采样段的总有机碳含量，%；ω
max
、ω
min
分别为所有采样段中最大、最小总有机碳含量，%。3.根据权利要求2所述的地质
‑
工程“双轨制”页岩可压性综合评价方法，其特征在于，当目标采样段的有效孔隙度大于等于4.5%时，a1、b1分别为0.65、0.35；当目标采样段的有效孔隙度小于4.5%时，a1、b1分别为0.55、0.45。4.根据权利要求2或3所述的地质
‑
工程“双轨制”页岩可压性综合评价方法，其特征在于，步骤S2中，所述地质评价指标通过下式进行计算：式中：A为水平压裂段的地质评价指标，无量纲；为所有采样段的平均储集性评价因子，无量纲；e
max
、e
min
分别为所有采样段中最大、最小储集性评价因子，无量纲。5.根据权利要求1所述的地质
‑
工程“双轨制”页岩可压性综合评价方法，其特征在于，
步骤S3中，所述脆性因子通过下式进行计算：式中：C
i
为第i采样段基于应力应变曲线的脆性因子，无量纲；λ、η均为标准化系数，无量纲；M
i
为第i采样段的软化模量，GPa；E
i
为第i采样段的弹性模量，GPa；σ
pi
为第i采样段单三轴压缩试验所得到的峰值强度，MPa；σ
ci
为第i采样段单三轴压缩试验所得到的参与强度，MPa；所述天然裂缝发育因子通过下式进行计算：式中：P
Fi
为第i采样段的天然裂缝发育因子，无量纲；P
fi
为第i采样段的天然裂缝发育程度表征数，
×
10
6 m
‑1；P
fmax
、P
fmin
分别为所有采样段中最大、最小的天然裂缝发育程度表征数，
×
10
6 m
‑1；K
1i
、K
2i
分别为第i采样段的Ⅰ型、Ⅱ型断裂韧性，MPa
·
m
0.5
；υ
i
为第i采样段的平均静态泊松比，无量纲；ρ
i
为第i采样段的平均页岩密度，g/cm3；V
ci
为第i采样段的平均泥质含量，%；DT
i
为第i采样段的平均声波时差，μs/m；所述天然裂缝开启因子通过下式进行计算：
式中：P
Ti
为第i采样段的天然裂缝开启因子，无量纲；P
ti
为第i采样段的天然裂缝开启时的流体...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭瑀，史鹏君，李勇明，贾虎，常程，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：