一种致密砂岩储层岩石脆性指数计算方法技术

本发明专利技术一种致密砂岩储层岩石脆性指数计算方法涉及非常规油气勘探与开发领域，涉及地层岩石的脆性指数计算方法，尤其是一种致密砂岩储层岩石脆性指数计算方法，包括以下步骤：1）制备应力

A calculation method of rock brittleness index of tight sandstone reservoir

【技术实现步骤摘要】
一种致密砂岩储层岩石脆性指数计算方法


[0001]本专利技术涉及非常规油气勘探与开发领域，涉及地层岩石的脆性指数计算方法，尤其是一种致密砂岩储层岩石脆性指数计算方法。

技术介绍

[0002]岩石的脆性指数是致密砂岩油气体积压裂设计中应考虑的重要因素之一。一般认为，脆性指数与岩石矿物成分、岩石力学性质等密切相关。岩石脆性指数越高，越容易破裂形成复杂裂缝。
[0003]当前，国内外岩石脆性评价方法主要可分为三大类：基于弹性应变的评价方法，基于岩石弹性参数的评价方法和基于岩石矿物组成的评价方法。对于非常规储集层，采用不同脆性评价方法计算得到的脆性指数之间差异往往较大，现有脆性指数评价方法可靠性不强，准确性有待进一步提高。
[0004]基于弹性应变的脆性评价方法是实验室研究岩石脆性指数的主要手段之一。应力
‑
应变实验根据应力—应变实验分析，当应力由某一初始弹性态加载到峰值强度后，将发生突变而迅速跌落至残余强度面上（如附图1）。通过岩石应力跌落的这一特征，可以将脆性指数B1表示为B1=((b
‑
a)
‑
(c
‑
b))/(b
‑
a)。然而，在实际操作中，经常会遇到缺少残余强度或残余强度不明显的问题。对于该类型应力—应变曲线（如附图2），基于弹性应变的评价方法无法准确计算脆性指数。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提高致密砂岩储层岩石脆性指数计算精度与可靠性，有效解决基于弹性应变的脆性指数评价方法中残余强度面不明显的问题，提出了一种设计合理，通用性强，且计算结果准确可靠的致密砂岩储层岩石脆性指数计算方法。
[0006]本专利技术一种致密砂岩储层岩石脆性指数计算方法，包括以下步骤：1）制备应力
‑
应变实验所需致密砂岩试样；2）开展应力
‑
应变实验直至岩样破坏；3）将破坏后的岩样进行处理，制备铸体薄片；4）分析铸体薄片中裂缝分布特征，计算分数维度；5）分析分数维度数据，估算岩石脆性指数，估算模型为脆性指数B=(D
‑
D
min
)/(D
max
‑
D
min
)，其中D
max
为通过步骤4）计算得到的最大分数维度，D
min
为通过步骤4）计算得到的最小分数维度，D为某一试样的分数维度；6）对步骤5中估算的岩石脆性指数进行校正，得到致密砂岩储层岩石脆性指数计算模型B0=(D
‑
D
0min
)/(D
0max
‑
D
0min
)，其中D
0min
为校正后的最小分数维度，D
0max
为校正后的最大分数维度；D
0min
和D
0max
的计算如下式：F(D
0min
，D
0max
)= ，
其中1＜D
0min
＜D
0max
＜2，B
i
为由铸体薄片分数维度计算得到的第i块岩样脆性指数，B1
i
为由基于弹性应变计算得到的第i块岩样脆性指数，当F(D
0min
，D
0max
)取最小值为目标函数，得到校正后的D
0min
和D
0max
。
[0007]优选地，步骤4）中分数维度计算方法：采用光学显微镜观察铸体薄片并拍摄图片，对图片进行处理，得到裂缝分布图，根据裂缝分布图计算分数维度。
[0008]优选地，步骤4）中采用网格覆盖法计算裂缝分数维度，具体为以铸体薄片中心为基准点，划正方形网格，选定裂缝长度作为裂缝特征，得到边长为R的正方形网格内裂缝总长度L，在双对数坐标中拟合lnL同lnR的关系，线性拟合后得到 ；其中c为比例常数，D为以裂缝长度为特征计算得到的裂缝分数维度。
[0009]优选地，步骤4）中采用网格覆盖法计算裂缝分数维度，具体为以铸体薄片中心为基准点，划正方形网格，选定裂缝数量作为裂缝特征，得到边长为R的正方形网格内裂缝数量N，在双对数坐标中拟合lnL同lnN的关系，线性拟合后得到lnL=c+DlnN；其中c为比例常数，D为以裂缝数量为特征计算得到的裂缝分数维度。
[0010]优选地，步骤4）中采用网格覆盖法计算裂缝分数维度，具体为以铸体薄片中心为基准点，划正方形网格，选定裂缝面积作为裂缝特征，得到边长为R的正方形网格内裂缝面积S，在双对数坐标中拟合lnL同lnS的关系，线性拟合后得到lnL=c+DlnS；其中c为比例常数，D为以裂缝面积为特征计算得到的裂缝分数维度。
[0011]或者优选地，步骤3）中采用蓝色荧光树脂对破坏后的岩样进行染色，标记裂缝初始形态，切割，打磨，封装，最后形成用于光学显微镜下观察的铸体薄片。
[0012]优选地，步骤2）中应力
‑
应变实验为单轴压缩实验或三轴压缩实验，将试样装入橡胶套，放入压力机承压板中心，以0.5MPa/s的加载速率对试样加载，直至试样破坏。
[0013]优选地，步骤2）中应力
‑
应变实验为拉伸实验或剪切实验或切削实验。
[0014]本专利技术有效的提高了致密砂岩储层岩石脆性指数计算精度与可靠性，有效解决基于弹性应变的脆性指数评价方法中残余强度面不明显的问题。
[0015]当残余强度面不明显时，基于弹性应变的脆性评价方法失效，而本专利技术基于分数维度的计算方法依然可以定量评价脆性。
附图说明
[0016]图1为致密砂岩存在残余强度的应力
‑
应变曲线。
[0017]图2为致密砂岩不存在残余强度的应力
‑
应变曲线。
[0018]图3为破坏后的岩样。
[0019]图4为本专利技术对破坏后岩样进行处理得到铸体薄片。
[0020]图5为本专利技术采用网格覆盖法计算裂缝分数维度示意图。
[0021]图6为本专利技术的脆性指数计算结果与基于弹性应变的脆性指数计算结果的对比图。
具体实施方式
[0022]本专利技术一种致密砂岩储层岩石脆性指数计算方法，包括以下步骤：1）制备应力
‑
应变实验所需致密砂岩试样；
2）开展应力
‑
应变实验直至岩样破坏；3）将破坏后的岩样进行处理，制备铸体薄片；4）分析铸体薄片中裂缝分布特征，计算分数维度；5）分析分数维度数据，估算岩石脆性指数，估算模型为脆性指数B=(D
‑
D
min
)/(D
max
‑
D
min
)，其中D
max
为通过步骤4）计算得到的最大分数维度，D
min
为通过步骤4）计算得到的最小分数维度，D为某一试样的分数维度；6）对步骤5中估算的岩石脆性指本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种致密砂岩储层岩石脆性指数计算方法，其特征在于，包括以下步骤：1）制备应力
‑
应变实验所需致密砂岩试样；2）开展应力
‑
应变实验直至岩样破坏；3）将破坏后的岩样进行处理，制备铸体薄片；4）分析铸体薄片中裂缝分布特征，计算分数维度；5）分析分数维度数据，估算岩石脆性指数，估算模型为脆性指数B=(D
‑
D
min
)/(D
max
‑
D
min
)，其中D
max
为通过步骤4）计算得到的最大分数维度，D
min
为通过步骤4）计算得到的最小分数维度，D为某一试样的分数维度；6）对步骤5中估算的岩石脆性指数进行校正，得到致密砂岩储层岩石脆性指数计算模型B0=(D
‑
D
0min
)/(D
0max
‑
D
0min
)，其中D
0min
为校正后的最小分数维度，D
0max
为校正后的最大分数维度；D
0min
和D
0max
的计算如下式：F(D
0min
，D
0max
)=，其中1＜D
0min
＜D
0max
＜2，B
i
为由铸体薄片分数维度计算得到的第i块岩样脆性指数，B1
i
为由基于弹性应变计算得到的第i块岩样脆性指数，当F(D
0min
，D
0max
)取最小值为目标函数，得到校正后的D
0min
和D
0max
。2.如权利要求1所述一种致密砂岩储层岩石脆性指数计算方法，其特征在于，步骤4）中分数维...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹尚，孙欣华，张潘潘，张鸣，奥洋洋，王天宇，张天龙，康胜松，王谦，田守嶒，
申请(专利权)人：陕西延长石油集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：