基于岩屑分形维数的岩石脆性快速评价方法技术

本发明专利技术涉及储层岩石力学技术领域，是一种基于岩屑分形维数的岩石脆性快速评价方法，按照下述步骤进行：第一步，获取建模钻井上返岩屑的粒度分布，建模钻井的上返岩屑取样后经过标准化破碎，之后对破碎后的岩屑进行分级筛分并按分级称重，计算得到岩屑粒度相对累计量；第二步，计算岩屑分形维数；第三步，采用矿物组分分析法计算岩屑样品的岩石脆性；第四步，建立岩屑分形维数与岩屑样品的岩石脆性指数的相关性计算模型。本发明专利技术建立了岩屑分形维数与脆性指数相关性模型，进而实现通过岩屑分形维数即可获得岩石脆性特征，可进一步降低数据获取成本，且时效性更强，具有很强的现场推广应用价值。用价值。用价值。

【技术实现步骤摘要】
基于岩屑分形维数的岩石脆性快速评价方法


[0001]本专利技术涉及储层岩石力学
，是一种基于岩屑分形维数的岩石脆性快速评价方法。

技术介绍

[0002]岩石脆性是岩石受力破坏时表现出的一种固有性质，是水平井压裂及井壁稳定性评价关键参数。现有脆性评价指标近20种(基于强度、全过程应力
‑
应变曲线、加卸载实验、硬度测试、成分分析等)，目前常用弹性参数法和矿物组分法评价岩石脆性。弹性参数法是通过测量杨氏模量和泊松比来评价岩石脆性，但因杨氏模量最大值和最小值确定方法不统一，不同区域岩石脆性无法对比，且杨氏模量和泊松比在脆性评价中的权重不确定，岩石脆性评价存在不确定性。矿物组分分析法是通过分析石英、方解石和粘土等矿物含量来评价脆性，该方法操作简单，但该方法受限于实验选样、制样等因素影响，时效性差，单样成本较高，难以满足现场脆性快速评价的需求。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种基于岩屑分形维数的岩石脆性快速评价方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有岩石脆性评价时效性差及高成本的问题。
[0004]本专利技术的技术方案是通过以下措施来实现的：一种基于岩屑分形维数的岩石脆性快速评价方法，按下述步骤进行：第一步，获取建模钻井上返岩屑的粒度分布，建模钻井的上返岩屑取样后经过标准化破碎，之后对破碎后的岩屑进行分级筛分并按分级称重，计算得到岩屑粒度相对累计量；
[0005]第二步，计算岩屑分形维数；
[0006]第三步，采用矿物组分分析法计算岩屑样品的岩石脆性；
[0007]第四步，建立岩屑分形维数与岩屑样品的岩石脆性指数的相关性计算模型，以岩屑分形维数为横坐标、岩石脆性指数为纵坐标，绘制出二者交会图，采用最小二乘法得到岩屑分形维数和岩石脆性指数相关性模型。
[0008]第五步，对待评价钻井的可压性进行评价，计算待评价钻井的岩屑分形维数，根据岩屑分形维数和岩石脆性指数相关性模型计算得到待评价钻井的岩石脆性指数。
[0009]下面是对上述专利技术技术方案的进一步优化或/和改进：
[0010]上述建模钻井和待评估钻井为具有相同层位的钻井，建模钻井为一个或者多个。
[0011]上述第一步中取样为在建模钻井直井段或水平段间隔50米至400米设定一个取样点，每个取样点取得的岩屑样品清洗至无泥浆后烘干备用。
[0012]上述第一步中标准化破碎为取烘干后岩屑样品150g至200g采用颚式破碎机对岩屑样品进行二次破碎，颚式破碎机参数为转子转速1000r/min至5000r/min，进料粒度0至30mm，出料粒度0至8mm。
[0013]上述第一步中，分级筛分为采用不同筛网目数的筛网对岩屑样品进行分级筛分，
分级筛分后，对每一级筛网筛分出的岩屑样品进行称重，并按下式1计算岩屑粒度相对累计量，
[0014][0015]式中：
[0016]M为岩屑粒度相对累计量，
[0017]r为筛网对应的粒径，单位为mm，r＝8，4.75，3.35,2.36,1.7,0.83，0.38,0.18，
[0018]M
r
为小于粒径r的岩屑样品的质量，单位为g，
[0019]M
总
为岩屑样品总质量，单位为g。
[0020]上述筛网为2目、4目、6目、8目、10目、20目、40目和80目方形孔筛中的五种或五种以上。
[0021]上述第二步中，岩屑分形维数按以下步骤计算，在直角坐标系下绘制ln(M
×
100)与lnr的关系曲线，建立两者间一元线性回归关系，拟合计算出回归直线斜率n，然后计算得到岩屑分形维数D，岩屑分形维数表达式为D＝3
‑
n。
[0022]上述第三步中，岩屑样品的岩石脆性按下式2计算得到：
[0023][0024]式中，
[0025]BI为岩石脆性脆性指数，
[0026]α
石英
为石英的杨氏模量与泊松比，
[0027]α
黄铁矿
为黄铁矿的杨氏模量与泊松比，
[0028]α
方解石
为方解石的杨氏模量与泊松比，
[0029]α
粘土
为粘土的杨氏模量与泊松比，
[0030]W
石英
为岩屑样品中石英的重量，
[0031]W
黄铁矿
为岩屑样品中黄铁矿的重量，
[0032]W
方解石
为岩屑样品中方解石的重量，
[0033]W
粘土
为岩屑样品中粘土的重量。
[0034]上述建模钻井为5至8个。
[0035]本专利技术通过矿物组分分析法获取评价区域的岩石脆性指数，再对该区域岩屑分形规律及标准化处理，计算分形维数，建立岩屑分形维数与脆性指数相关性模型，进而实现通过岩屑分形维数即可获得岩石脆性特征，可进一步降低数据获取成本，且时效性更强，具有很强的现场推广应用价值。
附图说明
[0036]附图1为实施例10的岩屑样品分形曲线。
[0037]附图2为实施例10的岩石脆性指数与分形维数关系曲线。
具体实施方式
[0038]本专利技术不受下述实施例的限制，可根据本专利技术的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。本专利技术中所提到各种化学试剂和化学用品如无特殊说明，均为现有技术中公知公用的化学试剂和化学用品；本专利技术中的百分数如没有特殊说明，均为质量百分数；本专利技术中的溶液若没有特殊说明，均为溶剂为水的水溶液，例如，盐酸溶液即为盐酸水溶液；本专利技术中的常温、室温一般指15℃到25℃的温度，一般定义为25℃。
[0039]本专利技术中，如无特别说明，使用的设备、装置均为本领域现有公知公用的设备、装置。
[0040]下面结合实施例对本专利技术作进一步描述：
[0041]实施例1：该基于岩屑分形维数的岩石脆性快速评价方法，按下述步骤进行：
[0042]第一步，获取建模钻井上返岩屑的粒度分布，建模钻井的上返岩屑取样后经过标准化破碎，之后对破碎后的岩屑进行分级筛分并按分级称重，计算得到岩屑粒度相对累计量；
[0043]第二步，计算岩屑分形维数；
[0044]第三步，采用矿物组分分析法计算岩屑样品的岩石脆性；
[0045]第四步，建立岩屑分形维数与岩屑样品的岩石脆性指数的相关性计算模型，以岩屑分形维数为横坐标、岩石脆性指数为纵坐标，绘制出二者交会图，采用最小二乘法得到岩屑分形维数和岩石脆性指数相关性模型。
[0046]第五步，对待评价钻井的可压性进行评价，计算待评价钻井的岩屑分形维数，根据岩屑分形维数和岩石脆性指数相关性模型计算得到待评价钻井的岩石脆性指数。
[0047]本专利技术中，对待评价钻井的可压性进行评价时，在待评价钻井的水平段取岩屑样品150g至200g，所取岩屑样品依次经过标准化破碎、分级筛分、分级称重、计算岩屑粒度相对累计量后，计算得到岩屑分形维本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于岩屑分形维数的岩石脆性快速评价方法，其特征在于按下述步骤进行：第一步，获取建模钻井上返岩屑的粒度分布，建模钻井的上返岩屑取样后经过标准化破碎，之后对破碎后的岩屑进行分级筛分并按分级称重，计算得到岩屑粒度相对累计量；第二步，计算岩屑分形维数；第三步，采用矿物组分分析法计算岩屑样品的岩石脆性；第四步，建立岩屑分形维数与岩屑样品的岩石脆性指数的相关性计算模型，以岩屑分形维数为横坐标、岩石脆性指数为纵坐标，绘制出二者交会图，采用最小二乘法得到岩屑分形维数和岩石脆性指数相关性模型；第五步，对待评价钻井的可压性进行评价，计算待评价钻井的岩屑分形维数，根据岩屑分形维数和岩石脆性指数相关性模型计算得到待评价钻井的岩石脆性指数。2.根据权利要求1所述的基于岩屑分形维数的岩石脆性快速评价方法，其特征在于建模钻井和待评估钻井为具有相同层位的钻井，建模钻井为一个或者多个。3.根据权利要求1或2所述的基于岩屑分形维数的岩石脆性快速评价方法，其特征在于第一步中取样为在建模钻井直井段或水平段间隔50米至400米设定一个取样点，每个取样点取得的岩屑样品清洗至无泥浆后烘干备用。4.根据权利要求1或2或3所述的基于岩屑分形维数的岩石脆性快速评价方法，其特征在于第一步中标准化破碎为取烘干后岩屑样品150g至200g采用颚式破碎机对岩屑样品进行二次破碎，颚式破碎机参数为转子转速1000r/min至5000r/min，进料粒度0至30mm，出料粒度0至8mm。5.根据权利要求1至4任一项所述的基于岩屑分形维数的岩石脆性快速评价方法，其特征在于第一步中，分级筛分为采用不同筛网目数的筛网对岩屑样品进行分级筛分，分级筛分后，对每一级筛网筛分出的岩屑样品进行称重，并按下式1计算岩屑粒度相对累计量，式中：M为岩屑粒度相对累计量，r为...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈向辉，徐声驰，常小龙，李秀彬，陈乃志，孙志高，付基友，
申请(专利权)人：中国石油集团西部钻探工程有限公司，
类型：发明
国别省市：