CN106097125A - 一种致密砂岩储层可压裂性评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种致密砂岩储层可压裂性评价方法，具体按照以下步骤实施：步骤1：采用矿物含量脆性指数评价经验公式，计算致密砂岩的矿物含量脆性指数B_n；步骤2：采用弹性参数脆性指数评价经验公式，计算致密砂岩的弹性参数脆性指数EE_n；步骤3：建立I型裂缝断裂韧性K_IC与岩石力学特征参数之间的关系式；步骤4：建立综合考虑矿物含量脆性指数B_n、弹性参数脆性指数EE_n和断裂韧性K_IC的致密砂岩可压裂性评价模型，评价储层的可压裂性。本发明一种致密砂岩储层可压裂性评价方法，可以准确评价致密砂岩油气储层的可压裂性，优选射孔簇位置和压裂层段；还能够有效识别储层内脆性高、可压裂性差的隔层，提高压裂施工的成功率。

Description

一种致密砂岩储层可压裂性评价方法

技术领域

本发明属于油气开发技术领域，具体涉及一种致密砂岩储层可压裂性评价方法。

背景技术

随着我国国民经济持续快速增长，能源需求急剧增加，石油天然气资源供需矛盾突出。我国致密砂岩油气资源十分丰富，是未来的重要能源接替。致密砂岩储层通常采用大规模体积压裂，即大排量、低压裂液粘度、大液量，对储层进行增产改造，形成具有高渗能力的裂缝体积。

岩石的脆性特征是影响裂缝网络形成的重要内在因素。传统的观点认为“岩石脆性越大、越适合压裂”，但是实际作业发现，脆性“甜点”有时并不是理想的工程甜点，有时候导致压裂失败的风险。而现有的弹性参数的脆性评价模型具有一定的局限性，无法对弹性模量高、泊松比低的脆性隔层或夹层进行准确判断，从致使压裂射孔簇位置优选失败。这就需要采用岩石可压裂性评价的方法，从能量的角度来分析“脆性”和“裂缝扩展”的根本原因。

发明内容

本发明的目的是提供一种致密砂岩储层可压裂性评价方法，解决了现有脆性指数预测方法将脆性高、可压裂性差的隔层作为射孔和压裂层段的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种致密砂岩储层可压裂性评价方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1：采用矿物含量脆性指数评价经验公式，计算致密砂岩的矿物含量脆性指数B_n；

步骤2：采用弹性参数脆性指数评价经验公式，计算致密砂岩的弹性参数脆性指数EE_n；

步骤3：建立I型裂缝断裂韧性K_IC与岩石力学特征参数之间的关系式；

步骤4：建立综合考虑矿物含量脆性指数B_n、弹性参数脆性指数EE_n和断裂韧性K_IC的致密砂岩可压裂性评价模型，评价储层的可压裂性。

本发明的特点还在于：

步骤1具体为：

采用X-射线衍射仪测试设备，开展目标区块钻井岩屑和取样岩心碎片的矿物组分测试，采用矿物含量脆性指数评价经验公式，计算钻井位置或取心位置处致密砂岩的矿物含量脆性指数B_n：

B_n＝(W_{石英、方解石}+W_白云岩)/W_总质量 (1)

其中，W_{石英、方解石}为石英和方解石的总质量，W_白云岩为白云岩质量，W_总质量为矿物的总质量。

步骤2具体为：

采用弹性参数脆性指数评价经验公式，计算取心位置处的弹性参数脆性指数EE_n：

${\mathrm{EE}}_n=\frac{E_n+v_n}{2}---\left(2\right)$

其中，E_max和E_min分别是致密砂岩储层内最大和最小弹性模量，

v_max和v_min分别是致密砂岩储层内最大和最小泊松比。

步骤3具体为：采用巴西圆盘实验测定致密砂岩试样的抗拉强度和I型断裂韧性K_IC，建立I型断裂韧性与岩石力学特征参数之间的关系式：

K_IC＝0.271+0.0837σ_t (3)

其中，σ_t为致密砂岩的抗拉强度。

步骤4具体为：综合考虑步骤1中的矿物含量脆性指数B_n、步骤2中的弹性参数脆性指数EE_n和步骤3中的断裂韧性K_IC，建立致密砂岩的可压裂性评价模型：

FI₂＝w×B_n-n+(1-w)×K_{IC_n} (4)

其中，为综合矿物含量脆性指数B_n和弹性参数脆性指数EE_n的脆性表达式；

为I型断裂韧性表达式，K_{IC_max}和K_{IC_min}分别是致密砂岩储层内最大和最小断裂韧性；

w为数值范围0～1的权重系数。

本发明的有益效果是：本发明一种致密砂岩储层可压裂性评价方法，可以准确评价致密砂岩油气储层的可压裂性，优选射孔簇位置和压裂层段；还能够有效识别储层内脆性高、可压裂性差的隔层，提高压裂施工的成功率。

附图说明

图1是本发明中储层的矿物含量脆性指数曲线图；

图2是本发明中储层的弹性参数脆性指数曲线图；

图3是本发明中致密砂岩油气钻井位置储层的可压裂性纵向曲线图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明一种致密砂岩储层可压裂性评价方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1：采用矿物含量脆性指数评价经验公式，计算致密砂岩的矿物含量脆性指数B_n，具体为：

采用X-射线衍射仪等测试设备，开展目标区块钻井岩屑和取样岩心碎片的矿物组分测试，采用矿物含量脆性指数评价经验公式，计算钻井位置或取心位置处致密砂岩的矿物含量脆性指数B_n：

B_n＝(W_{石英、方解石}+W_白云岩)/W_总质量 (1)

其中，W_{石英、方解石}为石英和方解石的总质量，W_白云岩为白云岩质量，W_总质量为矿物的总质量；

然后结合校正后的矿物含量曲线，计算井眼钻井位置处储层的矿物含量脆性指数曲线如图1所示。

步骤2：采用Rickman的弹性参数脆性指数评价经验公式，计算取心位置处的致密砂岩的弹性参数脆性指数EE_n：

${\mathrm{EE}}_n=\frac{E_n+v_n}{2}---\left(2\right)$

其中，E_max和E_min分别是致密砂岩储层内最大和最小弹性模量，

v_max和v_min分别是致密砂岩储层内最大和最小泊松比；

结合测井曲线，计算井眼钻井位置处储层的弹性参数脆性指数曲线如图2所示。

步骤3：采用巴西圆盘实验测定致密砂岩试样的抗拉强度和I型断裂韧性K_IC，建立I型裂缝断裂韧性K_IC与岩石力学特征参数之间的关系式：

K_IC＝0.271+0.0837σ_t (3)

其中，σ_t为致密砂岩的抗拉强度。

步骤4：建立综合考虑矿物含量、弹性参数和断裂韧性的致密砂岩可压裂性评价模型，评价储层的可压裂性，具体为：

综合考虑所述步骤1中的矿物含量脆性指数B_n、所述步骤2中的弹性参数脆性指数EE_n和所述步骤3中的断裂韧性K_IC，建立致密砂岩的可压裂性评价模型：

FI₂＝w×B_n-n+(1-w)×K_{IC_n} (4)

其中，为综合矿物含量脆性指数B_n和弹性参数脆性指数EE_n的脆性表达式；

为I型断裂韧性表达式，K_{IC_max}和K_{IC_min}分别是致密砂岩储层内最大和最小断裂韧性；

w为数值范围0～1的权重系数。

结合致密砂岩油气井的测井数据、矿物含量脆性指数B_n、弹性参数脆性指数EE_n、I型断裂韧性，计算致密砂岩油气钻井位置储层的可压裂性纵向曲线如图3所示，得到储层的可压裂性相对大小，可进行射孔簇位置和压裂层段的优选。

本发明一种致密砂岩储层可压裂性评价方法，可以准确评价致密砂岩油气储层的可压裂性，优选射孔簇位置和压裂层段；还能够有效识别储层内脆性高、可压裂性差的隔层，提高压裂施工的成功率。

Claims (5)

1.一种致密砂岩储层可压裂性评价方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

步骤1：采用矿物含量脆性指数评价经验公式，计算致密砂岩的矿物含量脆性指数B_n；

步骤2：采用弹性参数脆性指数评价经验公式，计算致密砂岩的弹性参数脆性指数EE_n；

步骤3：建立I型裂缝断裂韧性K_IC与岩石力学特征参数之间的关系式；

步骤4：建立综合考虑矿物含量脆性指数B_n、弹性参数脆性指数EE_n和断裂韧性K_IC的致密砂岩可压裂性评价模型，评价储层的可压裂性。

2.根据权利要求1所述的一种致密砂岩储层可压裂性评价方法，其特征在于，所述步骤1具体为：

采用X-射线衍射仪测试设备，开展目标区块钻井岩屑和取样岩心碎片的矿物组分测试，采用矿物含量脆性指数评价经验公式，计算钻井位置或取心位置处致密砂岩的矿物含量脆性指数B_n：

B_n＝(W_{石英、方解石}+W_白云岩)/W_总质量 (1)

其中，W_{石英、方解石}为石英和方解石的总质量，W_白云岩为白云岩质量，W_总质量为矿物的总质量。

3.根据权利要求1所述的一种致密砂岩储层可压裂性评价方法，其特征在于，所述步骤2具体为：

采用弹性参数脆性指数评价经验公式，计算取心位置处的弹性参数脆性指数EE_n：

${\mathrm{EE}}_n=\frac{E_n+v_n}{2}---\left(2\right)$

其中，E_max和E_min分别是致密砂岩储层内最大和最小弹性模量，

v_max和v_min分别是致密砂岩储层内最大和最小泊松比。

4.根据权利要求1所述的一种致密砂岩储层可压裂性评价方法，其特征在于，所述步骤3具体为：采用巴西圆盘实验测定致密砂岩试样的抗拉强度和I型断裂韧性K_IC，建立I型断裂韧性与岩石力学特征参数之间的关系式：

K_IC＝0.271+0.0837σ_t (3)

其中，σ_t为致密砂岩的抗拉强度。

5.根据权利要求1所述的一种致密砂岩储层可压裂性评价方法，其特征在于，所述步骤4具体为：综合考虑所述步骤1中的矿物含量脆性指数B_n、所述步骤2中的弹性参数脆性指数EE_n和所述步骤3中的断裂韧性K_IC，建立致密砂岩的可压裂性评价模型：

FI₂＝w×B_n-n+(1-w)×K_{IC_n} (4)

其中，为综合矿物含量脆性指数B_n和弹性参数脆性指数EE_n的脆性表达式；

为I型断裂韧性表达式，K_{IC_max}和K_{IC_min}分别是致密砂岩储层内最大和最小断裂韧性；

w为数值范围0～1的权重系数。