CN110568160A - 一种油气储层岩石的综合评价方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种油气储层岩石的综合评价方法及装置。该方法包括：获取目标储层岩心，并截取测试岩心；通过核磁共振实验获取测试岩心孔隙度、渗透率、流体饱和度，并进行归一化处理；建立储层岩石含油气性评价模型，并计算储层岩石含油气性指数；通过三轴力学实验设备压裂测试岩心，采用盒维数法计算压后岩样的破裂分维值；并计算破裂角；建立基于储层岩石含油气性指数、破裂分维值以及破裂角确定致密砂岩的储层三维可压裂性评价模型；利用所述储层三维可压裂性评价模型对目标区域的储层岩石的可压裂性进行评价。通过执行本实施例所提供的技术方案，可以实现对油气储层岩石进行全面的评价方法，提高对油气储层岩石的评价准确性的效果。

Description

一种油气储层岩石的综合评价方法及装置

技术领域

本申请实施例涉及油气开发技术领域，尤其涉及一种油气储层岩石的综合评价方法及装置。

背景技术

目前，随着经济发展和社会的进步，能源问题已经成为举世瞩目的重要社会问题，对于能源问题来说，油气开发是重中之重。

致密油气是非常规油气的代表之一，致密储层物理性质较差，孔渗较低，只有通过水力压裂增产改造才能有效的开发。致密储层水力压裂需要形成纵横交错的裂缝网络，增大储层与井筒的接触面积，而可压裂性评价就是评价储层能否形成裂缝网络的能力。受储层岩性、岩石力学特征、裂缝发育程度和地应力的影响，储层各个层段形成裂缝网络的能力不同，若缺乏对储层的可压性的研究和认识，则无法筛选出好的储层段进行施工，进而影响压裂效果。目前对于致密砂岩储层可压性评价方法研究较少。因此，研究致密砂岩储层可压性评价方法对于致密油气的开发十分重要。

发明内容

本申请实施例提供一种油气储层岩石的综合评价方法及装置，可以实现对油气储层岩石进行全面的评价方法，提高对油气储层岩石的评价准确性的效果。

本发明的目的在于有效地评价致密砂岩储层的可压裂性，克服现有可压裂技术对致密砂岩储层的研究较少，对于具体的区块需要进行针对性研究，通过岩心实验提出一种基于储层岩石含油气性、破裂分维值、破裂角的致密砂岩储层三维可压裂性评价方法。本方法结合储层岩石含油气性、破裂分维值、岩心破裂角，建立可压性综合评价方法。该评价方法直观可靠，准确有效，有利于现场推广和应用，对于致密砂岩油气藏开发的理论研究和现场应用都具有积极的指导意义。

第一方面，本申请实施例提供了一种油气储层岩石的综合评价方法，该方法包括：

获取目标储层岩心，并截取测试岩心；

通过核磁共振实验获取测试岩心孔隙度、渗透率、流体饱和度，并进行归一化处理；

建立储层岩石含油气性评价模型，并根据所述储层岩石含油气性评价模型计算储层岩石含油气性指数；

通过三轴力学实验设备压裂测试岩心，采用盒维数法计算压后岩样的破裂分维值；并计算三轴力学实验压裂测试后岩心的破裂角；

建立基于储层岩石含油气性指数、破裂分维值以及破裂角确定致密砂岩的储层三维可压裂性评价模型；

利用所述储层三维可压裂性评价模型对目标区域的储层岩石的可压裂性进行评价。

进一步的，所述目标储层为致密砂岩可压裂层段。

进一步的，建立储层岩石含油气性评价模型，并根据所述储层岩石含油气性评价模型计算储层岩石含油气性指数，包括：

采用如下公式建立储层岩石含油气性评价模型：

G_I＝W₁Φ_n+W₂Perm_n+W₃S_n；

其中，G_I为储层岩石含油气性指数，W₁为第一权重值，Ф_n为归一化的孔隙度，W₂为第二权重值，Perm_n为归一化的渗透率，W₃为第三权重值，S_n为归一化饱和度；其中，第一权重值、第二权重值和第三权重值均为数值范围在0-1范围内的值。

进一步的，W₁、W₂与W₃之和为1。

进一步的，W₁、W₂与W₃均为0.333。

第二方面，本申请实施例提供了一种油气储层岩石的综合评价装置，该装置包括：

测试岩心截取模块，用于获取目标储层岩心，并截取测试岩心；

核磁共振处理模块，用于通过核磁共振实验获取测试岩心孔隙度、渗透率、流体饱和度，并进行归一化处理；

储层岩石含油气性指数计算模块，用于建立储层岩石含油气性评价模型，并根据所述储层岩石含油气性评价模型计算储层岩石含油气性指数；

三轴力学处理模块，用于通过三轴力学实验设备压裂测试岩心，采用盒维数法计算压后岩样的破裂分维值；并计算三轴力学实验压裂测试后岩心的破裂角；

储层三维可压裂性评价模型构建模块，用于建立基于储层岩石含油气性指数、破裂分维值以及破裂角确定致密砂岩的储层三维可压裂性评价模型；

储层岩石的可压裂性评价模块，用于利用所述储层三维可压裂性评价模型对目标区域的储层岩石的可压裂性进行评价。

进一步的，所述目标储层为致密砂岩可压裂层段。

进一步的，所述储层岩石含油气性指数计算模块，具体用于：

采用如下公式建立储层岩石含油气性评价模型：

G_I＝W₁Φ_n+W₂Perm_n+W₃S_n；

其中，G_I为储层岩石含油气性指数，W₁为第一权重值，Ф_n为归一化的孔隙度，W₂为第二权重值，Perm_n为归一化的渗透率，W₃为第三权重值，S_n为归一化饱和度；其中，第一权重值、第二权重值和第三权重值均为数值范围在0-1范围内的值。

进一步的，W₁、W₂与W₃之和为1。

进一步的，W₁、W₂与W₃均为0.333。

本申请实施例所提供的技术方案，获取目标储层岩心，并截取测试岩心；通过核磁共振实验获取测试岩心孔隙度、渗透率、流体饱和度，并进行归一化处理；建立储层岩石含油气性评价模型，并根据所述储层岩石含油气性评价模型计算储层岩石含油气性指数；通过三轴力学实验设备压裂测试岩心，采用盒维数法计算压后岩样的破裂分维值；并计算三轴力学实验压裂测试后岩心的破裂角；建立基于储层岩石含油气性指数、破裂分维值以及破裂角确定致密砂岩的储层三维可压裂性评价模型；利用所述储层三维可压裂性评价模型对目标区域的储层岩石的可压裂性进行评价。通过采用本申请所提供的技术方案，可以实现对油气储层岩石进行全面的评价方法，提高对油气储层岩石的评价准确性的效果。

附图说明

图1是本申请实施例一提供的油气储层岩石的综合评价方法的流程图；

图2是本申请实施例二提供的油气储层岩石的综合评价方法的流程示意图；

图3是本申请实施例三提供的致密砂岩储层三维可压裂性评价模型特征图；

图4是本申请实施例三提供的致密砂岩储层三维可压裂性评价优选区域图；

图5是本申请实施例三提供的油气储层岩石的综合评价装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。

在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各步骤描述成顺序的处理，但是其中的许多步骤可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各步骤的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。

实施例一

图1是本申请实施例一提供的油气储层岩石的综合评价方法的流程图，本实施例可适于对油气储层岩石的油气含量等进行评价的情况，该方法可以由本申请实施例所提供的油气储层岩石的综合评价装置执行，该装置可以由软件和/或硬件的方式来实现，并可集成于电子设备中。

如图1所示，所述油气储层岩石的综合评价方法包括：

S110、获取目标储层岩心，并截取测试岩心。

其中，可以通过钻孔的方式获得岩心，其中目标储层可以是根据大量实验确定的目标深度的区域。可以对岩心进行一定量和一定长度的截取，得到测试岩心。

在本实施例中，可选的，所述目标储层为致密砂岩可压裂层段。这样可以更加全面的对致密砂岩的油气储量进行研究和论证。

S120、通过核磁共振实验获取测试岩心孔隙度、渗透率、流体饱和度，并进行归一化处理。

其中，可以通过核磁共振实验获取测试岩心孔隙度、渗透率、流体饱和度，并且可以针对每个测试岩心得到的数据进行归一化处理，得到岩石储层的归一化处理后的测试岩心孔隙度、渗透率、流体饱和度。其中采用归一化处理的好处是可以避免个别误差较大的数值对得到的测试岩心孔隙度、渗透率、流体饱和度的影响，从而可以提高整个模型构建以及评价过程的准确度。

S130、建立储层岩石含油气性评价模型，并根据所述储层岩石含油气性评价模型计算储层岩石含油气性指数。

其中，储层岩石含油气性评价模型可以是通过归一化处理后的测试岩心孔隙度、渗透率、流体饱和度构建的。储层岩石含油气性评价模型可以用来评价储层岩石含油气性。

在本实施例中，可选的，建立储层岩石含油气性评价模型，并根据所述储层岩石含油气性评价模型计算储层岩石含油气性指数，包括：采用如下公式建立储层岩石含油气性评价模型：

G_I＝W₁Φ_n+W₂Perm_n+W₃S_n；

其中，G_I为储层岩石含油气性指数，W₁为第一权重值，Ф_n为归一化的孔隙度，W₂为第二权重值，Perm_n为归一化的渗透率，W₃为第三权重值，S_n为归一化的饱和度；其中，第一权重值、第二权重值和第三权重值均为数值范围在0-1范围内的值。

其中，可以通过分别为归一化的孔隙度，归一化的渗透率以及归一化的饱和度设置权重值，实现对储层岩石含油气性评价模型的灵活控制，提高储层岩石含油气性评价模型确定储层岩石含油气性指数的准确性。

在本实施例中，可选的，W₁、W₂与W₃之和为1。这样设置的好处是可以确保所构建的层岩石含油气性评价模型的平衡性，不会应为各个建立模型的过程中的权重取值的不同而影响层岩石含油气性评价模型的构建结果。

在本实施例中，可选的，W₁、W₂与W₃均为0.333。在本实施例中，可以在没有特殊要求或者实际现场资料不充足情况下，各项脆性指数的权重值均取0.333。这样可以提高储层岩石含油气性评价模型的适用范围。

S140、通过三轴力学实验设备压裂测试岩心，采用盒维数法计算压后岩样的破裂分维值；并计算三轴力学实验压裂测试后岩心的破裂角。

其中，破裂分维值可以是用来评价测试岩心上端面或者下端面，裂痕的复杂程度的数值。例如，可以用比如说3/8，5/16等来描述裂缝的复杂程度，具体可以是裂缝在上端面或者下端面的圆形范围内，填充了圆形的3/8个区域，其他5/8个区域没有裂缝存在，这样该测试岩心的破裂分维值可以用3/8来表示。

测试后岩心的破裂角可以是裂缝和圆柱体测试岩心中轴线的夹角。

S150、建立基于储层岩石含油气性指数、破裂分维值以及破裂角确定致密砂岩的储层三维可压裂性评价模型。

可以利用上述储层岩石含油气性指数、破裂分维值以及破裂角确定致密砂岩的储层三维可压裂性评价模型。

S160、利用所述储层三维可压裂性评价模型对目标区域的储层岩石的可压裂性进行评价。

其中，目标区域可以是钻孔采样的平面区域，也可以是针对于目标储层的和平面区域的空间区域。可以利用所述储层三维可压裂性评价模型对目标区域的储层岩石的可压裂性进行评价。通过评价模型三维空间展布直观优选致密砂岩可压裂层段。

本申请实施例所提供的技术方案，获取目标储层岩心，并截取测试岩心；通过核磁共振实验获取测试岩心孔隙度、渗透率、流体饱和度，并进行归一化处理；建立储层岩石含油气性评价模型，并根据所述储层岩石含油气性评价模型计算储层岩石含油气性指数；通过三轴力学实验设备压裂测试岩心，采用盒维数法计算压后岩样的破裂分维值；并计算三轴力学实验压裂测试后岩心的破裂角；建立基于储层岩石含油气性指数、破裂分维值以及破裂角确定致密砂岩的储层三维可压裂性评价模型；利用所述储层三维可压裂性评价模型对目标区域的储层岩石的可压裂性进行评价。通过采用本申请所提供的技术方案，可以实现对油气储层岩石进行全面的评价方法，提高对油气储层岩石的评价准确性的效果。

实施例二

图2是本申请实施例二提供的油气储层岩石的综合评价方法的流程示意图。为了让本领域技术人员能够更加清晰的了解本申请公开的技术方案，本实施例进行了更加细致的解释和说明。

如图2所示，所述油气储层岩石的综合评价方法包括：

步骤①：根据区块特性针对性获取不同储层岩心，并分层封存处理。

步骤②：通过核磁共振(NMR)实验测试岩心孔隙度、渗透率、流体饱和度，并归一化处理。

将处理后的岩心岩样进行核磁共振测试，通过分析处理分别得到其岩心孔隙度、渗透率、流体饱和度值，再将各值进行归一化处理，得到不同层段测试岩心的归一化物性参数。

通过计算，即可得到各层段岩心的归一化的物性参数数据表，如表1所示：

表1.各层段岩心归一化的物性参数表

步骤③：根据②求得的归一化物性参数建立储层岩石含油气性评价模型。

具体操作如下：

结合②求取的测试岩心归一化的孔隙度Ф_n、归一化饱和度S_n、归一化渗透率Perm_n，建立储层岩石含油气性评价模型：

G_I＝W₁Φ_n+W₂Perm_n+W₃S_n；

式中G_I为储层岩石含油气性指数，无量纲；W_i(i＝1～3)为数值范围0～1的加权系数，无量纲。根据得到被评价油气藏的实际情况，合理选择归一化参数的加权系数W_i。在没有特殊要求或者实际现场资料不充足情况下，各项脆性指数的加权系数均取0.333。

通过计算，即可得到各层段测试岩心处储层岩石含油气性指数，如表2所示：

表2.各层段测试岩心含油气性指数数据表

步骤④通过三轴力学实验设备压裂测试岩心，采用盒维数法计算压后岩样的破裂分维值。

先将分层测试岩心岩样通过三轴力学实验设备压裂，再采用盒维数法计算压后岩样上裂缝分布的分维数值D。

具体操作如下：通过三轴力学实验设备分别将不同分层测试岩心压裂处理。再将压后岩样针对性性分别采用边长δ为的正方形网格覆盖整个岩心，统计包含有裂缝的正方形物体数目，逐步改变正方形网格的边长统计相应的N(δ)，得到一系列N(δ)与δ的对应关系。在双对数坐标系中采用最小二乘法对该统计数据作回归分析，其回归直线的斜率即为岩心上裂缝分布的分维数值D(D介于1～2)。通过计算，即可得到各层段测试岩心压后破裂分维值数据表，如表3所示：

表3.各层段测试岩心压后破裂分维值数据表

步骤⑤：测量计算压三轴力学实验压裂测试后岩心的破裂角。

具体操作：通过三轴力学实验设备压裂测试岩心，测量计算各岩样的破裂角，以岩样中轴线为基准线，主破裂面与中轴线的夹角即为岩石的破裂角。各层段测试岩心压后破裂角数据表如表4所示：

表4.各层段测试岩心压后破裂角数据表

步骤⑥：建立一种基于储层岩石含油气性、破裂分维值、破裂角的致密砂岩储层三维可压裂性评价模型，优选致密砂岩可压裂层段。

具体操作：通过目标研究区域内不同井段或者不同储层岩石样品的大量实验得到的储层岩石含油气性指数、破裂分维值和岩心破裂角，建立一种基于储层岩石含油气性、破裂分维值、破裂角的致密砂岩储层三维可压裂性评价空间模型。

在该空间评价模型中，含油气性指数越大、破裂分维值越大、破裂角越小(即沿含油气性指数破裂分维值坐标方向值越大，沿破裂角坐标方向值越小)，储层可压裂性越有利。按照实验结果划分其可压裂性区域如下表5所示：

表6.研究区域可压裂性划分数据表

图3是本申请实施例三提供的致密砂岩储层三维可压裂性评价模型特征图。图4是本申请实施例三提供的致密砂岩储层三维可压裂性评价优选区域图。结合研究区域可压裂性划分数据表，分析三维空间参数展布图(图3)可知，图4中的指定区域内，即3422.2m岩心处、3424.0m岩心处及3428.0m岩心处附近区域储层油气性指数大、破裂分维值大、破裂角小，具有较好的可压裂性，在压裂设计选层时应当尤为关注该类岩心所处的储层段。

本发明用于综合评价致密砂岩可压裂性，具有以下优点：

(1)考虑储层岩石含油气性、破裂分维值、破裂角等因素，并进行科学三维空间评价。

(2)采用三轴力学实验设备、核磁共振测试实验等方法，评价过程精度高。

(3)本发明为室内实验评价方法，操作方便。

(4)本发明成本低，操作简单，评价迅速，具有较高的推广价值，可在现场推广。

实施例三

图5是本申请实施例三提供的油气储层岩石的综合评价装置的结构示意图。如图5所示，所述油气储层岩石的综合评价装置，包括：

测试岩心截取模块510，用于获取目标储层岩心，并截取测试岩心；

核磁共振处理模块520，用于通过核磁共振实验获取测试岩心孔隙度、渗透率、流体饱和度，并进行归一化处理；

储层岩石含油气性指数计算模块530，用于建立储层岩石含油气性评价模型，并根据所述储层岩石含油气性评价模型计算储层岩石含油气性指数；

三轴力学处理模块540，用于通过三轴力学实验设备压裂测试岩心，采用盒维数法计算压后岩样的破裂分维值；并计算三轴力学实验压裂测试后岩心的破裂角；

储层三维可压裂性评价模型构建模块550，用于建立基于储层岩石含油气性指数、破裂分维值以及破裂角确定致密砂岩的储层三维可压裂性评价模型；

储层岩石的可压裂性评价模块560，用于利用所述储层三维可压裂性评价模型对目标区域的储层岩石的可压裂性进行评价。

本申请实施例所提供的技术方案，获取目标储层岩心，并截取测试岩心；通过核磁共振实验获取测试岩心孔隙度、渗透率、流体饱和度，并进行归一化处理；建立储层岩石含油气性评价模型，并根据所述储层岩石含油气性评价模型计算储层岩石含油气性指数；通过三轴力学实验设备压裂测试岩心，采用盒维数法计算压后岩样的破裂分维值；并计算三轴力学实验压裂测试后岩心的破裂角；建立基于储层岩石含油气性指数、破裂分维值以及破裂角确定致密砂岩的储层三维可压裂性评价模型；利用所述储层三维可压裂性评价模型对目标区域的储层岩石的可压裂性进行评价。通过采用本申请所提供的技术方案，可以实现对油气储层岩石进行全面的评价方法，提高对油气储层岩石的评价准确性的效果。

在上述各技术方案的基础上，可选的，所述目标储层为致密砂岩可压裂层段。

在上述各技术方案的基础上，可选的，所述储层岩石含油气性指数计算模块，具体用于：

采用如下公式建立储层岩石含油气性评价模型：

G_I＝W₁Φ_n+W₂Perm_n+W₃S_n；

其中，G_I为储层岩石含油气性指数，W₁为第一权重值，Ф_n为归一化的孔隙度，W₂为第二权重值，Perm_n为归一化的渗透率，W₃为第三权重值，S_n为归一化的饱和度；其中，第一权重值、第二权重值和第三权重值均为数值范围在0-1范围内的值。

在上述各技术方案的基础上，可选的，W₁、W₂与W₃之和为1。

在上述各技术方案的基础上，可选的，W₁、W₂与W₃均为0.333。

上述产品可执行本申请任意实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

注意，上述仅为本申请的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本申请不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本申请的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本申请进行了较为详细的说明，但是本申请不仅仅限于以上实施例，在不脱离本申请构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本申请的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种油气储层岩石的综合评价方法，其特征在于，包括：

获取目标储层岩心，并截取测试岩心；

通过核磁共振实验获取测试岩心孔隙度、渗透率、流体饱和度，并进行归一化处理；

建立储层岩石含油气性评价模型，并根据所述储层岩石含油气性评价模型计算储层岩石含油气性指数；

通过三轴力学实验设备压裂测试岩心，采用盒维数法计算压后岩样的破裂分维值；并计算三轴力学实验压裂测试后岩心的破裂角；

建立基于储层岩石含油气性指数、破裂分维值以及破裂角确定致密砂岩的储层三维可压裂性评价模型；

利用所述储层三维可压裂性评价模型对目标区域的储层岩石的可压裂性进行评价。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标储层为致密砂岩可压裂层段。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，建立储层岩石含油气性评价模型，并根据所述储层岩石含油气性评价模型计算储层岩石含油气性指数，包括：

采用如下公式建立储层岩石含油气性评价模型：

G_I＝W₁Φ_n+W₂Perm_n+W₃S_n；

其中，G_I为储层岩石含油气性指数，W₁为第一权重值，Ф_n为归一化的孔隙度，W₂为第二权重值，Perm_n为归一化的渗透率，W₃为第三权重值，S_n为归一化的饱和度；其中，第一权重值、第二权重值和第三权重值均为数值范围在0-1范围内的值。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，W₁、W₂与W₃之和为1。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，W₁、W₂与W₃均为0.333。

6.一种油气储层岩石的综合评价装置，其特征在于，包括：

测试岩心截取模块，用于获取目标储层岩心，并截取测试岩心；

核磁共振处理模块，用于通过核磁共振实验获取测试岩心孔隙度、渗透率、流体饱和度，并进行归一化处理；

储层岩石含油气性指数计算模块，用于建立储层岩石含油气性评价模型，并根据所述储层岩石含油气性评价模型计算储层岩石含油气性指数；

三轴力学处理模块，用于通过三轴力学实验设备压裂测试岩心，采用盒维数法计算压后岩样的破裂分维值；并计算三轴力学实验压裂测试后岩心的破裂角；

储层三维可压裂性评价模型构建模块，用于建立基于储层岩石含油气性指数、破裂分维值以及破裂角确定致密砂岩的储层三维可压裂性评价模型；

储层岩石的可压裂性评价模块，用于利用所述储层三维可压裂性评价模型对目标区域的储层岩石的可压裂性进行评价。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述目标储层为致密砂岩可压裂层段。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述储层岩石含油气性指数计算模块，具体用于：

采用如下公式建立储层岩石含油气性评价模型：

G_I＝W₁Φ_n+W₂Perm_n+W₃S_n；

其中，G_I为储层岩石含油气性指数，W₁为第一权重值，Ф_n为归一化的孔隙度，W₂为第二权重值，Perm_n为归一化的渗透率，W₃为第三权重值，S_n为归一化的饱和度；其中，第一权重值、第二权重值和第三权重值均为数值范围在0-1范围内的值。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，W₁、W₂与W₃之和为1。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，W₁、W₂与W₃均为0.333。