CN111027818B - 一种页岩油分类评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于页岩油藏开发技术领域，具体涉及一种页岩油分类评价方法。本发明通过选取表征页岩油藏特征的甜度评价参数、求取甜度评价参数的参数值、确定每单个甜度评价参数权重、计算甜度评价指数、将页岩油分类和页岩油有利目标区的选择六个步骤，准确划分了页岩油品质，为页岩油有利目标区的选取和储层压裂改造提供依据，从而提高页岩油开发效果的评价方法。
Description
技术领域
本发明属于页岩油藏开发技术领域，具体涉及一种页岩油分类评价方法。
背景技术
页岩油一般是指赋存于与烃源岩互层共生或紧邻的致密储层中、未经过大规模运移的石油聚集，其地面空气渗透率一般低于0.3×10-3μm2，这种石油资源一般无自然产能，须对储层进行大规模体积压裂改造或通过水平井方式开采方可以获得商业性开发。某盆地页岩油以延长组长7油层组最为典型。该类油藏已成为全球非常规油气藏开发的重点领域，如何提高页岩油的单井产量和采收率，降低投资是致密油规模、效益开发面临的三大难题。对于低渗透油藏，从1998年开始实施的石油天然气行业标准中的油气储层评价方法在指导前期油田勘探开发方面曾经发挥了重要作用。但近年来，在开发页岩油过程中出现了一些新问题。同属页岩油，但开发效果差异较大。
页岩油与常规低渗透油藏相比，储层孔喉细微，常规的测试技术无法识别和表征储层储集性能特征，需采用高分辨率的非常规测试技术，如场反射扫描电镜、微米(纳米)CT、双束电镜是页岩油储层微米(纳米)孔喉识别和表征的主要技术手段。另外，国内外页岩油的开发现状表明，平面上含油性的展布规律、纵向上油层分布模式、储层的地应力特征、岩石脆性、裂缝特征是页岩油开发技术政策制定和储层压裂改造考虑的重要参数，而这些参数在常规储层评价标准中尚未涉及。因此，对页岩油的评价，需采用不同于常规储层的测试技术手段和反映页岩油特征的评价参数与指标。
目前，国外针对页岩油并没有统一的评价标准，对相似的页岩油的认定也比较宽泛。国内主要是对致密油、页岩油藏得富集规律研究的较多，但从如何评价页岩油富集程度的差异性、也就是甜度的分类评价开展的较少，尚未制定页岩油甜点优选分类评价方法，为了满足页岩油规模效益开发的需求，亟需建立针对页岩油的评价方法，以规范和指导油田页岩油的开发，为页岩油有利目标区优选、开发技术政策制定和储层压裂改造提供依据。
发明内容
本发明提供了一种页岩油分类评价方法，目的在于提供一种能够准确划分页岩油品质，为页岩油有利目标区的选取和储层压裂改造提供依据，从而提高页岩油开发效果的评价方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种页岩油分类评价方法，包括如下步骤
步骤一：选取表征页岩油藏特征的甜度评价参数
选取待评价页岩油油藏的含油饱和度、油层纵向结构系数、平均吼道半径、气油比、脆性指数、最小水平主应力作为评价参数；
步骤二：求取甜度评价参数的参数值
对步骤一选取的六个评价参数分别求取参数值；
步骤三：确定每单个甜度评价参数权重
根据步骤二获取的甜度评价参数的参数值，进行每单个甜度评价参数权重的计算；
步骤四：计算甜度评价指数
将各归一化评价参数与步骤三计算得到的对应权重系数相乘后的加和值作为甜度评价指数，即
式中，SSEV为甜度评价指数，无量纲；
ΔAi为第i个归一化甜度评价参数，无量纲；
ai为各评价参数的权重系数，小数；
n为评价参数个数，n＝6；
步骤五：将页岩油分类
根据步骤四计算得到的甜度评价指数，建立评价区页岩油甜度评价指数与单井产量的相关关系式，根据评价区页岩油甜度评价指数与单井产量的关系曲线，将页岩油分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三类；
步骤六：选取页岩油有利目标区
根据步骤五的分类结果，按照Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的顺序进行页岩油有利目标区的选择、开发和储层压裂改造。
所述的步骤二求取含油饱和度评价参数值是通过岩心测试或者用钻井过程中的标准气测全烃值代替；所述的标准气测全烃值法的具体过程为
式中，Tg为随钻气测全烃值，％；
Q为实际入口流量，m3/min；
t为实际钻时，min/m；
Tg0为标准化测全烃值，％；
Q0为标准入口流量，m3/min；
t0为标准钻时，min/m。
所述的步骤二油层纵向结构系数的求取是通过如下公式得到
式中：
LSE为油层纵向结构系数；
oh为单段油层厚度，m；
no油层个数，个；
sh为砂岩厚度，m；
fh为地层厚度，m。
所述的步骤二中气油比的求取是通过地层原油测试得到或用生产气油比代替。
所述的步骤二中脆性指数的求取是通过如下公式计算：
其中：
式中，BI为脆性指数，％；
ΔE为归一化后的静态杨氏模量，无量纲；
Δν为归一化后的静态泊松比，无量纲；
E为静态杨氏模量，MPa；
ν为静态泊松比，无量纲；
静态杨氏模量和静态泊松比通过实验测得或根据测井值计算得到。
所述的静态杨氏模量和静态泊松比通过测井值计算的具体方法为以下两种方法：
(1)当测井值包括体积密度值、纵波时差值、横波时差值时，将测得的体积密度值、纵波时差值、横波时差值直接代入下列公式计算求得：
E＝(1.494Ed/10-4-4.076)×104 (7)
ν＝-0.894νd+0.478 (8)
式中，Ed为动态杨氏模量，MPa；
ρb为岩石体积密度，g/cm3；
Δts为岩石的横波时差，μs/m；
Δtp为岩石的纵波时差，μs/m；
νd为动态泊松比，无量纲；
E为静态杨氏模量，MPa；
ν为静态泊松比，无量纲；
(2)当测井值包括体积密度值、纵波时差值时，通过计算求取横波时差值，再将体积密度值、纵波时差值、横波时差值代入公式(5)、(6)、(7)、(8)得到静态杨氏模量和静态泊松比。
所述的通过计算求取横波时差值的具体方法为：
(1)当待评价页岩油油藏处于不含气的砂岩或泥质砂岩地层时，将纵波时差值代入下列公式计算得到地层横波时差值
其中：Δts为岩石的横波时差，μs/m；
Δtp为岩石的纵波时差，μs/m；
ρb为岩石体积密度，g/cm3；
e为自然指数；
(2)当待评价页岩油油藏处于不含气的砂岩或泥质砂岩地层之外的地层时，将纵波时差值代入下列公式计算得到地层横波时差值和岩石体积密度值：
Δts＝2.642Δtp-215.3 (10)
ρb＝-0.0031Δtp+3.2693 (11)。
所述的步骤二中求取最小水平主应力值的是通过下列公式进行计算得到：
其中：
pv＝ρbgh×10-3
ΔT＝0.03h+273.5
式中，
σh为最小水平主应力，MPa；
ν为静态泊松比，无量纲；
pv为垂直应力，MPa；
h为油层中深，m；
E为静态杨氏模量，MPa；
ΔT为油层温度，K；
g为重力加速度。
所述的步骤三进行每单个甜度评价参数权重计算的方法是：
利用下列公式，计算初期产量与单个甜度评价参数间的关联系数ξ
其中
Δi(k)＝|ΔAi(k)-ΔA0(k)|
式中，ξi(k)为第k口井第i个参数的关联度，无量纲；
Δi(k)为归一化初期产量与归一化评价参数差值，无量纲；
ΔA0(k)为归一化初期产量，无量纲；
ΔAi(k)为归一化甜度评价参数，无量纲；
A0(k)为第k口井的初期产量，t/d；
Ai(k)为第k口井第i个甜度评价参数，
其中对应的各参数的单位为：
含油饱和度，％；
油层纵向结构系数，无量纲；
平均吼道半径，um；
气油比，t/m3；
脆性指数，％；
最小水平主应力，MPa；
ρ为分辨系数，取值为(0，1)；
计算出每口井对应的各评价参数的关联系数，然后利用平均值法计算各参数与产量的关联度
式中，γi为第i个参数的关联度，无量纲；
n为评价参数的个数，n＝6；
m为评价井的个数；
ξi(k)为第k口井第i个参数的关联度，无量纲；
得到关联度后，经归一化处理得到权重系数
上式中：
ai为各评价参数的权重系数，小数；
γi为第i个参数的关联度，无量纲；
n为评价参数的个数。
所述的步骤五将页岩油分类的具体过程为：
首先，根据计算的各口井的甜度评价指数，建立页岩油甜度评价指数与单井产量的相关关系式：
SP＝0.03×e6.0586×SSEV
式中，SP为单井产量，单位t/d，
SSEV为甜度评价指数，取值在0-1之间，无量纲。
在直角坐标系中建立评价区甜度评价指数与产量指数关系曲线，过评价区甜度评价指数与产量指数关系曲线的两个端点A、B分别做指数曲线的切线L1、L2，两条切线交于C点，过C点做端点A、B连线的垂线，该垂线交指数曲线于点D，过点D做平行于线段AB的指数曲线的切线L3，分别过L1和L3、L2和L3的交点做横坐标的垂线，页岩油甜点区分成3类，交点为分类的界限值，则甜度评价指数SSEV≧0.6为Ⅰ类，甜度评价指数0.4≦SSEV﹤0.6为Ⅱ类，甜度评价指数SSEV﹤0.4为Ⅲ类。
有益效果：
本发明通过选取表征页岩油藏特征的甜度评价参数、求取甜度评价参数的参数值、确定每单个甜度评价参数权重、计算甜度评价指数、将页岩油分类和页岩油有利目标区的选择六个步骤，准确划分了页岩油品质，为页岩油有利目标区的选取和储层压裂改造提供依据，从而提高页岩油开发效果的评价方法。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚的了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明中甜度评价指数(SSEV)与单井产量(SP)关系图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
根据图1所示的一种页岩油分类评价方法，包括如下步骤
步骤一：选取表征页岩油藏特征的甜度评价参数
选取待评价页岩油油藏的含油饱和度、油层纵向结构系数、平均吼道半径、气油比、脆性指数、最小水平主应力作为评价参数；
步骤二：求取甜度评价参数的参数值
对步骤一选取的六个评价参数分别求取参数值；
步骤三：确定每单个甜度评价参数权重
根据步骤二获取的甜度评价参数的参数值，进行每单个甜度评价参数权重的计算；
步骤四：计算甜度评价指数
将各归一化评价参数与步骤三计算得到的对应权重系数相乘后的加和值作为甜度评价指数，即
式中，SSEV为甜度评价指数，无量纲；
ΔAi为第i个归一化甜度评价参数，无量纲；
ai为各评价参数的权重系数，小数；
n为评价参数个数，n＝6；
步骤五：将页岩油分类
根据步骤四计算得到的甜度评价指数，建立评价区页岩油甜度评价指数与单井产量的相关关系式，根据评价区页岩油甜度评价指数与单井产量的关系曲线，将页岩油分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三类；
步骤六：页岩油有利目标区的选择
根据步骤五的分类结果，按照Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的顺序进行页岩油有利目标区的选择、开发和储层压裂改造。
本发明提供了一种页岩油甜度差异的评价方法，本发明将地质-工程一体化考虑，紧密结合其准自然能量开发的开发特征，从平面含油饱和度、纵向上油层结构系数、平均吼道半径、气油比、脆性指数和最小水平主应力六个参数着手，依据其与单井初期产量的关系，采用灰色关联分析法，明确了6个评价参数对产量贡献的权重，以此为基础，构建了页岩油甜度评价分类方法，将页岩油分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三类。解决了现有评价方法不能准确划分页岩油品质差异的难题，从而为水平井开发井网及人工裂缝压裂改造规模优化提供参考，最终提高了开发效益。
在具体应用时，还可以根据页岩油储层特征、渗流特征及前期开发实践，按照典型、易取、操作性较强的评价参数筛选原则，选取其它参数作为评价参数。
实施例二：
根据图1所示的一种页岩油分类评价方法，包括如下步骤
步骤一：选取表征页岩油藏特征的甜度评价参数
选取待评价页岩油油藏的含油饱和度、油层纵向结构系数、平均吼道半径、气油比、脆性指数、最小水平主应力作为评价参数；
采用上述页岩油藏特征的甜度评价参数，将含油性、渗流特征、初始能量、岩石力学特征等关键参数相结合，能够有效的反映页岩油甜度发育的差异性。
步骤二：求取甜度评价参数的参数值
对步骤一选取的六个评价参数分别求取参数值；
求取含油饱和度评价参数值是通过岩心测试或者用钻井过程中的标准气测全烃值代替；
岩心测试是现有技术。
所述的标准气测全烃值法的具体过程为
式中，Tg为随钻气测全烃值，％；
Q为实际入口流量，m3/min；
t为实际钻时，min/m；
Tg0为标准化测全烃值，％；
Q0为标准入口流量，m3/min；
t0为标准钻时，min/m。
油层纵向结构系数的求取是通过如下公式得到
式中：
LSE为油层纵向结构系数；
oh为单段油层厚度，m；
no油层个数，个；
sh为砂岩厚度，m；
fh为地层厚度，m。
气油比的求取是通过地层原油测试得到或用生产气油比代替。
所述的平均吼道半径是通过现有技术的岩石毛管压力曲线的测定得到平均吼道半径。
所述的脆性指数的求取是通过如下公式计算：
其中：
式中，BI为脆性指数，％；
ΔE为归一化后的静态杨氏模量，无量纲；
Δν为归一化后的静态泊松比，无量纲；
E为静态杨氏模量，MPa；
ν为静态泊松比，无量纲；
静态杨氏模量和静态泊松比通过实验测得或根据测井值计算得到。
其中静态杨氏模量和静态泊松比通过测井值计算的具体方法为以下两种方法：
(1)当测井值包括体积密度值、纵波时差值、横波时差值时，将测得的体积密度值、纵波时差值、横波时差值直接代入下列公式计算求得：
E＝(1.494Ed/10-4-4.076)×104 (7)
ν＝-0.894νd+0.478 (8)
式中，Ed为动态杨氏模量，MPa；
ρb为岩石体积密度，g/cm3；
Δts为岩石的横波时差，μs/m；
Δtp为岩石的纵波时差，μs/m；
νd为动态泊松比，无量纲；
E为静态杨氏模量，MPa；
ν为静态泊松比，无量纲；
(2)当测井值包括体积密度值、纵波时差值时，通过计算求取横波时差值，再将体积密度值、纵波时差值、横波时差值代入公式(5)、(6)、(7)、(8)得到静态杨氏模量和静态泊松比。
通过计算求取横波时差值的具体方法为：
(1)当待评价页岩油油藏处于不含气的砂岩或泥质砂岩地层时，将纵波时差值代入下列公式计算得到地层横波时差值
其中：Δts为岩石的横波时差，μs/m；
Δtp为岩石的纵波时差，μs/m；
ρb为岩石体积密度，g/cm3；
e为自然指数；
(2)当待评价页岩油油藏处于不含气的砂岩或泥质砂岩地层之外的地层时，将纵波时差值代入下列公式计算得到地层横波时差值和岩石体积密度值：
Δts＝2.642Δtp-215.3 (10)
ρb＝-0.0031Δtp+3.2693 (11)。
求取最小水平主应力值的是通过下列公式进行计算得到：
其中：
pv＝ρbgh×10-3
ΔT＝0.03h+273.5
式中，
σh为最小水平主应力，MPa；
ν为静态泊松比，无量纲；
pv为垂直应力，MPa；
h为油层中深，m；
E为静态杨氏模量，MPa；
ΔT为油层温度，K；
g为重力加速度；
步骤三：确定每单个甜度评价参数权重
根据步骤二获取的甜度评价参数的参数值，进行每单个甜度评价参数权重的计算；进行每单个甜度评价参数权重计算的方法是：
利用下列公式，计算初期产量与单个甜度评价参数间的关联系数ξ
其中
Δi(k)＝|ΔAi(k)-ΔA0(k)|
式中，ξi(k)为第k口井第i个参数的关联度，无量纲；
Δi(k)为归一化初期产量与归一化评价参数差值，无量纲；
ΔA0(k)为归一化初期产量，无量纲；
ΔAi(k)为归一化甜度评价参数，无量纲；
A0(k)为第k口井的初期产量，t/d；
Ai(k)为第k口井第i个甜度评价参数，
其中对应的各参数的单位为：
含油饱和度，％；
油层纵向结构系数，无量纲；
平均吼道半径，um；
气油比，t/m3；
脆性指数，％；
最小水平主应力，MPa；
ρ为分辨系数，取值为(0，1)；
计算出每口井对应的各评价参数的关联系数，然后利用平均值法计算各参数与产量的关联度
式中，γi为第i个参数的关联度，无量纲；
n为评价参数的个数，n＝6；
m为评价井的个数；
ξi(k)为第k口井第i个参数的关联度，无量纲；
得到关联度后，经归一化处理得到权重系数
上式中：
ai为各评价参数的权重系数，小数；
γi为第i个参数的关联度，无量纲；
n为评价参数的个数；
步骤四：计算甜度评价指数
将各归一化评价参数与步骤三计算得到的对应权重系数相乘后的加和值作为甜度评价指数为，即
式中，SSEV为甜度评价指数，无量纲；
ΔAi为第i个归一化甜度评价参数，无量纲；
ai为各评价参数的权重系数，小数；
n为评价参数个数，n＝6；
归一化甜度评价参数ΔAi计算方法与脆性指数中归一化方法一致。
步骤五：将页岩油分类
根据步骤四计算得到的甜度评价指数，建立评价区页岩油甜度评价指数与单井产量的相关关系式，根据评价区页岩油甜度评价指数与单井产量的关系曲线，将页岩油分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三类。
将页岩油分类的具体过程为：
首先，根据计算的各口井的甜度评价指数，建立页岩油甜度评价指数与单井产量的相关关系式：
SP＝0.03×e6.0586×SSEV
式中，SP为单井产量，单位t/d，
SSEV为甜度评价指数，取值在0-1之间，无量纲。
在直角坐标系中建立评价区甜度评价指数与产量指数关系曲线，过评价区甜度评价指数与产量指数关系曲线的两个端点A、B分别做指数曲线的切线L1、L2，两条切线交于C点，过C点做端点A、B连线的垂线，该垂线交指数曲线于点D，过点D做平行于线段AB的指数曲线的切线L3，分别过L1和L3、L2和L3的交点做横坐标的垂线，页岩油甜点区分成3类，交点为分类的界限值，则甜度评价指数SSEV≧0.6为Ⅰ类，甜度评价指数0.4≦SSEV﹤0.6为Ⅱ类，甜度评价指数SSEV﹤0.4为Ⅲ类。
步骤六：页岩油有利目标区的选择
根据步骤五的分类结果，按照Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的顺序进行页岩油有利目标区的选择、开发和储层压裂改造，提高了页岩油开发效果。
实施例三：
某盆地延长组致密油主要分布于马岭、合水、姬塬、靖安等区域，储层孔喉结构较差，排驱压力较高，喉道中值半径较小，孔喉分选较好。储层中石英、碳酸盐岩等脆性矿物含量较高，显示致密油岩石脆性指数高。
1、选取能够表征页岩油藏特征的评价参数
选取含油饱和度、油层纵向结构系数、平均吼道半径、气油比、脆性指数、最小水平主应力作为评价参数，建立综合评价参数体系。含油饱和度(so)含量是页岩油含油性评价最重要的指标，也是页岩油效益开发的基础，在实际的矿场应用中如果岩心测试的含油饱和度数据欠缺的话，也可以采用测井解释含油饱和度或者气测全烃值来代替显示含油性的差异。平均吼道半径(ra)不但能够反映致密油藏微观孔隙结构特征，也是渗流能力的重要控制因素。油层纵向结构系数(LSE)是页岩油纵向油层分布特征的综合反映，主要反映油层纵向上厚度、组合特征的差异，对于评价水平井开发效果及采用合理的开发井型油重要意义。气油比(Go)指在原始地层条件下，单位体积或重量原油所溶解的天然气量，是页岩油准自然能量开发中最重要的能量来源。脆性指数(BI)反映了储层岩石破裂形成复杂缝网的难易程度。最小水平主应力(σh)是储层岩石收到地层在受到外力作用下沿着平面方向变形破裂的最小压力，反应岩石压裂难易程度。该评价参数体系将含油性、渗流特征、初始能量、岩石力学特征等关键参数相结合，能够有效的反映页岩油甜度发育的差异性。
2、单个评价参数的确定
(1)含油饱和度
含油饱和度是指在油层中，原油所占孔隙的体积与岩石总孔隙体积之比，通过岩心测试或者用钻井过程中的标准气测全烃值代替。采用岩心测试法测试含油饱和度，测试方法参照现有技术中岩心分析方法行业标准获得，具体结果见表1。
(2)平均吼道半径
通过现有技术的岩石毛管压力曲线的测定得到平均吼道半径，测试方法参照国家标准能够得到，具体结果见表1。
(3)油层纵向结构系数
油层纵向结构系数代表油层纵向非均质性，与单套含油砂体厚度、总油层厚度、油层个数、最大油层段厚度、砂地比有关，其中单套含油砂体厚度是指单一超短期旋回(单层)形成的、内部连通的、周缘具有较连续渗流屏障或部分砂-砂接触界面的含油砂体的厚度。不同的单套含油砂体之间有厚度分布稳定、连续性较好的泥质隔层，一般2m及以上厚度，是划分单套含油砂体的重要依据。总油层厚度指单套含油砂体厚度的加和，油层段个数指单套含油砂体的数目，具体定义为：
式中，LSE为油层纵向结构系数；
oh为单段油层厚度，m；
no油层个数，个；
sh为砂岩厚度，m；
fh为地层厚度，m。
根据公式(1)，各参数及对应的结果见表2。
(4)气油比
原始气油比测试方法参照地层原油物性行业标准，具体结果见表2。
(5)脆性指数
岩石脆性理论是泊松比和杨氏模量的综合体现，通过求取两者的平均值即可获得基于岩石力学特征的脆性指数。基于岩石力学参数的脆性指数计算是将岩石力学参数中杨氏模量与泊松比的大小分别取50％的权值进行计算。其中，泊松比反映了岩石在外力作用下的破裂能力，而杨氏模量反映了岩石破裂后的支撑能力，不同的杨氏模量和泊松比的组合表示岩石具有不同的脆性，一般杨氏模量越高、泊松比越低，岩石的脆性越强，在压裂过程中越容易形成复杂的裂缝。
脆性指数的计算根据下列公式计算：
其中：
式中，BI为脆性指数，％；
ΔE为归一化后的静态杨氏模量，无量纲；
Δν为归一化后的静态泊松比，无量纲；
E为静态杨氏模量，MPa；
ν为静态泊松比，无量纲。
静态杨氏模量和静态泊松比根据测井资料计算。
当测井资料齐全，有密度测井、阵列声波或偶极声波所测的纵波时差、横波时差等资料时，即可通过泊-杨法计算岩石力学参数的动态杨氏模量和动态泊松比：
式中，Ed为动态杨氏模量，MPa；
ρb为岩石体积密度，g/cm3；
Δts为岩石的横波时差，μs/m；
Δtp为岩石的纵波时差，μs/m；
νd为动态泊松比，无量纲。
针对某盆地页岩油，通过对已经测试过岩石体积密度和纵横波的探井、评价井进行统计回归，发现横波时差与纵波时差之间、岩石体积密度与纵波时差之间的关系式有很好的线性关系：
横波时差与纵波时差之间的关系式：
Δts＝2.642Δtp-215.3
岩石体积密度与纵波时差之间的关系式：
ρb＝-0.0031Δtp+3.2693
计算岩石脆性指数需用到杨氏模量和泊松比，但利用测井资料计算的杨氏模量和泊松比是动态的，需换算成静态的杨氏模量和泊松比。根据经验公式进行换算：
E＝(1.494Ed/10-4-4.076)×104
ν＝-0.894νd+0.478
式中，E为静态杨氏模量，MPa；
ν为静态泊松比，无量纲。
具体计算结果见表3。
(6)最小水平主应力
储存于地壳中的内应力称为地应力。它是由于地壳内部的垂直运动和水平运动及其它因素而引起介质内部单位面积上的作用力。常用三向地应力模型来描述地应力，其中一个主应力基本上是垂直的，叫垂向应力，用符号σv。表示；另外两个主应力基本上是水平的，分别叫做最大水平主应力与最小水平主应力，用符号σH与σh表示。地层中每一个质点的地应力数值由垂向应力、最大水平主应力以及最小水平主应力的大小和方向来表征。其中最小水平主应力(σh)是储层岩石受到地层在受到外力作用下沿着平面方向变形破裂的最小压力，反应岩石压裂难易程度。用下列公式进行计算：
其中：
pv＝ρbgh×10-3
ΔT＝0.03h+273.5
式中，σh为最小水平主应力，MPa；
ν为静态泊松比，无量纲；
pv为垂直应力，MPa；
h为油层中深，m；
E为静态杨氏模量，MPa；
ΔT为油层温度，K。
静态泊松比和静态杨氏模量的计算参照步骤(5)脆性指数计算方法，具体计算结果见表4。
3、单个评价参数权重的确定
灰色关联分析方法是分析系统中各因素关联程度的方法，它可在不完全的信息中，对所要分析研究的各因素进行数据处理，在随机的因素序列间找出它们的关联性，求取单个评价参数权重。本实施例中分析初期产量与甜度评价参数间的关联性，即分析初期产量与含油饱和度、油层纵向结构系数、平均吼道半径、气油比、脆性指数、最小水平主应力6个参数间的关联性。根据公式计算初期产量与甜度评价参数间的关联系数ξ：
其中
Δi(k)＝|ΔAi(k)-ΔA0(k)|
式中，ξi(k)为第k口井第i个参数的关联度，无量纲；
Δi(k)为归一化初期产量与归一化评价参数差值，无量纲；
ΔA0(k)为归一化初期产量，无量纲；
ΔAi(k)为归一化甜度评价参数，无量纲；
A0(k)为第k口井的初期产量，t/d；
Ai(k)为第k口井第i个甜度评价参数，单位为对应的各参数的单位(含油饱和度(％)，油层纵向结构系数(无量纲)、平均吼道半径(um)、气油比(t/m3)、脆性指数(％)、最小水平主应力(MPa))；
ρ为分辨系数取值为(0，1)，本实施例取0.5。
计算出每口井对应的各评价参数的关联系数，然后利用平均值法计算各参数与产量的关联度。
式中，γi为第i个参数的关联度，无量纲；
n为评价参数的个数，n＝6；
m为评价井的个数；
ξi(k)为第k口井第i个参数的关联度，无量纲。
得到关联度后，经归一化处理得到权重系数。
式中，ai为各评价参数的权重系数，小数；
γi为第i个参数的关联度，无量纲；
n为评价参数的个数，n＝6。
具体计算结果见表5。
4、构建甜度评价指数
为了去掉评价参数单位对甜度评价指数的影响，定义拟甜度评价指数为各归一化评价参数与对应权重系数相乘后的加和值。
式中，SSEV为甜度评价指数，无量纲；
ΔAi为第i个归一化甜度评价参数，无量纲；
ai为各评价参数的权重系数，小数。
5、页岩油分类标准
根据计算的各口井的甜度评价指数，建立页岩油甜度评价指数与单井产量的相关关系式：
SP＝0.03×e6.0586×SSEV
式中，SP为单井产量，单位t/d，
SSEV为甜度评价指数，取值在0-1之间，无量纲。
根据计算的不同样品井的甜度评价指数，将页岩油分为三类：在建立评价区甜度评价指数与产量指数关系曲线的基础上，过曲线的两个端点A、B分别做指数曲线的切线L1、L2，两条切线交于C点，过C点做端点A、B连线的垂线，该垂线交指数曲线于点D，过点D做平行于线段AB的指数曲线的切线L3，分别过L1和L3、L2和L3的交点做横坐标的垂线，这样就把页岩油甜点区分成3类，交点为分类的界限值，甜度评价指数SSEV≧0.6为Ⅰ类，甜度评价指数0.4≦SSEV﹤0.6为Ⅱ类，甜度评价指数SSEV﹤0.4为Ⅲ类。
表1评价参数取值
表2纵向结构系数计算表
表3脆性指数计算表
表4最小水平主应力计算表
表5归一化评价参数
表6归一化单井产量与归一化评价参数差值的绝对值
表7评价参数与产量的权重系数
某盆地长7页岩油Z183区块一类油藏中GP39-53井水平段长度1500m、井距800m、油层钻遇率89.6％，采用可溶桥塞体积压裂改造方式，压裂24段74簇、加砂量2491m3、排量10.3m3/min、入地液量24851m3，于2018年6月20日投产，初期日产液18.6m3/d、日产油14.2t/d、含水10.3％，目前日产液17.4m3/d、日产油11.1t/d、含水24.8％，累产油4265t；二类油藏中GP40-26井水平段长度1500m、井距500m、油层钻遇率89.0％，采用可溶桥塞体积压裂改造方式，压裂20段56簇、加砂量2471m3、排量9.5m3/min、入地液量25203m3，于2018年6月8日投产，初期日产液22.4m3/d、日产油14.0t/d、含水27.0％，目前日产液16.3m3/d、日产油7.9t/d、含水43.1％，累产油4109t。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
在不冲突的情况下，本领域的技术人员可以根据实际情况将上述各示例中相关的技术特征相互组合，以达到相应的技术效果，具体对于各种组合情况在此不一一赘述。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖性特点相一致的最宽的范围。依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (9)
1.一种页岩油分类评价方法，其特征在于，包括如下步骤
步骤一：选取表征页岩油藏特征的甜度评价参数
选取待评价页岩油油藏的含油饱和度、油层纵向结构系数、平均吼道半径、气油比、脆性指数、最小水平主应力作为评价参数；
步骤二：求取甜度评价参数的参数值
对步骤一选取的六个评价参数分别求取参数值；
步骤三：确定每单个甜度评价参数权重
根据步骤二获取的甜度评价参数的参数值，进行每单个甜度评价参数权重的计算；
步骤四：计算甜度评价指数
将各归一化评价参数与步骤三计算得到的对应权重系数相乘后的加和值作为甜度评价指数，即
式中，SSEV为甜度评价指数，无量纲；
ΔAi为第i个归一化甜度评价参数，无量纲；
ai为各评价参数的权重系数，小数；
n为评价参数个数，n＝6；
步骤五：将页岩油分类
根据步骤四计算得到的甜度评价指数，建立评价区页岩油甜度评价指数与单井产量的相关关系式，根据评价区页岩油甜度评价指数与单井产量的关系曲线，将页岩油分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三类；
步骤六：页岩油有利目标区的选择
根据步骤五的分类结果，按照Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的顺序进行页岩油有利目标区的选择、开发和储层压裂改造；
所述的步骤五将页岩油分类的具体过程为：
首先，根据计算的各口井的甜度评价指数，建立页岩油甜度评价指数与单井产量的相关关系式：
SP＝0.03×e6.0586×SSEV
式中，SP为单井产量，单位t/d，
SSEV为甜度评价指数，取值在0-1之间，无量纲；
在直角坐标系中建立评价区甜度评价指数与产量指数关系曲线，过评价区甜度评价指数与产量指数关系曲线的两个端点A、B分别做指数曲线的切线L1、L2，两条切线交于C点，过C点做端点A、B连线的垂线，该垂线交指数曲线于点D，过点D做平行于线段AB的指数曲线的切线L3，分别过L1和L3、L2和L3的交点做横坐标的垂线，页岩油甜点区分成3类，交点为分类的界限值，则甜度评价指数SSEV≧0.6为Ⅰ类，甜度评价指数0.4≦SSEV﹤0.6为Ⅱ类，甜度评价指数SSEV﹤0.4为Ⅲ类。
2.如权利要求1所述的一种页岩油分类评价方法，其特征在于：所述的步骤二求取含油饱和度评价参数值是通过岩心测试或者用钻井过程中的标准气测全烃值代替；所述的标准气测全烃值法的具体过程为
式中，Tg为随钻气测全烃值，％；
Q为实际入口流量，m3/min；
t为实际钻时，min/m；
Tg0为标准化测全烃值，％；
Q0为标准入口流量，m3/min；
t0为标准钻时，min/m。
3.如权利要求1所述的一种页岩油分类评价方法，其特征在于：所述的步骤二油层纵向结构系数的求取是通过如下公式得到
式中：
LSE为油层纵向结构系数；
oh为单段油层厚度，m；
no油层个数，个；
sh为砂岩厚度，m；
fh为地层厚度，m。
4.如权利要求1所述的一种页岩油分类评价方法，其特征在于：所述的步骤二中气油比的求取是通过地层原油测试得到或用生产气油比代替。
5.如权利要求1所述的一种页岩油分类评价方法，其特征在于：所述的步骤二中脆性指数的求取是通过如下公式计算：
其中：
式中，BI为脆性指数，％；
ΔE为归一化后的静态杨氏模量，无量纲；
Δν为归一化后的静态泊松比，无量纲；
E为静态杨氏模量，MPa；
ν为静态泊松比，无量纲；
静态杨氏模量和静态泊松比通过实验测得或根据测井值计算得到。
6.如权利要求5所述的一种页岩油分类评价方法，其特征在于，所述的静态杨氏模量和静态泊松比通过测井值计算的具体方法为以下两种方法：
(1)当测井值包括体积密度值、纵波时差值、横波时差值时，将测得的体积密度值、纵波时差值、横波时差值直接代入下列公式计算求得：
E＝(1.494Ed/10-4-4.076)×104 (7)
ν＝-0.894νd+0.478 (8)
式中，Ed为动态杨氏模量，MPa；
ρb为岩石体积密度，g/cm3；
Δts为岩石的横波时差，μs/m；
Δtp为岩石的纵波时差，μs/m；
νd为动态泊松比，无量纲；
E为静态杨氏模量，MPa；
ν为静态泊松比，无量纲；
(2)当测井值包括体积密度值、纵波时差值时，通过计算求取横波时差值，再将体积密度值、纵波时差值、横波时差值代入公式(5)、(6)、(7)、(8)得到静态杨氏模量和静态泊松比。
7.如权利要求6所述的一种页岩油分类评价方法，其特征在于，所述的通过计算求取横波时差值的具体方法为：
(1)当待评价页岩油油藏处于不含气的砂岩或泥质砂岩地层时，将纵波时差值代入下列公式计算得到地层横波时差值
其中：Δts为岩石的横波时差，μs/m；
Δtp为岩石的纵波时差，μs/m；
ρb为岩石体积密度，g/cm3；
e为自然指数；
(2)当待评价页岩油油藏处于不含气的砂岩或泥质砂岩地层之外的地层时，将纵波时差值代入下列公式计算得到地层横波时差值和岩石体积密度值：
Δts＝2.642Δtp-215.3 (10)
ρb＝-0.0031Δtp+3.2693 (11)。
8.如权利要求1所述的一种页岩油分类评价方法，其特征在于，所述的步骤二中求取最小水平主应力值的是通过下列公式进行计算得到：
其中：
pv＝ρbgh×10-3
ΔT＝0.03h+273.5
式中，
σh为最小水平主应力，MPa；
ν为静态泊松比，无量纲；
pv为垂直应力，MPa；
h为油层中深，m；
E为静态杨氏模量，MPa；
ΔT为油层温度，K；
g为重力加速度。
9.如权利要求1所述的一种页岩油分类评价方法，其特征在于,所述的步骤三进行每单个甜度评价参数权重计算的方法是：
利用下列公式，计算初期产量与单个甜度评价参数间的关联系数ξ
其中
Δi(k)＝|ΔAi(k)-ΔA0(k)|
式中，ξi(k)为第k口井第i个参数的关联度，无量纲；
Δi(k)为归一化初期产量与归一化评价参数差值，无量纲；
ΔA0(k)为归一化初期产量，无量纲；
ΔAi(k)为归一化甜度评价参数，无量纲；
A0(k)为第k口井的初期产量，t/d；
Ai(k)为第k口井第i个甜度评价参数，
其中对应的各参数的单位为：
含油饱和度，％；
油层纵向结构系数，无量纲；
平均吼道半径，um；
气油比，t/m3；
脆性指数，％；
最小水平主应力，MPa；
ρ为分辨系数，取值为(0，1)；
计算出每口井对应的各评价参数的关联系数，然后利用平均值法计算各参数与产量的关联度
式中，γi为第i个参数的关联度，无量纲；
n为评价参数的个数，n＝6；
m为评价井的个数；
ξi(k)为第k口井第i个参数的关联度，无量纲；
得到关联度后，经归一化处理得到权重系数
上式中：
ai为各评价参数的权重系数，小数；
γi为第i个参数的关联度，无量纲；
n为评价参数的个数。
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