本發(fā)明涉及石油天然氣勘探開發(fā)，尤其涉及頁巖可壓性評價，更具體地說涉及一種基于高溫高壓流變的深層頁巖甜點評價方法。

背景技術(shù)：

1、頁巖氣是蘊藏于頁巖層可供開采的天然氣資源，我國的頁巖氣可采儲量較大。其中埋深大于3500m的深層頁巖氣儲量豐富，但由于其高溫、超高壓、基質(zhì)致密、儲集空間與構(gòu)造復雜、非均質(zhì)性強的特點，導致其開采難度大，必須經(jīng)過大規(guī)模的壓裂改造才能實現(xiàn)有效開發(fā)。因此，獲取頁巖可壓性評價參數(shù)，定量評價頁巖氣水平井的可壓性等，對實現(xiàn)頁巖氣田高效經(jīng)濟開發(fā)具有重要意義。

2、目前頁巖可壓性的評價指標有多種，主要評價指標主要集中在脆性指數(shù)計算方面，但是只用脆性指數(shù)不能全面評價頁巖的可壓性。李慶輝（2012）提出頁巖的脆性特征與其種類、取心深度、取心方位和加載條件相關(guān)。實際評價其力學性質(zhì)時，建議針對具體地區(qū)進行研究，且應模擬地下力學環(huán)境進行試驗，這樣才能得到更加準確的結(jié)果。賴富強（2018）利用脆性系數(shù)(bie)、脆性礦物含量(bm)、有機碳含量(toc)、黏土礦物含量(cl)、斷裂韌度(kc)和水平應力差系數(shù)(kh)等參數(shù)，利用層次分析法定量分析各參數(shù)所占權(quán)重來評價頁巖氣儲層的可壓裂性。劉堯文（2022）基于裂縫破裂、延伸、充填的角度出發(fā)提出了一種可壓性評價的新方法：選取關(guān)鍵評價參數(shù)：脆性指數(shù)、地應力特征參數(shù)、施工參數(shù)進行應力反演，基于各個參數(shù)得出綜合可壓性指數(shù)建立力學參數(shù)解釋新模型。

3、深層頁巖儲層主要發(fā)育孔徑小于50?nm的微孔和介孔。而在深層頁巖的高溫高壓環(huán)境（壓力普遍高于70?mpa，平均地層溫度約為130?℃）。在高溫高壓下壓裂后難以形成復雜縫網(wǎng)，同時裂縫起裂和延伸困難，而且加注支撐劑的難度相對中淺層較大，導致不易獲得具有高導流能力的裂縫，頁巖儲層中氣體在微孔縫中的流動和產(chǎn)出是頁巖氣壓裂開發(fā)的關(guān)鍵。

4、查閱了相關(guān)文獻后，發(fā)現(xiàn)了目前的可壓性評價方法不夠完善，尤其針對深層頁巖可壓性的研究存在不足，現(xiàn)有的可壓性評價主要存在以下不足：

5、（1）現(xiàn)有的可壓性評價相對宏觀，頁巖宏觀特征與微觀特征未能相結(jié)合；

6、（2）未能反映孔裂隙結(jié)構(gòu)、有機質(zhì)及礦物結(jié)構(gòu)的變化情況；

7、（3）高溫高壓下頁巖流變的孔裂隙演化過程不明確；

8、（4）分析條件相對靜態(tài)，未對改造前后的頁巖孔縫結(jié)構(gòu)變化和吸附解吸變化進行分析。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷和不足，本發(fā)明提供了一種基于高溫高壓流變的深層頁巖甜點評價方法，本發(fā)明的發(fā)明目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中頁巖可壓性評價中存在的問題。本發(fā)明提供了一種關(guān)于深層甜點評價的新思路：在模擬深度地層高溫高壓條件下，對頁巖流變前后宏微觀尺度進行對比分析，對頁巖高溫高壓流變實驗前后孔徑分布、吸附解析特征、微觀結(jié)構(gòu)特征進行分析。近似動態(tài)地分析了變形過程中的孔隙結(jié)構(gòu)演化特征，以此來初步建立深層頁巖甜點評價模型。本發(fā)明開展深部頁巖特征的“甜點”，評價從頁巖氣的富氣的“源”、“儲”和在高溫高壓下壓裂改造增滲機理“流動”，也就是在頁巖氣甜點評價中關(guān)注了開發(fā)前的儲層綜合評價或者對頁巖壓裂后是否形成復雜裂縫進行了較多的關(guān)注。

2、為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的。

3、本發(fā)明提供了一種基于高溫高壓流變的深層頁巖甜點評價方法，該評價方法包括以下步驟：

4、s1、對待評價頁巖氣井進行取芯，制作待評價頁巖樣品；

5、s2、對制作的待評價頁巖樣品按照各類別實驗樣品的實驗要求進行分切；

6、s3、對分切樣品上部分巖心進行基礎(chǔ)實驗，對分切樣品下部分巖心進行高溫高壓流變實驗；

7、s4、對經(jīng)過高溫高壓流變實驗后的樣品進行剖切處理，選擇新鮮端面進行掃描電鏡觀察，分析高溫高壓流變實驗后樣品的微觀結(jié)構(gòu)特征，與此同時，對高溫高壓流變實驗后的樣品進行低溫co2和低溫n2吸附實驗，分析高溫高壓流變實驗后的孔徑分布特征；

8、s5、將高溫高壓流變實驗后的微觀結(jié)構(gòu)特征與基礎(chǔ)實驗得到的微觀結(jié)構(gòu)特征進行對比分析，并結(jié)合高溫高壓流變實驗前后的掃描電鏡、低溫co2吸附和低溫n2吸附實驗結(jié)果，分析頁巖在高溫高壓流變實驗后的變化特征；

9、s6、將高溫高壓流變實驗后的實驗結(jié)果與基礎(chǔ)實驗結(jié)果綜合整理，形成深層頁巖可采性評價指標；

10、s7、根據(jù)深層頁巖的富集條件評價指標和深層頁巖可采性評價指標，按照目的層、條件層和參數(shù)層的分析結(jié)構(gòu)，利用層次分析法進行深層頁巖甜點評價。

11、進一步優(yōu)選的，s7步驟中，目的層、條件層和參數(shù)層的分析結(jié)構(gòu)，具體是指，條件層為一級指標，參數(shù)層為二級指標；以深層頁巖甜點為目的層，以深層頁巖的富集條件和深層頁巖可采性作為條件層，以具體參數(shù)指標為參數(shù)層。

12、更進一步優(yōu)選的，所述s7步驟中，在一級指標深層頁巖的富集條件下包括二級指標toc含量、儲層的有效厚度、孔隙度和含氣量；在一級指標深層頁巖可采性下包括二級指標脆性礦物含量、儲層埋深、水平應力差和流變后孔裂隙變化。

13、進一步優(yōu)選的，s3步驟中，對分切樣品下部分巖心進行高溫高壓流變實驗，具體步驟如下：

14、將分切樣品下部分巖心端面在平整玻璃面上配合金剛砂磨制，確保端面光滑且相互平行，得到高溫高壓流變實驗樣品；

15、實驗樣品在裝樣前，放入烘干箱內(nèi)在120℃下干燥脫水24小時，統(tǒng)一放入干燥瓶保存；

16、將準備好的實驗樣品放入實驗設(shè)備的巖心室；

17、實驗樣品安裝好以后，先進行抽真空30min，然后按照一定的比例同步施加軸壓和圍壓，達到圍壓設(shè)定值時由位移控制切換為壓力控制，穩(wěn)定后開始加溫；

18、當溫度和圍壓達到預先的設(shè)定值后，進行摩擦校正，然后進行高溫高壓流變實驗，在加載時定位移速率加載方式，加載至破壞后，停止實驗。

19、進一步優(yōu)選的，s3步驟中，利用氣體介質(zhì)高溫高壓實驗設(shè)備對分切樣品下部分巖心進行高溫高壓流變實驗，高溫高壓條件根據(jù)實際地層的深度確定，分切樣品下部分巖心尺寸根據(jù)高溫高壓實驗設(shè)備巖心室的尺寸進行指定。

20、更進一步優(yōu)選的，分切樣品下部分巖心的尺寸為φ20mm×?40mm?柱狀巖心。

21、進一步優(yōu)選的，所述基礎(chǔ)實驗包括xrd實驗、toc實驗、ro實驗、巖石熱解實驗、sem電鏡實驗、低溫液氮吸附實驗和低溫二氧化碳吸附實驗中的任意一種或多種的組合。

22、更進一步優(yōu)選的，s6步驟具體為，將高溫高壓流變實驗后的實驗結(jié)果與頁巖xrd實驗結(jié)果、toc含量分析結(jié)果進行綜合整理，形成深層頁巖可采性評價指標。

23、更進一步優(yōu)選的，按照sy/t5163-2018沉積巖中黏土礦物和常見非黏土礦物x射線衍射分析方法，采用日本理學ttrⅲ多功能x射線衍射儀開展頁巖xrd實驗，分析所研究的頁巖非黏土礦物成分和黏土礦物成分。

24、更進一步優(yōu)選的，按照gb/t19145-2003沉積巖中總有機碳的測定方法，進行有機碳分析，使用leco?cs-230碳硫分析儀對所研究的頁巖進行熱解實驗，分析頁巖toc含量。

25、更進一步優(yōu)選的，參考sy/t?5162-1997巖石樣品掃描電子顯微鏡分析方法，采用zeiss?sigma500場發(fā)射掃描電子顯微鏡對頁巖微觀結(jié)構(gòu)進行觀察，分析頁巖孔隙、裂縫微觀結(jié)構(gòu)。

26、更進一步優(yōu)選的，根據(jù)gb/t?21650.3-2011壓汞法和氣體吸附法測定固體材料孔徑分布和孔隙度的第3部分氣體吸附法分析微孔的分析方法，采用asap?2460表面積和孔隙率分析儀及配套的microactive軟件對頁巖進行低溫co2和n2吸附實驗，分析頁巖孔隙分布級吸附特征。

27、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所帶來的有益的技術(shù)效果表現(xiàn)在：

28、對于頁巖微觀結(jié)構(gòu)的評價集中于系統(tǒng)化，降低了非均質(zhì)性對實驗結(jié)果的影響，對同一塊頁巖開展微觀結(jié)構(gòu)的綜合實驗，研究內(nèi)容更系統(tǒng)，針對性更強；開展流變實驗評價頁巖微觀結(jié)構(gòu)特征，一方面還原地下頁巖的原位條件，另一方面，可以通過高溫高壓變形分析，在壓裂后或者地質(zhì)構(gòu)造運動后的孔隙結(jié)構(gòu)演化特征，從靜態(tài)的微觀結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)向動態(tài)評價，進而對頁巖源、儲和流動進行綜合評價，有利于指導頁巖氣的工業(yè)開發(fā)。