本發(fā)明涉及油氣田開發(fā)工程，尤其涉及一種新的頁巖油氣儲層脆性確定方法。

背景技術(shù)：

1、頁巖油氣作為一種非常重要的油氣接替資源，其資源量巨大，但頁巖油氣必須進行壓裂改造才能獲得工業(yè)產(chǎn)能。因此頁巖油氣儲層的脆性是評價頁巖儲層優(yōu)劣的重要指標(biāo)參數(shù)，同時也是頁巖油氣儲層壓裂施工方案設(shè)計和優(yōu)化的重要依據(jù)之一，因此頁巖脆性的準(zhǔn)確預(yù)測或確定，對頁巖油氣勘探開發(fā)具有重要意義。

2、目前常用于頁巖脆性評價的方法主要是美國油藏物理學(xué)家gateway2008年提出的脆性指數(shù)公式，該公式應(yīng)用楊氏模量和泊松比表征巖石的脆性，在北美頁巖油氣開發(fā)中發(fā)揮了重要作用。國內(nèi)頁巖油氣開發(fā)目前均直接借鑒該技術(shù)，在海相頁巖氣的開發(fā)中取得了一定效果。但對于分布更廣泛的陸相及海陸過渡相頁巖油氣儲層，該技術(shù)應(yīng)用效果并不理想。因此很有必要發(fā)明一種能準(zhǔn)確確定頁巖油氣儲層脆性的新技術(shù)，為頁巖油氣開發(fā)提供支撐。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決上述問題，本發(fā)明提出一種新的頁巖油氣儲層脆性確定方法，可克服目前脆性指數(shù)法對中國特殊地質(zhì)條件下頁巖油氣儲層脆性技術(shù)適應(yīng)性差、精度低的缺陷，同時克服該方法不適用于陸相頁巖油氣儲層脆性技術(shù)的缺點，為準(zhǔn)確確定不同類型頁巖油氣儲層脆性提供了一種新的方法。

2、本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

3、一種新的頁巖油氣儲層脆性確定方法，包括以下步驟：

4、s1.頁巖油氣儲層脆性分類分析：以脆性指數(shù)為參考，確定不同類型頁巖油氣儲層脆性指數(shù)特征；

5、s2.儲層脆性函數(shù)構(gòu)建：根據(jù)不同類型頁巖儲層巖石力學(xué)響應(yīng)特征構(gòu)建儲層脆性函數(shù)；

6、s3.巖石力學(xué)分析和脆性函數(shù)參數(shù)確定：根據(jù)具體油氣儲層巖石力學(xué)參數(shù)實驗確定不同類型頁巖油氣儲層脆性函數(shù)中的相關(guān)參數(shù)；

7、s4.頁巖油氣儲層脆性數(shù)據(jù)體計算：應(yīng)用脆性函數(shù)及頁巖儲層巖石力學(xué)參數(shù)數(shù)據(jù)體求取儲層脆性。

8、進一步地，步驟s1中，以脆性指數(shù)為參考，對不同類型頁巖油氣儲層脆性進行分析，分別分析海相頁巖儲層和非海相頁巖儲層脆性指數(shù)特征，確定海相頁巖儲層與非海相頁巖儲層與圍巖之間的巖石力學(xué)性質(zhì)差異。

9、進一步地，步驟s1包括以下子步驟：

10、根據(jù)已鉆井測井曲線應(yīng)用脆性指數(shù)計算公式計算儲層脆性指數(shù)：

11、

12、

13、

14、式中：bi為頁巖氣儲層脆性指數(shù)，單位為％；e為靜態(tài)楊氏模量，emin為靜態(tài)楊氏模量最小值，emax為靜態(tài)楊氏模量最大值，單位均為mpa；σ為靜態(tài)泊松比，σmin為靜態(tài)泊松比最小值，σmax為靜態(tài)泊松比最大值，單位均為mpa；

15、根據(jù)目標(biāo)油氣井的壓裂效果確定儲層類別，將頁巖油氣儲層分為脆性指數(shù)增大型、脆性指數(shù)減少型、脆性指數(shù)中間性，其中脆性指數(shù)越大、壓裂效果越好、脆性越好的儲層為脆性指數(shù)增大型儲層；脆性指數(shù)越小、壓裂效果越好、脆性越好的儲層為脆性指數(shù)減小型儲層；脆性指數(shù)適中、壓裂效果越好、脆性越好的儲層為脆性指數(shù)中間型儲層。

16、進一步地，步驟s2中，在海相頁巖儲層中，脆性礦物越多脆性越好，以脆性參數(shù)為變量，則在儲層脆性函數(shù)中脆性參數(shù)為增大型變量；在非海相頁巖儲層中，脆性礦物適中情況下儲層脆性最好，故在儲層脆性函數(shù)中脆性參數(shù)為中間型變量。

17、進一步地，步驟s2包括以下子步驟：

18、根據(jù)步驟s1中頁巖油氣儲層脆性分類結(jié)果，針對不同類型儲層構(gòu)建以脆性指數(shù)為直接變量的脆性函數(shù)；

19、針對增大型頁巖油氣儲層，脆性函數(shù)表達式為：

20、

21、針對中間型頁巖油氣儲層，脆性函數(shù)表達式為：

22、

23、針對減小型頁巖油氣儲層，脆性函數(shù)表達式為：

24、

25、上式中f1為曲線陡度，f2為f(bi)＝50對應(yīng)的值，c為變量的平均值，σ為方差。

26、進一步地，步驟s3中，先對已知井上的巖心進行巖石力學(xué)參數(shù)測試，再通過曲線擬合或回歸技術(shù)確定脆性函數(shù)中的參數(shù)。

27、進一步地，步驟s3包括以下子步驟：

28、開展巖石力學(xué)分析和測量，通過測量已鉆井巖心測量繪制脆性與脆性指數(shù)關(guān)系曲線；

29、根據(jù)響應(yīng)曲線得到式(4)、(5)、(6)中的相關(guān)函數(shù)參數(shù)，從而確定區(qū)域脆性函數(shù)，并用于計算本區(qū)域內(nèi)任意一點處的儲層脆性。

30、進一步地，步驟s4中，先開展疊前反演獲取可壓函數(shù)中的各向巖石力學(xué)參數(shù)數(shù)據(jù)體，再應(yīng)用脆性函數(shù)對儲層脆性進行計算，得到頁巖儲層脆性數(shù)據(jù)體。

31、進一步地，通過疊前反演獲取的可壓函數(shù)中的各向巖石力學(xué)參數(shù)數(shù)據(jù)體包括楊氏模量和泊松比數(shù)據(jù)體。

32、進一步地，步驟s4中，根據(jù)疊前反演來求取的楊氏模量和泊松比數(shù)據(jù)體，結(jié)合式(1)、(2)、(3)得到脆性指數(shù)bi數(shù)據(jù)體，再根據(jù)頁巖油氣儲層類別，在式(4)、(5)、(6)中選取相應(yīng)的儲層脆性函數(shù)計算儲層脆性數(shù)據(jù)體。

33、本發(fā)明的有益效果在于：

34、本發(fā)明的頁巖油氣儲層脆性確定方法考慮了不同類型頁巖儲層脆性巖石力學(xué)特征的差異，構(gòu)建了不同類型頁巖油氣儲層脆性表達函數(shù)，建立了新的巖石脆性求取方式和流程，克服了傳統(tǒng)技術(shù)只適應(yīng)于海相頁巖油氣儲層、對非海相頁巖油氣儲層脆性求取精度低的缺點，極大提高了頁巖油氣儲層脆性的預(yù)測精度，在頁巖油氣儲層toc脆性預(yù)測和頁巖油氣儲層脆性評價和施工方案設(shè)計中取得了較好效果。

技術(shù)特征：

1.一種新的頁巖油氣儲層脆性確定方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新的頁巖油氣儲層脆性確定方法，其特征在于，步驟s1中，以脆性指數(shù)為參考，對不同類型頁巖油氣儲層脆性進行分析，分別分析海相頁巖儲層和非海相頁巖儲層脆性指數(shù)特征，確定海相頁巖儲層與非海相頁巖儲層與圍巖之間的巖石力學(xué)性質(zhì)差異。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新的頁巖油氣儲層脆性確定方法，其特征在于，步驟s1包括以下子步驟：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的新的頁巖油氣儲層脆性確定方法，其特征在于，步驟s2中，在海相頁巖儲層中，脆性礦物越多脆性越好，以脆性參數(shù)為變量，則在儲層脆性函數(shù)中脆性參數(shù)為增大型變量；在非海相頁巖儲層中，脆性礦物適中情況下儲層脆性最好，故在儲層脆性函數(shù)中脆性參數(shù)為中間型變量。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的新的頁巖油氣儲層脆性確定方法，其特征在于，步驟s2包括以下子步驟：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的新的頁巖油氣儲層脆性確定方法，其特征在于，步驟s3中，先對已知井上的巖心進行巖石力學(xué)參數(shù)測試，再通過曲線擬合或回歸技術(shù)確定脆性函數(shù)中的參數(shù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的新的頁巖油氣儲層脆性確定方法，其特征在于，步驟s3包括以下子步驟：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的新的頁巖油氣儲層脆性確定方法，其特征在于，步驟s4中，先開展疊前反演獲取可壓函數(shù)中的各向巖石力學(xué)參數(shù)數(shù)據(jù)體，再應(yīng)用脆性函數(shù)對儲層脆性進行計算，得到頁巖儲層脆性數(shù)據(jù)體。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的新的頁巖油氣儲層脆性確定方法，其特征在于，通過疊前反演獲取的可壓函數(shù)中的各向巖石力學(xué)參數(shù)數(shù)據(jù)體包括楊氏模量和泊松比數(shù)據(jù)體。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的新的頁巖油氣儲層脆性確定方法，其特征在于，步驟s4中，根據(jù)疊前反演來求取的楊氏模量和泊松比數(shù)據(jù)體，結(jié)合式(1)、(2)、(3)得到脆性指數(shù)bi數(shù)據(jù)體，再根據(jù)頁巖油氣儲層類別，在式(4)、(5)、(6)中選取相應(yīng)的儲層脆性函數(shù)計算儲層脆性數(shù)據(jù)體。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種新的頁巖油氣儲層脆性確定方法，包括以下步驟：頁巖油氣儲層脆性分類分析：以脆性指數(shù)為參考，確定不同類型頁巖油氣儲層脆性指數(shù)特征；儲層脆性函數(shù)構(gòu)建：根據(jù)不同類型頁巖儲層巖石力學(xué)響應(yīng)特征構(gòu)建儲層脆性函數(shù)；巖石力學(xué)分析和脆性函數(shù)參數(shù)確定：根據(jù)具體油氣儲層巖石力學(xué)參數(shù)實驗確定不同類型頁巖油氣儲層脆性函數(shù)中的相關(guān)參數(shù)；頁巖油氣儲層脆性數(shù)據(jù)體計算：應(yīng)用脆性函數(shù)及頁巖儲層巖石力學(xué)參數(shù)數(shù)據(jù)體求取儲層脆性?？煽朔壳按嘈灾笖?shù)法對中國特殊地質(zhì)條件下頁巖油氣儲層脆性技術(shù)適應(yīng)性差、精度低的缺陷，同時克服該方法不適用于陸相頁巖油氣儲層脆性技術(shù)的缺點，為準(zhǔn)確確定不同類型頁巖油氣儲層脆性提供了一種新方法。

技術(shù)研發(fā)人員：吳建發(fā),石學(xué)文,張入化,張洞君,茍其勇,王暢,文山師,吳濤,凌瑋桐,羅浩然
受保護的技術(shù)使用者：中國石油天然氣股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23