[发明专利]一种泥页岩脆性指数预测方法

说明书

技术领域

本发明属于石油天然气勘探领域，具体涉及一种泥页岩脆性指数预测方法。

背景技术

页岩本身具有低孔隙度、低渗透率的特点，一般而言需对页岩储层进行大规模压裂改造，在压裂过程中不断产生各种形式的裂缝，形成裂缝网络才能获得较高的商业产能。页岩中裂缝网络的形成除了与地应力大小及其分布有关外，岩石的脆性也是影响压裂效果的重要影响因素。因此，近些年国内外开展了一些关于页岩脆性方面的研究，比如Rickman等(2008年)在《APracticalUseofShalePetrophysicsforStimulationDesignOptimization：AllShalePlaysAreNotClonesoftheBarnettShale》一文中通过分析Barnett页岩实验室测试数据提出高脆性的泥页岩拥有高杨氏模量和低泊松比的特点，并基于实验室测量的静态杨氏模量和泊松比数据提出脆性指数(归一化后的杨氏模量和泊松比之和除以2)的概念。但结合北美页岩气勘探经验来看，大多数是定性地描述泥页岩脆性，且描述方式较多，包括单独使用杨氏模量、泊松比、拉梅系数×密度(λρ)、剪切模量×密度(μρ)等方法。同时，Rickman脆性公式中使用的是静态岩石弹性参数，而反演结果属于动态参数数据体，利用反演结果计算脆性指数数据体前需要做动、静态弹性参数的转换，而这种转换往往会带来一定的误差，并且还存在缺乏实验室力学测试数据的情况。国内方面，申请号为201310036314.2的专利公开了一种非常规泥页岩油气藏有效压裂层段的检测方法及装置，实现了利用矿物含量及矿物泊松比计算脆性指数的方法，但矿物的泊松比计算存在较大难度，并且只利用了泊松比这一种弹性参数，计算结果可能存在较大误差。目前来看，结合现有实验室力学测试分析、地震及测井上的认识，认为泥页岩脆性预测方面主要存在如下几个问题：

(1)岩矿脆性指数的定义多种多样，没有统一的标准，在实际勘探生产中大多数情况下仅进行定性地描述；

(2)基于实验室力学测试数据得到的是岩石静态弹性参数，而通过测井资料计算的是动态弹性参数，其中在动、静态弹性参数转换过程中会存在一定误差；

(3)实验室力学测试数据多数只能给出井点位置处取样点岩石的脆性指数，难以反映平面上岩石脆性指数的变化。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种泥页岩脆性指数预测方法，能够预测泥页岩脆性指数纵横向变化情况，指导页岩气水平井井轨迹设计和压裂方案设计。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种泥页岩脆性指数预测方法，包括：

(1)地质、测井、地震数据准备；

(2)利用泥页岩岩石矿物组分分析资料中的石英、粘土、碳酸盐岩的含量计算脆性矿物含量与总矿物含量之比，即岩矿脆性指数；

(3)利用偶极子声波测井资料中的纵波速度、横波速度、密度曲线计算岩石力学特征参数；

(4)在井点位置处建立岩矿脆性指数曲线与岩石力学特征参数曲线之间的多元回归模型；

(5)开展叠前反演获得纵波速度、横波速度和密度数据体，然后计算岩石力学特征参数数据体；

(6)利用步骤(4)得到的多元回归模型和步骤(5)得到的岩石力学特征参数数据体，计算得到脆性指数数据体。

所述步骤(1)中的地质、测井、地震数据具体如下：

地质数据包括录井、试气以及泥页岩岩心矿物组分分析数据；

测井数据包括偶极子声波测井或全波列声波测井资料，至少包括纵波时差、横波时差、密度测井曲线以及泥页岩矿物组分含量测井解释曲线；

地震数据包括经叠后或叠前偏移处理的成果数据以及经过随机噪音衰减、同相轴拉平、AVO特征补偿等面向叠前地震反演的处理手段处理后的叠前地震道集数据。

所述步骤(2)中的岩矿脆性指数BI_min的计算公式为：