[发明专利]一种定量评价地层脆性特征的方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油勘探测井技术领域，特别涉及一种定量评价地层脆性特征的方法。

背景技术

正确评价地层的脆性特征，对于正确评价低孔低渗及致密储层的完井品质、优选压裂试油段、优化完井方案、提高试油获得率及提高单井油气产量具有重要意义。目前国内外评价脆性好坏的方法共有四大类。第一类为在实验室对岩芯进行破裂实验，记录应力与应变的关系，从应力与应变的关系中提取若干参数，利用这些参数来定量评价岩芯的脆性好坏，或者观察岩芯破裂时产生裂缝的特征，如单条裂缝或者网状缝等，来定性判断岩芯的脆性强弱。此类方法的好处是结果比较直观准确，不足之处是应用范围小，无法连续深度评价地层情况。第二类方法为动态弹性参数法，利用连续深度采集的密度测井及纵、横波时差或速度数据，连续计算动态弹性参数如杨氏模量、泊松比等，并将这些参数组合起来进行脆性评价。此类方法的优点是能够连续深度评价地层情况，缺点是存在较强的多解性，原因在于动态弹性参数大小除与脆性强弱有关外，还与应力条件密切相关。当研究区同一目标层位的埋藏深度存在较大差异时，较高的动态弹性参数值可能并非是脆性强引起的，而是由于高应力条件造成的。第三类为岩性参数指示法，利用脆性骨架矿物的体积含量与总的骨架体积含量的比值等参数来评价脆性强弱。此类方法也存在多解性，岩性参数值相同但由于应力条件的差异可能导致脆性特征存在明显差异。第四类方法是从阵列声波测井资料中得到横波速度径向变化剖面，利用横波速度径向变化特征的差异来定性判断相邻储层的脆性好坏。此方法的不足之处是它仅局限于对同一口井相邻储层的脆性好坏做定性判断，不能用来连续深度大范围进行定量对比和评价，也不能用于多井同一层位的脆性强弱的定量对比和评价，而且显示横波速度径向剖面的刻度方法不同，其显示结果也不同，进而可能严重影响对比和评价结果的客观性和准确性。

发明内容

本发明实施例提供了一种定量评价地层脆性特征的方法，可以对地层的脆性好坏进行连续深度大范围的定量评价，也可对多井同一层位的脆性强弱进行定量评价，所得评价结果更客观和更准确。该方法包括：

根据采样井的密度测井曲线、纵波速度曲线和横波速度曲线，连续计算采样井在不同地层深度的脆性指数，根据所述脆性指数确定采样井的地层的脆性指数曲线；

根据横波速度相对变化量的初始上限及步长增量，计算不同步长增量对应的横波速度相对变化量的上限值；利用采样井的横波速度径向变化剖面，连续计算采样井在不同地层深度的横波速度相对变化量达到所述不同步长增量对应的上限值时对应的径向距离，根据所述径向距离确定采样井的多条径向位置曲线；

根据所述采样井的地层的脆性指数曲线和所述采样井的多条径向位置曲线，确定采样井的最优径向位置曲线；

对所述采样井的最优径向位置曲线进行刻度，根据刻度后的结果定量评价地层脆性特征。

在一个实施例中，还包括：根据所述采样井的地层的脆性指数曲线和所述采样井的多条径向位置曲线，确定采样井的最优横波速度相对变化量；

以所述采样井的最优横波速度相对变化量为最优上限值，利用采样井的邻井中的横波速度径向变化剖面，连续计算采样井的邻井在不同地层深度的横波速度相对变化量达到所述最优上限值时对应的径向位置曲线；

根据在所述采样井中确定的刻度系数对所述采样井的邻井的径向位置曲线进行刻度，根据刻度后的结果定量评价地层脆性特征。

在一个实施例中，所述根据采样井的密度测井曲线、纵波速度曲线和横波速度曲线，连续计算采样井在不同地层深度的脆性指数，具体按照如下公式计算：

其中，Y为脆性指数；

E为杨氏模量，GPa；

E_min为杨氏模量最小值，常数；

E_max为杨氏模量最大值，常数；

ν为泊松比，小数；

ν_min为泊松比最小值，常数；

ν_max为泊松比最大值，常数；

按如下公式计算所述杨氏模量E：

其中，ρ为体积密度，g/cm3；

V_S为远离井壁的原状地层中的横波速度，m/s；

V_p为纵波速度，m/s；

按如下公式计算所述泊松比ν：

在一个实施例中，所述根据横波速度相对变化量的初始上限及步长增量，计算不同步长增量对应的横波速度相对变化量的上限值，具体按照如下公式计算：