[发明专利]一种岩屑-岩心-井眼-储层多尺度的页岩储层三维可压裂性评价方法

说明书

本发明涉及一种岩屑‑岩心‑井眼‑储层多尺度的页岩储层三维可压裂性评价方法。它包括下列步骤：S1、计算页岩取心位置处的矿物含量脆性指数；S2、建立内摩擦角、I型和II型断裂韧性与岩石力学参数间的关系式；S3、建立综合考虑矿物含量、弹性参数、内摩擦角、临界应变能释放率和断裂韧性的页岩可压裂性评价模型；S4、运用支持向量机算法，得到储层可压裂性与弹性参数之间的聚类分析模式；S5、应用聚类分析模式到储层三维弹性参数数据体，建立基于岩屑‑岩心‑井眼‑储层多尺度的页岩储层三维可压裂性模型。运用该方法可得到页岩储层内任意空间位置的可压裂性，避免井位选择的盲目性，提高压裂改造效果和压后产量。

技术领域

本发明属于页岩油气开发技术领域，尤其涉及一种岩屑-岩心-井眼-储层多尺度的页岩储层三维可压裂性评价方法。

背景技术

随着我国国民经济持续快速增长，能源需求急剧增加，石油天然气资源供需矛盾突出。我国页岩气资源十分丰富，根据2012年国土资源部油气中心最新研究成果表明，我国页岩气可采资源量为25万亿方，发展潜力巨大。随着美国Barnett、Eagle Ford和我国涪陵等典型页岩气田的成功开发，页岩气有望成为重要的接替能源。然而，我国页岩气的开发普遍存在着单井成本高、整体产量低、压后效果参差不齐等瓶颈问题，再加上国际油价的大幅下跌，使得我国页岩气资源的开发面临着投资成本难以回收的难题，严重制约页岩气产业的发展。

美国的页岩气储层地貌平坦、埋藏较浅、储层物性均匀，通常通过对比水平井井眼各位置的可压裂性来优选射孔簇位置和压裂层段，压后效果较好。然而，四川地区地质构造剧烈、储层地质条件复杂，页岩储层内部物性和非均质性差异较大，现有的脆性指数评价方法仅属于井眼尺度，无法实现整个储层脆性的预测，若水平井井眼轨迹位于脆性较差的储层或钻遇弹性模量较高和泊松比较小的脆性隔层，采用现有方法优化的射孔位置和压裂层段将难以得到体积压裂所要求的裂缝网络，从而使页岩气井的产能达不到预期目标甚至部分井压后并不见气，导致前期钻井和大规模水力压裂的巨额投资难以得到回报。为了优化页岩气井长水平段轨迹的设计，使1000-2000m的长水平段均位于储层物性和可压裂性较好的位置，必须建立整个储层的三维可压裂性模型。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种岩屑-岩心-井眼-储层多尺度的页岩储层三维可压裂性评价方法，建立页岩储层的三维可压裂性模型。结合地质甜点、地应力和天然裂缝发育情况，此模型可用于指导页岩气水平井的井眼轨迹设计，为射孔簇位置和压裂层段的优化提供理论支持，以形成最大化的裂缝网络，提高最终压裂效果，尽快回收页岩气井的投资成本。

本发明的目的通过以下技术方案来实现，一种岩屑-岩心-井眼-储层多尺度的页岩储层三维可压裂性评价方法，包括下列步骤：

S1、采用矿物含量脆性指数评价经验公式，计算页岩取心位置处的矿物含量脆性指数；

S2、建立内摩擦角、I型和II型裂缝断裂韧性与岩石力学特征参数之间的关系式；

S3、建立综合考虑矿物含量、弹性参数、内摩擦角、临界应变能释放率和断裂韧性的页岩可压裂性评价模型，计算钻井位置处储层的单井可压裂性纵向曲线；

S4、运用支持向量机算法，得到储层可压裂性与弹性参数之间的聚类分析关系，并采用单井可压裂性纵向曲线验证可压裂性与弹性参数之间的聚类分析模式；

S5、将聚类分析模式应用到储层三维弹性参数数据体中进行建模，建立基于岩屑-岩心-井眼-储层多尺度的页岩储层三维可压裂性模型。

进一步地，所述步骤S3包括以下子步骤：

S31、采用弹性参数脆性指数评价经验公式，计算取心位置处的弹性参数脆性指数EE_n；