[发明专利]一种页岩气储层地层破裂压力梯度计算方法

说明书

本发明涉及页岩气储层地层破裂压力梯度计算方法，收集全井段的常规测井曲线数据，计算岩石骨架密度ρma，确定地层平均孔隙度Φ和流体密度ρw；收集页岩气井储层段深度、垂深、声波AC、密度DEN、中子CNL测井曲线数据；通过ρ＝(1‑Φ)*ρma+Φ*ρw计算地层平均密度；通过拟合回归的方法确定破裂压力系数K：K＝P0+P1*AC+P2*DEN+P3*CNL,根据公式FRAC＝K*ρ计算页岩储层地层破裂压力梯度，再用公式：FP＝FRAC*H计算破裂压力，最后输出结果。本发明已在涪陵页岩气田应用页岩气井200多口井，计算的地层破裂压力梯度与实际施工获得的地层破裂压力梯度较接近，误差小于15％。

技术领域

本发明涉及一种利用常规测井资料计算与确定页岩储层地层破裂压力的方法，具体涉及一种页岩气储层地层破裂压力梯度计算方法。

背景技术

页岩气是一种新型清洁能源，而且是一种重要的非常规天然气资源。页岩气开发需要以“井工厂”模式钻探水平井，对水平井水平段页岩气储层需要进行多段大规模压裂改造，成本高，风险大。页岩气储层地层破裂梯度和地层破裂压力参数计算或预测的精度十分重要，直接影响储层改造效果。

传统的地层破裂压力梯度计算方法主要有伊顿法、马修斯与凯利法、克里斯特曼法。这些方法主要是在上世纪六十年代至七十年代期间形成，解决的是砂岩、碳酸盐岩等常规储层地层破裂梯度和地层破裂压力参数计算或预测问题。

随着国内页岩气田的发现和页岩气勘探开发试验规模的扩大，页岩气水平井多段压裂成本高、风险大，对页岩气储层的地层破裂压力梯度、地层破裂压力计算精度要求越来越高，传统的地层破裂压力梯度计算方法难以适应生产需求，计算误差大的问题越来越突出。

发明内容

本发明的目的是针对上述技术现状，旨在提供一种能够利用常规测井曲线资料计算可靠的页岩气储层地层破裂压力的方法。

本发明目的的实现方式为，页岩气储层地层破裂压力梯度计算方法，具体步骤为：

1)收集全井段的常规测井曲线数据，常规测井曲线资料包括自然伽马、中子、密度、声波、电阻率测井曲线；采用加权平均法使用常规测井曲线数据计算岩石骨架密度ρma，利用全井段常规测井曲线数据和区域探井取心井的岩心孔隙度分析资料，确定地层平均孔隙度Φ和流体密度ρw；

岩石骨架密度ρma量纲为g/cm³，

地层平均孔隙度Φ量纲为百分比，

流体密度ρw量纲为g/cm³；

2)收集页岩气井储层段深度、垂深、声波AC、密度DEN、中子CNL测井曲线数据；

密度DEN量纲为g/cm³，

声波AC量纲为μs/m，

中子CNL量纲为百分比，

3)由步骤1)所得地层岩石骨架密度ρma、孔隙度Φ及流体密度ρw计算地层平均密度ρ：

ρ＝(1-Φ)*ρma+Φ*ρw；

地层平均密度ρ量纲为g/cm³，

4)由步骤2)所收集得页岩储层段声波、密度DEN、中子测井曲线数据结合地区已压裂井破裂压力，通过拟合回归的方法确定破裂压力系数K：K＝P0+P1*AC+P2*DEN+P3*CNL,

式中P0至P3为地区经验系数，与压裂段地层岩性有关，地层岩性与测井曲线有关；

5)通过公式：FRAC＝K*ρ计算页岩气储层段地层破裂压力梯度FRAC；

式中页岩储层地层破裂压力梯度FPAC量纲为MPa/100m，