[发明专利]一种水力压裂后地层渗透性及裂缝连通性评价方法及系统

说明书

本发明提供一种水力压裂后地层渗透性及裂缝连通性评价方法及系统，所述方法是当地层渗透性增加时，由于流体在连通的裂缝中流动，岩石的粘弹作用变大导致声波信号剧烈衰减，信号的中心频率降低，通过对比压裂前和压裂后偶极声波中心频率，评价压裂后井孔周围地层的渗透性及裂缝连通性，所述系统包括采集模块、校正模块、设定模块、计算模块和判断模块。

技术领域

本发明涉及油气和矿产资源勘探技术领域，特别涉及一种水力压裂后地层渗透性及连通性评价方法及系统。

背景技术

随着全球能源需求的不断攀升，非常规油气资源有望成为世界未来能源和经济发展的动力，这些复杂岩性地层的重要特征是低孔低渗，仅依靠其自身的产能很难形成工业油气，需要对储层进行压裂、酸化等改造，创造出油气运移的缝网体系，才能够实现经济开采。从实际出发，只有那些压裂后相互连通的孔隙和裂隙才具有实际意义，可以作为油气运移的通道。岩石渗透率对于评价岩石有效孔隙度及其裂缝连通性至关重要。

目前，斯通利波常被用于评价地层的渗透率。由于斯通利波对地层的渗透率最为敏感，地层渗透率与井中斯通利波的相互作用，是通过地层裂隙流体中的慢速纵波的激发和传播造成的。这是由测井斯通利波计算地层渗透率的理论基础。然而，斯通利波计算地层渗透率只在裸眼井中适用，而在套管井中斯通利波无法与地层流体作用，无法获取套管井外地层的渗透率信息。考虑到井壁稳定性，目前水力压裂通常在下套管后进行，由于压裂裂缝的产生，裸眼井时测得的渗透率不能用于评价压裂后地层的渗透性。

发明内容

针对现有声波技术无法评价压裂后井孔周围地层的渗透性，本发明提出一种对比压裂前、压裂后偶极声波中心频率，评价压裂后井孔周围地层的渗透性及裂缝连通性评价方法及系统。所述方法是当地层渗透性增加时，由于流体在连通的裂缝中流动，岩石的粘弹作用变大导致声波信号剧烈衰减，即信号的中心频率降低，为水力压裂后套管井地层渗透性评价提供了一种实用可行的方法和技术。

为实现上述目的，本发明提供一种水力压裂后地层渗透性及裂缝连通性评价方法，所述方法包括以下步骤：

S1、在深度区间内进行阵列声波测井，得到压裂前和压裂后深度区间内偶极阵列波形数据；

S2、进行深度校正，获得处理深度位置处的阵列声波测井全波列数据，并利用带通滤波对压裂前和压裂后偶极阵列波形数据滤波；

S3、设定窗函数，计算滤波后压裂前及压裂后声波信号不同时刻的功率谱；

S4、根据步骤S3计算压裂前和压裂后声波信号的中心频率；

S5、根据步骤S4中获取的压裂前和压裂后的中心频率的差异评价地层渗透变化及裂缝连通性。

在上述技术方案中，所述步骤S3中，窗函数为g(t)，所述功率谱是运用短时傅里叶变换计算，计算公式为：

其中，t为时间，ω为角频率，f为频率，v(t)为声波信号。A(t,f)函数给出了以t时为中心的时窗g(t)内信号v(t)的傅里叶振幅谱。

在上述技术方案中，所述步骤S4中，中心频率计算公式为：f_c(t)＝∫fA(t,f)df/∫A(t,f)df，其中，f为任一时刻的频率；

在上述技术方案中，所述步骤S5包括以下步骤：

S51、根据计算得出的压裂前和压裂后的中心频率，计算每一个深度点压裂前和压裂后弹性波中心频率的差异Δf(t)，计算公式为：其中，f_c1(t)为压裂后的中心频率，f_c2(t)为压裂前的中心频率；

S52、设定误差阈值k(t)＝γ，其中γ为大于0的常数；