[发明专利]一种油气储层岩石可压裂性实验分析方法

说明书

本发明公开了一种油气储层岩石可压裂性实验分析方法，包括以下步骤：获取标准圆柱状油气储层岩心，通过控制压裂程度的三轴抗压实验压裂岩心，得到岩心抗压强度、应力‑应变曲线；采集岩心压裂后的裂缝图像，提取裂缝参数，计算岩心压后裂缝复杂度；将S1所得岩心抗压强度做尺寸效应校正，计算标准强度；根据应力‑应变曲线，计算脆性系数；根据岩心压后裂缝复杂度、抗压强度和脆性系数，获取岩心可压裂性；通过对岩心强度、压后裂缝复杂度以及岩石脆性三个方面的量化分析，即可全面分析岩石的可压裂性特征，与计算方法相比有实际的压裂实验依据，就能更加准确的对岩石的可压裂性量化分析。

技术领域

本发明属于石油天然气勘探开发技术领域，具体涉及一种油气储层岩石可压裂性实验分析方法。

背景技术

随着勘探开发程度的深入，页岩油气、致密油气、煤层气等非常规油气储层逐渐成为油气勘探开发的主战场。上述非常规油气储层自然产能较低，均需人工压裂才能形成经济产能。对储层岩石进行可压裂性评价，是该类储层开发“甜点”优选及压裂施工方案设计的前提。岩石可压裂性无明确物理定义，表征方法尚无统一指标。脆性指数是目前表征储层可压裂性最重要的参数之一，但其两种主要计算方法：泊－杨法和矿物法均无实验依据，使用中存在明显缺陷，也不能全面表征岩石可压裂性。

在实验室内通过对储层岩心开展实验研究，建立岩石可压裂性分析方法，是开展储层可压裂性评价的基础，但目前尚无公认的有效实验方法。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种岩石可压裂性实验分析方法，全面、量化分析岩石可压裂性特征，将岩石可压裂性这一抽象概念分解为强度、生缝能力、产缝延伸能力三个方面，并通过岩心实验量化表征出来，为非常规油气储层工程甜点优选及压裂施工设计提供依据。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种油气储层岩石可压裂性实验分析方法，包括以下步骤：

S1，获取标准圆柱状油气储层岩心，通过控制压裂程度的三轴抗压实验压裂岩心，得到岩心抗压强度、应力-应变曲线；

S2，采集岩心压裂后的裂缝图像，提取裂缝参数，计算岩心压后裂缝复杂度；

S3，将S1所得岩心抗压强度做尺寸效应校正，计算标准强度；

S4，根据S1所得应力-应变曲线，计算脆性系数；

S5，根据岩心压后裂缝复杂度、抗压强度和脆性系数，分析岩心可压裂性。

S1中，油气储层岩心的直径为1英寸或1.5英寸；高度为直径1.5-2倍的标准圆柱状，实验围压为岩心所在地层深度处的有效压力，采用恒变形法施加压力，至残余强度确认停止加压。

S2中，使用光学滚动扫描方式采集压后岩心侧表面裂缝图像，或使用X-CT扫描的方式采集岩心内部裂缝图像，从所述裂缝图像中提取裂缝参数。

S2中，裂缝图像为三维图像时，提取每条裂缝的面积、厚度及倾角；裂缝图像为二维图像时，提取每条裂缝的长度、宽度以及倾角。

裂缝图像为二维图像时，岩心压后裂缝复杂程度定量表征:其中，R_f为所有裂缝面积和岩心侧表面面积的比值，D_a为裂缝倾角离散度，为裂缝倾角的方差；

裂缝图像为三维图像时，岩心压后裂缝复杂程度定量表征:其中，为裂缝孔隙度，D_a为裂缝倾角离散度，为裂缝倾角的方差。

S3中，对岩心三轴抗压强度按照公式做尺寸效应校正式中：S_i为实测的岩心抗压强度，h和d为岩心的高和直径，a和b为两个系数，由实验确定。

S4中，由三轴抗压实验中应力-应变曲线计算脆性系数：