[发明专利]基于测井数据的深层页岩气水平井压裂差异化设计方法

权利要求书

1.基于测井数据的深层页岩气水平井压裂差异化设计方法，其特征在于，包括步骤：

S1，基于目标深层页岩气井的测井数据，计算水平井段的岩石力学参数、储层物性参数；

S2，基于测井数据中的物性参数，对步骤S1中仅用纵横波计算的岩石力学参数进行修正，建立考虑测井数据中的物性参数的影响计算模型，并通过该影响计算模型计算得到修正后的岩石力学参数；

S3，基于岩性与天然弱面参数之间的关系，基于矿物组分计算地层弱面发育参数；

S4，根据步骤S2和步骤S3计算得到的修正后的岩石力学参数、地层弱面发育参数，计算目标深层页岩气井水平段的综合脆性指数、缝网建造能力指数，根据步骤S1计算得到的储层物性参数，计算水平段资源丰度评价指数；

S5，基于步骤S4中计算得到的综合脆性指数、缝网建造能力指数、资源丰度评价指数，计算目标深层页岩气井水平段的“地质-工程”综合评价指数，并进行曲线绘制；

S6，基于步骤S5中绘制的“地质-工程”综合评价指数曲线，对目标深层页岩气井水平段进行综合可压性分级，并根据综合可压性分级后的等级为不同水平井段选择最优的压裂工艺方法；

在步骤S1中，计算水平井段的岩石力学参数包括计算泊松比、计算弹性模量的步骤；在计算泊松比的步骤中，利用声波测井获取的横波速度、纵波速度按照如下公式计算泊松比：

在计算弹性模量的步骤中，利用声波测井获取的横波速度、纵波速度、岩石密度按照如下公式计算弹性模量：

式中：ν为岩石泊松比，无量纲；v_p为声波测井纵波速度，单位m/s；v_s为声波测井横波速度，单位m/s；E为岩石弹性模量，单位Pa；ρ为岩石密度，单位kg/m³；

在步骤S1中，计算水平井段的储层物性参数包括计算储层孔隙度、计算总有机碳含量TOC的步骤；在计算储层孔隙度的步骤中，利用测井数据中的中子孔隙度、密度孔隙度按照如下公式计算得到储层孔隙度：

φ＝φ_CNL·P_φ+φ_ρ·(1-P_φ)

在计算总有机碳含量TOC的步骤中，利用测井数据中的密度孔隙度按照如下公式计算得到总有机碳含量：

TOC＝α₁φ_ρ+α₂f_Clay+α₃f_Ca+α₄f_Si

式中：φ为储层孔隙度，％；φ_CNL为测井中子孔隙度，％；P_φ为孔隙度计算比例因子，无量纲；φ_ρ分别为测井密度孔隙度，％；TOC为总有机碳含量，％；φ_ρ分别为测井密度孔隙度，％；f_Clay、f_Ca、f_Si分别为黏土矿物、钙质矿物、硅质矿物组分含量，％；α₁、α₂、α₃、α₄为总有机碳含量计算系数，无量纲；

在步骤S3中，计算地层弱面发育参数包括计算天然裂缝发育强度和计算水平层理发育强度的步骤；

在计算天然裂缝发育强度的步骤中，通过对天然裂缝发育强度与硅质矿物组分含量、钙质矿物组分含量关系进行回归，按照如下公式计算得到天然裂缝发育强度：

B_F＝ξ_Sif_Si+ξ_Caf_Ca+ξ

式中：B_F为天然裂缝发育强度，m^-1；ξ_Si为硅质矿物对天然裂缝发育贡献系数，m^-1；ξ_Ca为钙质矿物对天然裂缝发育贡献系数，m^-1；ξ为天然裂缝发育本底系数，m^-1；

在计算水平层理发育强度的步骤中，对水平层理发育强度与硅质矿物、钙质矿物含量关系进行回归，按照如下公式计算得到水平层理发育强度：

式中：B_D为水平层理发育强度，m^-1；ζ_Si为硅质矿物对水平层理发育贡献系数，m^-1；ζ_Ca为钙质矿物对水平层理发育贡献系数，m^-1；ζ为水平层理发育本底系数，m^-1；

在步骤S5中，计算目标深层页岩气井水平段的“地质-工程”综合评价指数包括计算地质评价指数C_G、计算工程评价指数C_E和计算工程评价指数门限极值或地质评价指数门限极值Υ_i；其中，在计算地质评价指数C_G的步骤中，将资源丰度评价指数F_G作为地质评价指数C_G，即C_G＝F_G；

工程评价指数C_E则按照如下公式计算得到：

C_E＝λ_FF_NF+(1-λ_F)F_M

式中：λ_F为缝网因子权重系数，无量纲；F_M为综合脆性指数，无量纲；F_NF为缝网建造能力指数，无量纲；

按照如下公式计算工程评价指数门限极值或地质评价指数门限极值Υ_i：

式中：i代表工程或者地质；C_i^max、C_i^min为工程或地质评价指数最大值与最小值，无量纲；ψ_i为工程评价指数或地质评价指数门限极值权重系数，无量纲。