[发明专利]一种基于低场核磁共振的页岩裂缝评价方法

权利要求书

1.一种基于低场核磁共振的页岩裂缝评价方法，其特征在于包括以下步骤：

S1、基于页岩三维CT扫描数据构建微裂缝-孔隙双相介质模型；

S2、采用高斯概率密度函数分别表征页岩的微裂缝和有机质孔隙孔径分布，对于标准化的孔径分布转化为标准T₂分布；

S3、假设有机质孔和裂缝的核磁共振响应符合岩石物理体积模型，采用线性叠加法得到孔隙-裂缝耦合共存时的页岩核磁共振T₂谱；

S4、依据饱和盐水后的页岩实验分析结果，确定以上步骤数值模拟过程有机质孔隙、裂缝分布的标准方差；

S5、根据所获取的页岩T₂谱，反向确定出页岩裂缝参数，进行页岩裂缝评价。

2.根据权利要求1所述的一种基于低场核磁共振的页岩裂缝评价方法，其特征在于，步骤S1中：页岩三维CT扫描数据中，FIB-SEM包含页岩样品的层理内部典型特征，典型特征包含有有机质孔和微裂缝；采用滤波算法和阈值分割方法提取微裂缝及有机质孔的孔隙体积，依据有机质孔和微裂缝发育形态特征构建三维理想化微孔隙-裂缝双相介质模型。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于低场核磁共振的页岩裂缝评价方法，其特征在于，步骤S1中：将有机质孔简化为球体，将裂缝简化为椭球状，采用纵横比和轴半径表征微裂缝的大小尺寸及开合程度。

4.根据权利要求1所述的一种基于低场核磁共振的页岩裂缝评价方法，其特征在于，步骤S2中：分别构建表面驰豫、体驰豫分布特征，再依据页岩润湿性将两种响应耦合。

5.根据权利要求1所述的一种基于低场核磁共振的页岩裂缝评价方法，其特征在于，步骤S2按以下步骤进行：

S2.1、采用高斯概率密度函数分别表征页岩的微裂缝和有机质孔隙孔径分布，其中，孔隙、裂缝尺寸的高斯概率分布表示为：

式中，P(x)为计算的孔隙、裂缝尺寸的概率分布，x为计算的孔径、裂缝大小；μ为岩石的主要孔径、裂缝大小，μm；σ为孔径、裂缝分布的标准方差，描述了岩石孔隙结构的复杂性，μm；

S2.2、对于标准化的孔径分布转化为标准T₂分布，即：

P(T₂)dT₂＝P(r)dr (2)

其中，P(T₂)为孔隙、裂缝表面弛豫时间概率分布，dT₂为表面弛豫时间的微分，dr为孔隙半径的微分；

将归一化后的孔径分布进一步转换为归一化的T₂分布，变换方程式为：

S2.3、有机质孔和裂缝的表面弛豫时间分布分别表示为：

其中，ρ₂为有机质孔的表面弛豫速率；μ为有机质孔的主要孔径大小；

其中，ρ₂为裂缝的表面弛豫速率，μ为裂缝的平均长度；R为裂缝的张开度；

S2.4、体弛豫时间分布表示为

其中，P(T_2B)为体弛豫的概率分布，ms；T_2bulk为水的自由弛豫时间，ms；

S2.5、润湿相的最终T₂分布由两种响应的乘积组成，表示为：

其中，P_W为润湿相的横向弛豫时间概率分布，ms。

6.根据权利要求1所述的一种基于低场核磁共振的页岩裂缝评价方法，其特征在于，步骤S3中，得到的页岩核磁共振T₂谱，表示为：

T₂＝HI·S_p·P_w(T_2p)+HI·S_f·P_w(T_2f)+ε (8)

式中，HI为含氢指数；S_p为有机质孔密度，％；S_f为裂缝密度，％；P为不同润湿相组分的横向弛豫时间概率分布，ms；ε为随机噪声，ms。