[发明专利]一种基于低场核磁共振的页岩裂缝评价方法

说明书

本发明公开一种基于低场核磁共振的页岩裂缝评价方法，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。本发明基于数值模拟实现页岩裂缝参数的评价，打破了薄片观察裂缝参数定性计算的局限性。

技术领域

本发明涉及油气勘探开发领域，具体涉及一种基于低场核磁共振的页岩裂缝评价方法。

背景技术

页岩基质孔渗差，其产油气能力主要取决于裂缝的发育情况。裂缝的精细探测是页岩储层油气可动性评价的关键，受测井资料精度的限制，岩性、孔隙度以及电阻率等常规测井曲线，通常只利用其在裂缝处的响应特征，定性识别裂缝。核磁共振技术可实现多种尺度孔隙中流体的测量，已被广泛应用于非常规储层评价。然而，含裂缝页岩的核磁共振响应特征尚不明确。

申请公布号为CN110847887A的中国发明专利公开了一种细粒沉积陆相页岩裂缝识别评价方法，其从裂缝敏感测井曲线中提取多尺度小波变换中的高频值等，然后构建差比曲线，确定页岩裂缝评价子参数，再进行变异系数加权平均，最后构建页岩裂缝评价综合参数，从而实现单井页岩裂缝段的识别和裂缝段内裂缝发育程度的评价。

发明内容

本发明的目的在于提出一种基于低场核磁共振的页岩裂缝评价方法，该方法基于数值模拟实现页岩裂缝参数的评价。

本发明所采用的技术解决方案是：

一种基于低场核磁共振的页岩裂缝评价方法，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。

优选的，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。

优选的，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。

优选的，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。

优选的，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；