[发明专利]一种页岩储层改造体积的地质表征方法

摘要

本发明公开一种页岩储层改造体积的地质表征方法，包括以下步骤获取各项储层物性参数、各项岩石力学参数；计算各个测井点对应的脆性因子Brit、新型脆性因子Bn、储层断裂韧性指数Kn、天然裂缝张开难易指数Pn、裂缝穿过评价指数Cn；建立各测井数据点对应的新型评价因子En，并判断；最后通化裂缝扩展波及长度Lo、波及高度Ho和波及宽度Wo获取储层改造体积。本发明的有益效果在于依靠静态生产数据，采用测井等动态地质数据进行储层改造体积的预估，实现了压裂施工前对井网布署和压裂有利段的制定与选择，具有较强的实用性。

主权项

一种页岩储层改造体积的地质表征方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：S100、利用统计得到的岩心室内实验分析和单井测井解释结果获取各项储层物性参数、各项岩石力学参数；S200、根据步骤S100得到的各项参数，计算各个测井数据点对应的脆性因子Brit、新型脆性因子Bn；S300、再计算出各测井数据点对应的储层断裂韧性指数Kn、天然裂缝张开难易指数Pn、裂缝穿过评价指数Cn；S400、通过下式建立各测井数据点对应的新型评价因子En；当En>0.5时，该测井数据点判定为有效数据点，进行下一步骤，否则判定为无效数据点；En=BnKnPnCn4]]>式中：En为新型评价因子；S500、计算步骤S400中有效数据点的裂缝扩展的波及长度Lo、波及高度Ho和波及宽度Wo，最后通过下式获取储层改造体积；VSRV=π6n3Σi=1nLoΣi=1nWoΣi=1nHo]]>式中：VSRV为储层改造体积，其单位为m3；Lo为波及长度，其单位为m，Ho为波及高度，其单位为m，Wo为波及宽度，其单位为m，n为压裂段数；所述步骤S100的具体过程为：S101、对岩心室内实验分析结果处理，获取主力产气层单井垂直深度h、孔隙度φ、密度ρ、硅质矿物组分含量VSi、碳酸盐岩矿物组分含量VCarb、岩石泊松比ν、杨氏模量E、体积模量K、剪切模量G、抗张强度St、孔隙压力Pp、垂向应力σz、水平最大主应力σH和水平最小主应力σh，单井测井解释得到无铀伽马γ、声波时差、中子CNL和密度ρ，所述声波时差为横波Δts、纵波Δtp；S102、通过下式多元拟合获取孔隙度φ、泥质含量Vsh；ρ＝a1+b1ρlogφlog＝a2+b2γ+c2Δtp+d2CNL+e2ρlogφ＝a3+b3φlogISh=γ-γminγmax-γmin]]>Vsh=(2GCUR·ISh)2GCUR-1]]>式中：ρ为静态密度值，其单位为g/cm3，a1、b1为密度拟合参数，ρlog为动态密度值，其单位为g/cm3，φlog为动态孔隙度值，其单位为小数，a2、b2、c2、d2、e2、a3、b3为孔隙度拟合参数，γ为无铀伽马值，其单位为API，CNL为中子值，其单位为％，Δts、Δtp为横波、纵波时差，其单位为s/m，φ为静态孔隙度值，其单位为小数；ISh为归一化无铀伽马值，γmin、γmax为全区或单井测井无铀伽马最小值和最大值，其单位为API，GCUR为地层年代经验系数，新地层取3.7，老地层取2；S103、通过下式多元拟合获取岩石力学参数；Cma=3Δtsma2-4Δtpma2ρma·3Δtsma2·Δtpma2]]>α=1-CmaCb]]>v=0.5(Δts/Δtp)2-1(Δts/Δtp)2-1]]>E=ρ×3×Δts2-4×Δtp2Δts2(Δts2-Δtp2)]]>K=ρ3Δts2-4Δtp23Δts2·Δtp2]]>G=E2(1+v)]]>式中：Cma为骨架体积压缩系数，其单位为MPa‑1，Δtsma、Δtpma为岩石骨架横波时差、纵波时差，可由岩心实验得到，其单位为s，ρma为岩石骨架密度，可由岩心实验得到，其单位为kg/m3，Cb为体积压缩系数，即体积模量K的倒数，其单位为MPa‑1，α为有效应力系数，ν为泊松比，Δts、Δtp为横波、纵波时差，其单位为s/m，ρ为静态密度值，其单位为g/cm3，E为杨氏模量，其单位为MPa，K为体积模量，其单位为MPa，G为剪切模量，其单位为MPa；St=0.0045E(1-Vsh)+0.008E·VshK]]>Pp＝αp×ghσH=v1-v(σz-αPp)+αPp+β1(σz-αPp)]]>σh=v1-v(σz-αPp)+αPp+β2(σz-αPp)]]>式中：St为抗张强度，其单位为MPa，Vsh为泥质含量，其单位为％，K为常数，取值12.26，Pp为孔隙压力，其单位为MPa，αp为区域压力系数，g为重力加速度，其单位为m/s2，h为垂直深度，其单位为m，σz为垂向主应力，其单位为MPa，σH、σh为水平最大和最小主应力，其单位为MPa，α为有效应力系数，β1、β2为水平最大、最小主应力方向的构造应力系数，可由岩心力学实验获取。