一种页岩气储层可压性评价方法

摘要

本发明公开了一种页岩气储层可压性评价方法，依次包括以下步骤：(1)计算页岩脆性指数B_rit；(2)计算页岩断裂韧性指数K_n；(3)计算天然弱面张开难易指数P_n；(4)计算天然弱面被穿过指数C_n；(5)引入复杂缝网概率指数F_cf和改造体积概率指数F_srv，确定储层可压性系数FI；(6)根据储层可压性系数FI的大小，评价区块页岩地层的可压性。本发明考虑了各种可压性影响因素，特别是基于缝网形成机理充分考虑了天然弱面的影响，弥补了现有评价方法的不足，利用测井数据计算页岩储层的脆性和断裂韧性，降低了对实验数据的依赖，本发明用于评价压裂井的储层品质，具有操作性和准确性，为页岩气储层压裂选井、选层提供了一种新的决策方法。

主权项

一种页岩气储层可压性评价方法，依次包括以下步骤：(1)计算页岩脆性指数B_rit；(2)计算页岩断裂韧性指数K_n；(3)计算天然弱面张开难易指数P_n，如下：首先计算天然弱面临界张开缝内压力P：P＝|σ_n|n＝[cosγ,sinγsinβ,sinγcosβ]${\sigma }_n=n{\left(\begin{array}{ccc}{\sigma }_v& & \\ & {\sigma }_H& \\ & & {\sigma }_h\end{array}\right)}^2{n}^T$式中：σ_n—天然弱面壁面受到的正应力，MPa，σ_v—垂向地应力，MPa，σ_H—水平最大地应力，MPa，σ_h—水平最小地应力，MPa，n—天然弱面壁面在三维空间中的单位法向矢量，γ—天然弱面倾角，0°～90°，β—天然弱面与水平最大地应力的夹角，0°～90°，然后求取天然弱面张开难易指数P_n：$P_n=\frac{P_{max}-P}{P_{\max }-P_{min}}$式中：P_max、P_min—各种产状天然弱面张开的最大、最小临界缝内压力；(4)计算天然弱面被穿过指数Cn，如下：当与满足下面的不等式时，C_n＝1，否则C_n＝0：$\overrightarrow{a}=(\frac{{\sigma }_v-{\sigma }_n}{\tau }cos\gamma ,\frac{{\sigma }_H-{\sigma }_n}{\tau }sin\gamma sin\beta ,\frac{{\sigma }_h-{\sigma }_n}{\tau }sin\gamma cos\beta )$$\overrightarrow{b}=[-\frac{sin\gamma sin\beta }{\sqrt{{\cos }^2\gamma +{\sin }^2{\mathrm{\gamma sin}}^2\beta }},\frac{cos\gamma }{\sqrt{{\cos }^2\gamma +{\sin }^2{\mathrm{\gamma sin}}^2\beta }},0]$$\tau =\sqrt{{{\sigma }_v}^2{\cos }^2\gamma +{{\sigma }_H}^2{\sin }^2{\mathrm{\gamma sin}}^2\beta +{{\sigma }_h}^2{\sin }^2{\mathrm{\gamma cos}}^2\beta -{{\sigma }_n}^2}$式中：—大小为τ、方向向量为的剪应力矢量，—大小为σ_τ、方向向量为的剪应力矢量，S_o—天然弱面的黏聚力，MPa，u—天然弱面壁面的摩擦系数，0～1，T_o—基质岩石的抗张强度，MPa，θ—水力裂缝逼近天然弱面的逼近角，0°～90°，τ—天然弱面壁面受到远场地应力作用下的剪应力大小，MPa，—矢量的方向向量，σ_τ—天然弱面壁面受到水力裂缝尖端应力场作用下的剪应力，MPa，—矢量的方向矢量；(5)引入复杂缝网概率指数F_cf和改造体积概率指数F_srv，确定储层可压性系数FI，如下：$F_{cf}=\frac{B_{rit}+P_n}{2}$$F_{srv}=\frac{K_n+C_n}{2}$$FI=\frac{F_{cf}+F_{srv}}{2};$(6)根据储层可压性系数FI的大小，评价区块页岩地层的可压性。