一种基于岩屑微观特征的页岩可压裂性评价方法

摘要

本发明公开了一种基于岩屑微观特征的页岩可压裂性评价方法，该方法包括以下步骤：①取油气井中储层特定深度岩屑；②通过岩屑的X射线衍射实验得到全岩矿物的相对含量，计算矿物脆性指数I₁；③对岩屑纳米压痕微观力学参数测试，计算其微观力学脆性指数I₂；④通过电镜扫描计算岩屑表面裂缝分形参数，并求得分形脆性指数I₃；⑤对岩屑进行3D激光扫描，计算表面粗糙脆性指数I₄；⑥根据油田实际情况对以上4种脆性指数加权得到综合可压裂性指数I；⑦重复①-⑥步骤，计算不同深度岩屑可压裂性指数，绘制全井综合可压裂性指数纵向展布图。本发明可得到页岩岩屑的综合可压裂性指数，为取岩心困难或没有岩心页岩储层的压裂选层提供必要依据。

主权项

一种基于岩屑微观特征的页岩可压裂性评价方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：①取油气井中储层特定深度的页岩岩屑，准确捞取岩屑，并按规定的时间距实测迟到时间，保证岩屑的连续性和代表性；②对岩屑进行X射线衍射实验，得到岩样的X射线衍射图谱，分析得出全岩矿物的相对含量，根据刘致水提出的基于矿物组成的脆性评价方法，计算出该层段岩屑矿物脆性指数I₁；③对岩屑进行纳米压痕测试，根据测试结果求得岩屑硬度等微观力学参数，再根据类似于Rickman提出的基于岩石力学参数的脆性评价方法，求得微观力学脆性指数I₂，相关计算公式如下：$G=\frac{E}{v^2-1}---\left(1\right)$$I_2=(\frac{H-H_{\min }}{H_{max}-H_{\min }}+\frac{G-G_{\min }}{G_{max}-G_{\min }})\times 50---\left(2\right)$式中：G为页岩微观力学参数评价因子，MPa；G_max,G_min分别为研究区域岩样的G值的最大值和最小值，MPa；E为被测材料的弹性模量，MPa；ν为被测材料的泊松比，无因次；H为被测材料的硬度；H_max,H_min为研究区域岩样的硬度的极值，MPa/mm²；I₂为岩石微观力学脆性指数，无因次，取值范围0‑100；式中乘以50是为了将计算结果换算到1‑100，方便运算；④对岩屑进行扫描电镜测试，得到岩样裂缝的微观形态，根据裂缝分形特征结合盒维数法计算微观裂缝分形维数，得到岩屑的表面微观分形脆性指数I₃；⑤对岩屑进行3D激光扫描，复建得到岩屑表面等值高图，通过软件转换为二值图，并计算得出所扫描断裂面的总面积与其投影面面积，根据所得结果计算得到表面粗糙脆性指数I₄；⑥对以上求取的矿物脆性指数、微观力学脆性指数、表面微观分形脆性指数和表面粗糙脆性指数按照油田区块情况加权，得到页岩岩屑的综合可压裂性指数，其值越大，该试样所代表的页岩储层可压裂性越好，综合可压裂性指数计算如下：$I=\underset{i=1}{\overset{4}{\Sigma }}{\alpha }_i{I}_i---\left(3\right)$式中：I为综合可压裂性指数，无因次；α_i为脆性指数的加权系数，无因次；I_i为单项的脆性指数，i＝1，2，3，4；⑦重复进行①‑⑥步骤，对不同储层特定深度的岩屑进行综合可压裂性评价实验，最终得到全井基于岩屑微观特征的综合可压裂性指数纵向展布图，分析得出可进行压裂改造增产的最佳层位，优选最优的射孔簇位置。