一种利用测井资料优选体积压裂射孔层位的方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及页岩气藏开采领域，尤其是一种采用测井资料优选体积压裂射孔层位 的方法。
【背景技术】
[0002] 随着常规油气资源的勘探潜力的下降，非常规能源的开发显得日益重要。据美国 能源情报署估计，全球页岩气地质储量达623Xl〇i2m3,可采储量达163Xl〇i2m3,中国页岩气 可采储量达36Xl〇i2m3,具有广阔的开发前景，是未来勘探开发的重点。由于页岩本身具有 低孔-超低渗透特征，为实现储层经济开发必须进行水力压裂增产改造。水力压裂改造目 的是最大化压裂裂缝体积，从而增大油气渗流通道。因此，水力压裂射孔层位的选择对能否 形成复杂裂缝网络，能否产生经济开采价值具有重要意义（李庆辉，陈勉，金衍，页岩脆性 的室内评价方法及改进[J]，岩石力学与工程学报，2012,21(8) =1680-1685)。
[0003] 常规油气藏在选择射孔层位时，通常先进行油气层段识别，然后选择发育良好的 砂体进行射孔作业。然而，非常规页岩属于自生自储气藏，油气资源分布在低孔、低渗层段， 无特定的储集圈闭，只有通过最大化压裂改造规模才能沟通油气层段。因此，常规优选射孔 层位的方法不再适用。现阶段，主要通过储层的可压性来筛选射孔层位。页岩可压性表征 水力压裂的有效性和页岩形成复杂裂缝网络的能力。因此，页岩的可压性评价对优选射孔 改造层段和压裂规模设计具有重要意义（唐颖，邢云，李乐忠，页岩储层可压性影响因素及 评价方法[J]，地学前缘，2012,19巧），356-363)。
[0004] 储层可压性不仅与岩石力学强度和矿物含量有关，而且与岩石的破坏模式和破坏 难易程度有关。室内试验获取W上参数不仅耗时而且费用昂贵，不利于经济高效得开发页 岩储层。现有的可压性评价模型仅仅考虑某几个因素的影响，对现场压裂改造的指导意义 不大。目前，还没有针对页岩储层体积压裂射孔层位经济高效的优选方法。本发明旨在提 出一个综合考虑各因素影响的可压性评价模型，并通过测井资料计算出各个层段可压性指 数，为体积压裂射孔层位的优选提供快速决策的依据，推进页岩储层的开采。
【发明内容】
阳〇化]本发明的目的在于提供一种利用测井资料优选体积压裂射孔层位的方法，该方法 原理可靠，操作简便，可直接利用测井资料，方便高效地计算出层段的可压性指数，为体积 压裂射孔层位的优选提供依据。
[0006] 为达到W上技术目的，本发明提供W下技术方案。
[0007] 首先，采用常规测井、元素俘获能谱测井和自然伽马能谱测井等资料计算出储层 的矿物脆性。接着，通过声波测井和岩性密度测井资料获储层的力学脆性W及内摩擦角。其 次，综合各类测井资料计算储层断裂初性。最后，通过上述值计算储层的可压性指数，并筛 选可压性指数较高的层段为最优射孔层位。
[0008] 一种利用测井资料优选体积压裂射孔层位的方法，依次包括W下步骤：
[0009] (A)利用常规测井、元素俘获能谱测井和自然伽马能谱测井等资料，通过下式计算 矿物脆性指数Bi:
[0010]
柳川其中，Wsiiiegte-一层段娃酸盐岩矿物含量，％，
[0012] Wcrbonate一一层段碳酸盐岩矿物含量，％，
[0013] 艮一一层段总矿物含量，％;
[0014]做利用声波测井资料计算各层段的动态杨氏模量E师a)和动态泊松比V，并通 过下式计算层段力学脆性指数B2:
[0015]
[0016]
[0017]
[0018] 其中，E。、Em。、、Emm-一层段标准化杨氏模量、层段最大杨氏模量、层段最小杨氏模 量，
[0019]V。、Vm。、、Vmi。一一层段标准化泊松比、层段最大泊松比、层段最小泊松比；
[0020] 似利用步骤（A)计算得到的矿物脆性指数Bi和步骤做计算得到的力学脆性指 数B2,计算层段总脆性指数Bt。,： 阳OWBht= (aBi+PBz)/2
[00巧其中，a、P分别为矿物脆性指数系数、力学脆性指数系数，针对同一储层a、e取值恒定，不同储层a、P取值不同；
[0023] 做通过W下公式计算围压Pc:
[0024] Pc= 0h-入Pp 阳0巧]
[0026] 其中，〇h--最小水平地应力，MPa,
[0027]A--层段有效应力系数，
[0028] Pp-层段孔隙压力，MPa,
[0029] --垂向地应力，MPa,
[0030] eH、eh--层段应力构造系数，同一储层内eH、eh为恒定值，
[0031] E--层段动态杨氏模量，GPa，
[0032] V--层段动态泊松比；
[0033] 巧）通过W下公式计算层段的岩石抗拉强度St: 阳咧St= 0 c/K
[0035] 〇c= (0.0045+0. 0035VJE
[0036]ry=(2&"'' -n/口G,"' -1) 阳037]IY= ( 丫-丫mJ/ (丫max- 丫mJ
[0038] 其中，-一岩石单轴抗压强度，MPa,
[0039] K--常数，取值12.26， W40] V,i--泥质含量，％，
[0041 ]E--层段动态杨氏模量，GPa，
[0042] --化Ichie指数，与地质年代有关，一般对于第S系取3. 7,老地层取2，
[0043] 丫、I,、丫m。、、丫mm-一储层伽马值、储层伽马系数、储层纯泥岩伽马值、储层纯砂 岩伽马值；
[0044] (巧利用步骤值）计算的围压P。和步骤巧）计算的岩石抗拉强度St，计算层段I 型断裂初性值Kic和II型断裂初性值KIIC:
[0045] Kic= 0. 2176P,+0. 0059S>0. 0923S/+0. 517S-〇. 3322
[0046] K"c= 0. 0956Pc+0. 1838St_0. 0820 ;
[0047] (G)利用测井资料计算层段内摩擦角巧:
[0048]
'口 =arcsin((Kp-1.00.0)./ (V,, +1OQOyi
[0049]
[(K)加]其中，Vp--纵波波速，m/s，
[0051] E--层段动态杨氏模量，GPa，
[0052] V--层段动态泊松比，
[0053] P-层段岩石密度，g/cm3;