利用测井资料优选页岩气井压裂改造井段的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种页岩气井压裂改造井段优选技术，尤其涉及一种利用测井资料优 选页岩气井压裂改造井段的方法，属于测井资料评价领域。
【背景技术】
[0002] 页岩气井为了获得工业油气流，需要进行大规模体积压裂改造。目前压裂改造井 段的选择是针对碎肩岩和碳酸盐岩地层，根据钻井显示和测井解释的储层及其"四性"关系 (岩性、物性、电性、含油气性及其相互关系)和储层厚度确定或者利用邻井压裂、测试、开发 资料通过数值方法确定。例如，1992年石油工业出版社出版的《试采地质》一书公开的新探 区压裂选井、层原则是：油气层渗透性和含油性不太好的地区，应优先选择含油气显示较 好，孔隙度、渗透率较高的井、层进行压裂，碳酸盐岩地区在裂缝发育的部位选井选层。再 如，2013年03期《物探化探计算技术》公开的利用模糊数学、灰色关联相结合的水力压裂选 井选层评判方法，对渗透率、有效孔隙度、表皮因数、采出程度、产层厚度、可采储量、含水饱 和度、流动系数、油气层压力、产量、生产压差等因素利用模糊数学、灰色理论等数学方法进 行压裂选层。
[0003]但在实际应用中，上述现有技术主要存在如下缺点： (1) 针对碎肩岩和碳酸盐岩等常规，未针对页岩气藏； (2) 只考虑钻井显示和储层"四性"关系，未考虑岩石脆性、地应力等因素； (3) 由测井、压裂、测试、开发资料利用复杂的数学方法进行选择，使用的资料种类繁 多，现场实施难度大，适用于开采中后期，不适用于探井和评价井。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于克服现有技术存在的上述问题，提供一种利用测井资料优选页 岩气井压裂改造井段的方法。本发明利用测井资料计算页岩气地层储层品质、完井品质和 综合品质，建立了页岩气分级评价标准，实现了优选压裂改造井段。
[0005]为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下： 一种利用测井资料优选页岩气井压裂改造井段的方法，其特征在于，包括如下步骤： a、 利用测井资料计算页岩气储层品质关键参数，计算出页岩气储层品质； b、 利用测井资料计算页岩气完井品质关键参数，计算出页岩气储层完井品质； c、 根据页岩气储层品质和完井品质计算出储层综合品质； d、 根据页岩气储层综合品质建立分级评价标准，从而优选出压裂改造井段。
[0006]所述步骤a中，分析和计算页岩气地层复杂矿物组分、总有机碳含量、吸附气含量、 游离气含量、孔隙度等储层品质关键参数。
[0007]所述步骤a中，利用测井曲线建立求取页岩地层复杂矿物组分的响应方程组，用最 优化方法求解得到孔隙度和各矿物组分体积含量。
[0008] 所述步骤a中，在有元素测井资料的情况下，结合自然伽马能谱测井资料计算出黄 铁矿、总有机碳和干酪根的含量，对响应方程组重新整理和求解，得到更加准确的复杂矿物 组分体积含量。
[0009]所述步骤a中，计算页岩储层品质RQ的方法是：
式中，toe为总有机碳含量，％;gas为含气量，m3/t;Vsh为粘土含量，％;hd为储层厚度，m;ms为埋藏深度，m;ppg为地层压力系数，MPa/m;W1、W2、W3、W4、W5、W6分别为权系数，小数;， ；1^2，；^3，€4，€5，€6分别为以1：0(3,838，'\^11，11(1，1118，口口8为自变量的函数。
[0010] 所述步骤b中，利用测井资料和岩心地应力测试数据分析和计算脆性指数、最大水 平应力、最小水平应力、地层破裂压力、裂缝发育程度、固井质量等完井品质参数。
[0011] 所述步骤b中，计算页岩气储层完井品质CQ的方法是：
式中，brit为脆性指数，％;shmax为最大水平应力，MPa;shmin为最小水平应力，MPa;ffp为地层破裂压力，MPa;fgd为裂缝发育程度，小数;ce为固井质量，小数;WT1、WT2、WT3、WT4、 WT5、WT6分别为权系数，小数；gi，g2，g3，g4，g5，g6分别为以brit，shmax，shmin，ffp，fgd，ce 为自变量的函数。
[0012] 所述步骤c中，根据页岩气储层品质和完井品质计算储层综合品质WQ的方法是： WQ=hl(RQ)+h2(CQ) 式中，匕上分别为以RQ，CQ为自变量的函数。
[0013] 所述步骤d中，根据储层综合品质WQ计算结果，划分出优质(WQ2 0.8)、较好(0.65 <购<0.8)、一般(0.45<10<0.65)、较差(10<0.45)四个级别的页岩气地层，从而建立页 岩气储层综合品质分级评价标准。
[0014] 所述步骤d中，根据页岩气储层综合品质优选压裂改造井段的方法是:WQ2 0.65， 即选择储层综合品质较好的井段进行压裂。
[0015]采用本发明的优点在于： 一、采用本发明解决了以下技术问题：1、解决页岩气储层品质计算问题;2、解决页岩气 完井品质计算问题;3、解决页岩气综合品质计算问题;4、解决页岩气分级评价标准建立和 压裂改造井段优选的问题。
[0016] 二、采用本发明可以解决生产技术难题，拓展了测井采集、解释市场，指导压裂施 工，满足生产需要，取得显著经济效益。
【附图说明】
[0017]图1本发明测井解释处理成果图。
【具体实施方式】
[0018] 实施例1 一种利用测井资料优选页岩气井压裂改造井段的方法，包括如下步骤： a、 利用测井资料计算页岩气储层品质关键参数，计算出页岩气储层品质； b、 利用测井资料计算页岩气储层完井品质关键参数，计算出页岩气储层完井品质； c、 根据页岩气储层品质和完井品质计算出储层综合品质； d、 根据页岩气储层综合品质建立分级评价标准，从而优选出压裂改造井段。
[0019] 所述步骤a中，分析和计算页岩气地层复杂矿物组分、总有机碳含量、吸附气含量、 游离气含量、孔隙度等储层品质关键参数。
[0020] 其中，各种参数的计算过程为现有方法。如，总有机碳含量用三孔隙度曲线法计 算;吸附气含量根据兰格缪尔公式计算;游离气含量的计算较为简单，主要与有效孔隙度、 含气饱和度、地层压力、温度有关，与常规储层的评价相似，总含气量等于吸附气含量和游 离气含量之和。地层压力系数根据邻井试油结果或区域地层压力资料得到。
[0021] 所述步骤a中，利用测井曲线建立求取页岩地层复杂矿物组分的响应方程组，用最 优化方法求解得到孔隙度和各矿物组分体积含量。
[0022] 所述步骤a中，在有元素测井资料的情况下，结合自然伽马能谱测井资料计算出黄 铁矿、总有机碳和干酪根的含量，对响应方程组重新整理和求解，得到更加准确的复杂矿物 组分体积含量。
[0023] 所述步骤a中，计算页岩储层品质RQ的方法是：
式中，toe为总有机碳含量，％;gas为含气量，m3/t;Vsh为粘土含量，％;hd为储层厚度，m;ms为埋藏深度，m;ppg为地层压力系数，MPa/m;W1、W2、W3、W4、W5、W6分别为权系数，小数;， ；1^2，；^3，€4，€5，€6分别为以1：0(3,838，'\^11，11(1，1118，口口8为自变量的函数。
[0024] 所述步骤b中，利用测井资料和岩心地应力测试数据分析和计算脆性指数、最大水 平应力、最小水平应力、地层破裂压力、裂缝发育程度、固井质量等完井品质参数。
[0025] 其中，各种参数的计算过程为现有方法。如脆性指数有两种计算方法，一种是用阵 列声波测井资料和密度测井资料计算出的杨氏模量和泊松比进行计算;另一种是用矿物含 量法计算脆性指数。
[0026]利用测井资料和岩心地应力测试数据计算最大水平应力、最小水平应力和地层破 裂压力。
[0027] 利用测井资料识别裂缝和分析计算裂缝的长度、密度、宽度、平均水动力宽度、视 孔隙度，从而计算出裂缝发育程度。由水泥胶结成测井评价固井质量。
[0028] 所述步骤b中，计算页岩气储层完井品质CQ的方法是：
式中，brit为脆性指数，％;shmax为最大水平应力，MPa;shmin为最小水平应力，MPa;ffp为地层破裂压力，MPa;fgd为裂缝发育程度，小数;ce为固井质量，小数;WT1、WT2、WT3、WT4、 WT5、WT6分别为权系数，小数；gi，g2，g3，g4，g5，g6分别为以brit，shmax，shmin，ffp，fgd，ce 为自变量的函数。
[0029]所述步骤c中，根据页岩气储层品质和完井品质计算储层综合品质WQ的方法是： WQ=hl(RQ)+h2(CQ) 式中，匕上分别为以RQ，CQ为自变量的函数。
[0030] 所述步骤d中，根据储层综合品质计算结果，划分出优质(WQ2 0.8)、较好(0.65 < 购<0.8)、一般(0.45^0<0.65)、较差(10<0.45)四个级别的页岩气地层，从而建立页岩 气储层综合品质分级评价标准。
[0031] 所述步骤d中，优选压裂改造井段的方法是:WQ2 0.65，即选择储层综合品质较好 的井段进行压裂。
[0032] 实施例2 一种利用测井资料优选页岩气井压裂改造井段的方法，包括如下步骤： 1、根据页岩气地层复杂矿物组分、总有机碳含量、吸附气含量、游离气含量、孔隙度等 储层品质关健参数，计算页岩气储层品质。
[0033]页岩气储层由于沉积于深水、半深水的海相，储层一般为富含碳的黑色页岩，矿物 组分除了粘土、石英、长石(斜长石、正长石）、有机质外，