扫描确定破裂岩石裂缝面积的致密储层可压性评价方法与流程

文档序号:16543585发布日期:2019-01-08 20:40阅读:214来源:国知局

本发明涉及致密储层压裂技术,具体涉及扫描确定破裂岩石裂缝面积的致密储层可压性评价方法。



背景技术:

致密储层具有低孔低渗的特点,为最大限度的提高其开发效益,需要对其储层岩石的可压性进行评价,优选出可压性良好容易形成缝网的井段进行压裂,从而提高压裂效果和单井产能。可压性是指储层形成复杂裂缝网络的难易程度,是用来衡量储层有效改造难易程度的参数。储层可压性好,表明该储层经过水力压裂较易形成复杂缝网,压裂改造效果较好;储层可压性差,则表明压后形成的裂缝形态比较简单,很难形成复杂的缝网,储层增产改造效果较差。

目前国内外主要以岩石脆性作为表征致密储层可压性的评价指标,部分学者还通过断裂韧性、岩石内摩擦角、总有机碳含量以及镜质体反射率等参数中的一个或者几个参数的组合作为表征可压性的指标。这些致密储层可压性评价方法的缺点主要体现在:

(1)岩石的脆性和可压性是不同的概念,用岩石脆性来表征储层可压性的方法存在一定的缺陷:①岩石脆性是指岩石在外力作用下变形很小即发生破裂的性质,可压性是指储层岩石破裂后形成复杂裂缝网络的难易程度,二者在物理内涵上存在较大的差别;②岩石的脆性主要通过岩石的物理力学性质(例如弹性模量与泊松比、硬度、抗压强度、应力跌落程度等)和矿物组成(脆性矿物含量)来表征,无论是岩石的物理力学性质还是矿物组成均不能与可压性表征的复杂缝网特征一致,同时用来评价岩石脆性的方法和参数都具有各自的优缺点和适用条件,用不同方法表征的岩石脆性具有一定的差异。

(2)断裂韧性、岩石内摩擦角是岩石力学性质的一种表征,并不能反映破裂后岩石内部的裂缝特征,也不宜用来表征可压性;

(3)可压性指的是储层岩石能否通过压裂被有效改造的工程特征,而总有机碳含量以及镜质体反射率等参数是用来反映储层含油气特征的参数,因此总有机碳含量以及镜质体反射率等参数不能反映储层岩石的工程可压性。

可压性是指储层形成复杂裂缝网络的难易程度,现有的可压性评价法都存在一定的缺陷,亟需一种科学的储层可压性评价方法,真实的反映储层岩石可压性的物理内涵,从而为致密储层压裂选井、选层提供指导,提高致密储层的压裂改造效果。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种扫描确定破裂岩石裂缝面积的致密储层可压性评价方法,这种扫描确定破裂岩石裂缝面积的致密储层可压性评价方法用于解决现有致密储层可压性评价方法不能真实的反映储层岩石可压性的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:这种扫描确定破裂岩石裂缝面积的致密储层可压性评价方法包括如下步骤:

步骤一、选取某区块岩石,用于制备φ25mm×50mm的致密岩样试件;

步骤二、使用三轴压缩试验机对致密岩样试件进行三轴压缩试验,先将围压以恒定速率加至预定值,再轴向加载直至破坏;

步骤三、对步骤二加载后破坏的致密岩样试件进行ct扫描,观察致密岩样试件中的裂缝分布形态;扫描时要始终保持x射线源和探测器的位置不变,将致密岩样试件匀速从-180°旋转至180°,每旋转一定角度拍摄1张图片;扫描范围为整个致密岩样试件高度,自上而下每间隔1mm扫描一层,共扫描45层,对扫描得到的图像进行下述处理:

(1)对图像进行黑白二值化处理:通过不断对比观察图像灰度来选择合适阈值,当ct数大于或等于该阈值时其灰度值为255,其所代表的像素点变成白色;当ct数小于该阈值时,灰度值为0,其所代表的像素点变为黑色;

(2)对黑白图像进行形状分析,去除噪声和孔隙,只保留裂缝:采用中值滤波算法对图像进行滤波处理,去除原始ct扫描图中的噪声点;采用图形对象的长度与宽度的比值为3.5作为孔隙和裂缝的判别指标,去除原始ct扫描图中的孔隙,只保留裂缝;

(3)使用图像处理软件求取ct扫描得到的岩样内部总的裂缝面积;

步骤四、选取该区块不同位置的多个致密岩样试件,重复步骤一至三得到多块致密岩样试件破裂后的裂缝面积,统计分析确定该区块致密岩石可压性评价的相对评价等级和划分标准,并对不同位置的岩样进行可压性评价。

上述方案中制备φ25mm×50mm的致密岩样试件时,要求致密岩样试件两端面相互平行,致密岩样试件不平整度误差不大于0.5mm,致密岩样试件高度的误差不得大于0.3mm,致密岩样试件端面应垂直于致密岩样试件轴线,最大偏差不得大于0.25°。

本发明具有以下有益效果:

(1)本发明以岩石破裂后内部形成的裂缝面积作为可压性的评价指标,裂缝面积越大代表裂缝越复杂,更能科学的反映可压性的物理内涵;

(2)本发明通过ct扫描的方法确定岩石破裂后内部形成的裂缝面积,能够更为准确的提取岩石破裂后内部的裂缝信息,得出的裂缝面积更为真实,可压性评价结果也更为准确;

(3)本发明以岩石破裂后内部形成的裂缝面积作为可压性评价的指标,不需要考虑岩石加载前是否含有微裂缝等内部缺陷,无需对岩石进行选择和预处理,测试结果更有代表性;

(4)本发明提出的致密储层可压性评价方法具有普遍适用性,适用于致密油气、页岩气等非常规储层,能够为致密储层压裂选井、选层提供可靠的依据。

具体实施方式

下面对本发明作进一步的说明:

这种扫描确定破裂岩石裂缝面积的致密储层可压性评价方法包括如下步骤:

步骤一、选取某区块岩石,用于制备φ25mm×50mm的致密岩样试件,要求致密岩样试件两端面相互平行,致密岩样试件不平整度误差不大于0.5mm,致密岩样试件高度的误差不得大于0.3mm,致密岩样试件端面应垂直于致密岩样试件轴线,最大偏差不得大于0.25°。

步骤二、使用三轴压缩试验机对致密岩样试件进行三轴压缩试验,先将围压以恒定速率加至预定值,再轴向加载直至破坏。

步骤三、对步骤二加载后破坏的致密岩样试件进行ct扫描,观察致密岩样试件中的裂缝分布形态;扫描时要始终保持x射线源和探测器的位置不变,将致密岩样试件匀速从-180°旋转至180°,每旋转一定角度拍摄1张图片;扫描范围为整个致密岩样试件高度,自上而下每间隔1mm扫描一层,共扫描45层,对扫描得到的图像进行下述处理:

(1)对图像进行黑白二值化处理:通过不断对比观察图像灰度来选择合适阈值,当ct数大于或等于该阈值时其灰度值为255,其所代表的像素点变成白色;当ct数小于该阈值时,灰度值为0,其所代表的像素点变为黑色;

(2)对黑白图像进行形状分析,去除噪声和孔隙,只保留裂缝:采用中值滤波算法对图像进行滤波处理,去除原始ct扫描图中的噪声点;采用图形对象的长度与宽度的比值为3.5作为孔隙和裂缝的判别指标,去除原始ct扫描图中的孔隙,只保留裂缝;

(3)使用图像处理软件求取ct扫描得到的岩样内部总的裂缝面积。

步骤四、选取该区块不同位置的多个致密岩样试件,重复步骤一至三得到多块致密岩样试件破裂后的裂缝面积,统计分析确定该区块致密岩石可压性评价的相对评价等级和划分标准,并对不同位置的岩样进行可压性评价。

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