CN109870720A - 一种页岩气微裂缝测井识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种页岩气微裂缝测井识别方法，包括以下步骤：1)计算地层岩石体积压缩系数C_log；2)计算含气饱和度s_g；3)计算岩石骨架的密度ρ_m；4)计算岩石骨架纵波时差Δt_cm及横波时差Δt_sm；5)计算岩石骨架体积压缩系数Cm；6)计算岩石理论压缩系数C_th；7)考虑实测地层岩石体积压缩系数C_log与基于页岩矿物成分计算的理论体积压缩系数C_th之间的差异信息，同时考虑原状地层电阻率Rt与地层冲洗带电阻率Rxo之间的差异信息，得页岩气裂缝发育指数FI，当页岩气裂缝发育指数FI大于零，则该页岩气裂缝发育指数FI对应的井段为页岩气微裂缝发育段，该方法能够实现对裂缝发育段的识别。

Description

一种页岩气微裂缝测井识别方法

技术领域

本发明属于测井技术领域，涉及一种页岩气微裂缝测井识别方法。

背景技术

就常规油气藏而言，储层裂缝发育与否主要依靠微电阻率扫描成像测井技术来进行分析和判别。但是，页岩气藏特殊性在于其勘探开发手段均采用大斜度井水平井钻井，而微电阻率扫描测井仪器因为带推靠臂无法在大斜度井水平井中进行测量，所以页岩气藏裂缝评价成为了摆在地质家面前的一个难题。

针对页岩气藏裂缝识别这个难题，前人的研究大致可分为两大类，其一是从地球物理勘探的角度提出了基于地震资料来预测裂缝的方法，其二从测井的角度提出了根据岩石矿物中某几种特殊矿物含量间接预测裂缝发育的方法。

基于地震资料来预测裂缝建立的种种模型最主要的缺陷在于：地震资料本身决定它仅适用于识别大尺度的裂缝；根据岩石矿物中某几种特殊矿物含量来间接预测裂缝最主要的缺陷在于理论依据不充分，经验性较强。鉴于此，就需要发展一种技术从现有的测井信息中提取裂缝发育指数来指示裂缝发育段，来用于页岩气藏裂缝评价。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种页岩气微裂缝测井识别方法，该方法能够实现对裂缝发育段的识别。

为达到上述目的，本发明所述的页岩气微裂缝测井识别方法包括以下步骤：

1)测量地层的横波时差Δt_s、纵波时差Δt_c及密度ρ，再根据地层的横波时差Δt_s、纵波时差Δt_c及密度ρ计算地层岩石体积压缩系数C_log；

2)计算含气饱和度s_g；

3)通过地层元素测井仪器测量岩石骨架中各矿物的百分比含量V_mai，再根据岩石骨架中各矿物的百分比含量V_mai计算岩石骨架的密度ρ_m；

4)计算岩石骨架纵波时差Δt_cm及横波时差Δt_sm；

5)根据步骤3)得到的ρ_m及步骤4)得到的Δt_cm及Δt_sm计算岩石骨架体积压缩系数Cm；

6)根据岩石体积模型，岩石由岩石骨架和孔隙流体构成，再根据含气饱和度s_g计算岩石理论压缩系数C_th；

7)考虑实测地层岩石体积压缩系数C_log与基于页岩矿物成分计算的理论体积压缩系数C_th之间的差异信息，同时考虑原状地层电阻率Rt与地层冲洗带电阻率Rxo之间的差异信息，得页岩气裂缝发育指数FI，当页岩气裂缝发育指数FI大于零，则该页岩气裂缝发育指数FI对应的井段为页岩气微裂缝发育段。

步骤1)中地层岩石体积压缩系数C_log为：

步骤2)中的含气饱和度s_g为：

其中，a及b为与岩性相关的参数，对于非常规页岩气，a＝1，b＝1，m及n分别为岩石胶结指数和饱和指数，对于非常规页岩气，m＝2，n＝2，Rw为地层水电阻率，Rw＝0.015Ωm，Rt为原状地层电阻率，φ为孔隙度。

步骤3)中的岩石骨架的密度ρ_m为：

其中，i表示第i种岩性矿物，ρ_mai为第i种矿物的密度。

步骤4)中岩石骨架纵波时差Δt_cm及横波时差Δt_sm的表达式分别为：

其中，Δt_c,i为第i种岩石矿物的纵波时差值，Δt_s,i为第i种岩石矿物的横波时差值。

步骤5)中岩石骨架体积压缩系数Cm的表达式为：

步骤6)中的岩石理论压缩系数C_th为：

C_th＝φ[S_gC_g+(1-S_g)·C_w]+(1-φ)C_m (7)

其中，C_g为天然气体积压缩系数，C_w为水的压缩系数，C_g＝0.56Gpa^-1,C_w＝0.043Gpa^-1。

步骤7)中的页岩气裂缝发育指数FI为：

R_mf为冲洗带泥浆滤液的电阻率，R_xo为地层冲洗带电阻率，K_R为水平缝标识参数，K_R＝1.3。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的页岩气微裂缝测井识别方法在具体操作时，考虑实测地层岩石体积压缩系数C_log与基于页岩矿物成分计算的理论体积压缩系数C_th之间的差异信息，同时考虑原状地层电阻率Rt与地层冲洗带电阻率Rxo之间的差异信息，得页岩气裂缝发育指数FI，然后根据页岩气裂缝发育指数FI判断井段是否为页岩气微裂缝发育段，操作方便、简单，可以对非常规页岩气裂缝发育情况进行识别，解决页岩气微裂缝测井识别难题。

附图说明

图1为实施例一中输入的测井信息示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参考图1，本发明所述的页岩气微裂缝测井识别方法包括以下步骤：

1)计算地层岩石体积压缩系数C_log

其中，Δt_s及Δt_c分别为横波时差及纵波时差，ρ为地层密度；

2)计算含气饱和度s_g

其中，a及b为与岩性相关的参数，对于非常规页岩气，a＝1，b＝1，m及n分别为岩石胶结指数和饱和指数，对于非常规页岩气，m＝2，n＝2，Rw为地层水电阻率，Rw＝0.015Ωm，Rt为原状地层电阻率，φ为孔隙度；

3)计算岩石骨架的密度ρ_m

对于非常规页岩气，其岩石骨架有9种岩性矿物，它们分别是：干酪根、黄铁矿、石英、长石、方解石、白云石、蒙脱石、伊利石、绿泥石。对于这9种矿物成分的密度骨架值如表1所示：

表1

页岩岩石骨架密度ρ_m计算方法为：

其中，i表示第i种岩性矿物，V_mai为第i种矿物百分比含量，ρ_mai为第i种矿物的密度；

4)计算岩石骨架纵波时差Δt_cm及横波时差Δt_sm

对于非常规页岩气岩石骨架有9种岩性矿物：干酪根、黄铁矿、石英、长石、方解石、白云石、蒙脱石、伊利石、绿泥石纵波时差骨架值如表2所示：

表2

其中，页岩岩石骨架纵波时差Δt_cm为：

页岩岩石骨架横波时差Δt_sm为：

其中，Δt_c,i为第i种岩石矿物的纵波时差值，Δt_s,i为第i种岩石矿物的横波时差值；

5)根据步骤3)得到的ρ_m及步骤4)得到的Δt_cm及Δt_sm计算岩石骨架体积压缩系数Cm，其中，

6)根据岩石体积模型，岩石由岩石骨架和孔隙流体构成，则岩石理论压缩系数C_th为：

C_th＝φ[S_gC_g+(1-S_g)·C_w]+(1-φ)C_m (7)

其中，C_g为天然气体积压缩系数，C_w为水的压缩系数，C_g＝0.56Gpa^-1,C_w＝0.043Gpa^-1；

7)考虑实测地层岩石体积压缩系数C_log与基于页岩矿物成分计算的理论体积压缩系数C_th之间的差异信息，同时考虑原状地层电阻率Rt与地层冲洗带电阻率Rxo之间的差异信息，得页岩气裂缝发育指数FI为：

R_mf为冲洗带泥浆滤液的电阻率，R_xo为地层冲洗带电阻率，K_R为水平缝标识参数，K_R＝1.3，页岩气裂缝发育指数FI大于零，则该页岩气裂缝发育指数FI对应的井段为页岩气微裂缝发育段。

实施例一

如附图1所示，输入的测井信息有：第1道：纵波时差、横波时差；第2道密度；第3道，原状地层电阻率、地层冲洗带电阻率；第4-12分别为地层岩石干酪根、黄铁矿、石英、长石、方解石、白云石、蒙脱石、伊利石、绿泥石9种岩性矿物体积百分比含量；输出的信息为：第13道岩石理论压缩系数、地层岩石体积压缩系数；第14道裂缝发育指数FI。

计算某个深度点的裂缝发育指数，具体过程为：

根据测井信息，取出某井深度点2566.9m的测井数据如表3所示：

表3

计算得到的地层岩石体积压缩系数C_log为0.09，计算得到的含气饱和度s_g为0.65，计算得到的岩石骨架的密度ρ_m为2.53，计算得到的岩石骨架纵波时差Δt_cm及横波时差Δt_sm分别为78.23及139.56，计算得到的岩石骨架体积压缩系数Cm为0.047，计算得到的岩石理论压缩系数C_th为0.05，计算得到的页岩气裂缝发育指数FI为0.0017，则该井段为页岩气微裂缝发育。

Claims (8)

1.一种页岩气微裂缝测井识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)测量地层的横波时差Δt_s、纵波时差Δt_c及密度ρ，再根据地层的横波时差Δt_s、纵波时差Δt_c及密度ρ计算地层岩石体积压缩系数C_log；

2)计算含气饱和度s_g；

3)通过地层元素测井仪器测量岩石骨架中各矿物的百分比含量V_mai，再根据岩石骨架中各矿物的百分比含量V_mai计算岩石骨架的密度ρ_m；

4)计算岩石骨架纵波时差Δt_cm及横波时差Δt_sm；

5)根据步骤3)得到的ρ_m及步骤4)得到的Δt_cm及Δt_sm计算岩石骨架体积压缩系数Cm；

6)根据岩石体积模型，岩石由岩石骨架和孔隙流体构成，再根据含气饱和度s_g计算岩石理论压缩系数C_th；

7)考虑实测地层岩石体积压缩系数C_log与基于页岩矿物成分计算的理论体积压缩系数C_th之间的差异信息，同时考虑原状地层电阻率Rt与地层冲洗带电阻率Rxo之间的差异信息，得页岩气裂缝发育指数FI，当页岩气裂缝发育指数FI大于零，则该页岩气裂缝发育指数FI对应的井段为页岩气微裂缝发育段。

2.根据权利要求1所述的页岩气微裂缝测井识别方法，其特征在于，步骤1)中地层岩石体积压缩系数C_log为：

3.根据权利要求1所述的页岩气微裂缝测井识别方法，其特征在于，步骤2)中的含气饱和度s_g为：

其中，a及b为与岩性相关的参数，对于非常规页岩气，a＝1，b＝1，m及n分别为岩石胶结指数和饱和指数，对于非常规页岩气，m＝2，n＝2，Rw为地层水电阻率，Rw＝0.015Ωm，Rt为原状地层电阻率，φ为孔隙度。

4.根据权利要求1所述的页岩气微裂缝测井识别方法，其特征在于，步骤3)中的岩石骨架的密度ρ_m为：

其中，i表示第i种岩性矿物，ρ_mai为第i种矿物的密度。

5.根据权利要求1所述的页岩气微裂缝测井识别方法，其特征在于，步骤4)中岩石骨架纵波时差Δt_cm及横波时差Δt_sm的表达式分别为：

其中，Δt_c,i为第i种岩石矿物的纵波时差值，Δt_s,i为第i种岩石矿物的横波时差值。

6.根据权利要求1所述的页岩气微裂缝测井识别方法，其特征在于，步骤5)中岩石骨架体积压缩系数Cm的表达式为：

7.根据权利要求1所述的页岩气微裂缝测井识别方法，其特征在于，步骤6)中的岩石理论压缩系数C_th为：

C_th＝φ[S_gC_g+(1-S_g)·C_w]+(1-φ)C_m (7)

其中，C_g为天然气体积压缩系数，C_w为水的压缩系数，C_g＝0.56Gpa^-1,C_w＝0.043Gpa^-1。

8.根据权利要求1所述的页岩气微裂缝测井识别方法，其特征在于，步骤7)中的页岩气裂缝发育指数FI为：

R_mf为冲洗带泥浆滤液的电阻率，R_xo为地层冲洗带电阻率，K_R为水平缝标识参数，K_R＝1.3。