[发明专利]一种基于矿物含量的页岩气储层脆性评价方法

说明书

技术领域

本发明涉及岩石物理及储层评价方法领域，尤其涉及一种基于矿物含量的页岩气储层脆性评价方法。

背景技术

对于页岩气储层，由于压裂改造直接影响着气产量，而对地下岩石脆性的预测和评价决定着压裂改造的成功与否。脆性是材料的一个重要的力学性质。然而，关于脆性的定义还没有一致的说法，不同的研究者根据不同的情况和测量办法提出不同的脆性定义或者脆性度量办法。但是，根据大量的测试值，可以认为，高的脆性值代表着：（1）低的延展性，（2）容易开裂，（3）力度小的储层，（4）高的抗压强度/抗拉强度，（5）高的恢复力（弹力），（6）高的内摩擦角，（7）在压痕测试中容易开裂。Hucka和Das(1974),Kahraman(2005),Andrissi等(2005)总结了材料科学中使用的主要的脆性定义及评价方法，所有的脆性的定义/评价方法都是基于一些测量办法，主要的有抗压、抗拉强度测量，硬度测量。许多学者通过对岩石的测量认识到，不同的岩石具有不同的脆性（Altindag，2002；Chatterjee等，2013；Sabatakakis，2008）。在此认识的基础上，一些油藏勘探家使用岩石的矿物含量表征岩石的脆性，即认为石英、碳酸盐岩为脆性矿物，粘土为塑性矿物，使用岩石中石英体积含量，或者石英体积含量与碳酸盐岩的体积含量之和在岩石矿物总体积中所占的百分比作为岩石的脆性(Mavko的报告)，如公式（1）与公式（2）所述。这种计算方法仅仅是相对的将岩石中矿物分为脆性与塑性两类，其中公式（1）认为石英为脆性矿物，碳酸盐岩和粘土为塑性矿物，公式（2）中认为石英和方解石为脆性矿物，粘土为塑性矿物。这种方法有两种缺陷，第一，没有考虑每种矿物的脆性程度，如公式（2），分子中的碳酸盐岩与石英的系数都是1，分母中的石英，方解石，粘土其系数也都是1，也就是将石英与碳酸盐岩脆性程度认为是一样的，实际上这两种矿物的脆性程度是不同的，这就会使得计算的岩石的整体脆性错误；第二，这两种方法都没有考虑页岩气储层中存在的干酪根，长石等矿物，而页岩气储层的特征就是矿物复杂，含有一定含量的干酪根，并且长石是常见的造岩矿物，在岩石中是必然存在的，不考虑这些矿物也造成计算的岩石整体的脆性值错误。

RBI=Quartz/(Quartz+Carbonate+Clay)(1)

RBI=(Quartz+Carbonate)/(Quartz+Carbonate+Clay)(2)

式中，

Quartz,指石英的体积含量；

Carbonate,指碳酸盐岩的体积含量，包括方解石和白云石；

Clay，指粘土的体积含量；

RBI指脆性因子值。

发明内容

本发明要解决的技术问题是建立一个基于矿物含量的页岩气储层脆性评价方法，该方法不仅需要考虑主要矿物的体积分数，也要考虑其脆性程度。

为了解决上述技术问题，本发明的基于矿物含量的页岩气储层脆性评价方法是，以石英的脆性为标准，确定页岩气储层中每一种主要矿物的相对脆性程度，称为矿物脆性系数，利用矿物体积含量及每种矿物的脆性系数计算储层岩石整体脆性程度，所述矿物体积含量指孔隙岩石中矿物的体积占孔隙岩石总体积的百分数。

所述主要矿物包括石英，含粘土的石英，高岭石，墨西哥粘土，混合粘土，方解石，白云石，盐岩，干酪根，条纹长石，斜长石，长石，硬石膏，沸石，钠沸石。

具体包括如下步骤：

步骤1：利用多矿物测井解释，或者XRD全岩分析方法等精细矿物分析方法，得到井中岩石或者岩心的矿物体积含量；根据▽logR方法求取岩石中TOC的体积含量，根据TOC与干酪根的比率计算干酪根在岩石总体积中的百分含量，所述比率为1.2；所述XRD，指X-Ray Diffraction,中文为X射线衍射，XRD全岩分析方法用X射线衍射的办法分析岩石中的矿物组成；所述TOC，指Total Organic Carbon,中文为总有机碳含量；

所述矿物体积含量指岩石中粘土，方解石，石英，白云石等矿物的体积占岩石总体积的百分数；所述多矿物测井解释是指使用多种测井资料及每种矿物的测井响应值作为已知条件，求解对应矿物的体积含量的方法，该方法根据已知测井曲线的多少，可以求得多种矿物的体积含量；其公式为