[发明专利]一种基于应力释放率的储层裂缝预测方法

说明书

本发明涉及油气田勘探开发领域，尤其是一种基于应力释放率的储层裂缝预测方法。本发明通过不同地区储层矿物含量、TOC含量以及岩石力学参数测定，分析矿物含量与岩石力学参数的相关性，进而确定三维岩石力学参数分布，建立有限元非均质地质力学模型，进行古应力释放率模拟，利用建立的裂缝密度计算模型，实现裂缝密度三维分布预测。本发明由严格的数学算法推导组成，利用计算机编程语言开发相应的计算程序，它解决了储层裂缝密度难以准确定量预测的问题。

技术领域

本发明涉及油气田勘探开发领域，尤其是一种基于应力释放率的储层裂缝预测方法。

背景技术

北美海相页岩天然气勘探的成功和中国大量页岩气的发现表明，低孔低渗储层的天然裂缝可以形成重要的渗流通道，另外，储层经过水力压裂后可形成连通裂缝系统，从而成为有效的储集层。目前四川盆地龙马溪组页岩气勘探取得的突破，以及黔北地区邻近地区逐渐吸引地球科学家的关注。近期，重庆下志留统龙马溪组焦石坝页岩气田的商业开发表明，华南地区是中国页岩气储量的重要战略区域。近期页岩气勘探开发表明，龙马溪页岩的物性差，孔隙度低，渗透率低，大部分样品的孔隙度在0.67-1.76％之间(平均值为1.27％)，渗透率在0.0049-0.6912mD之间(平均值为0.1528mD)。因此，裂缝分布的预测对于进一步开发该地区页岩气具有重要意义。

近10年来，页岩裂缝相关理论和方法研究取得重要进展，主要集中于裂缝类型和成因机制、天然裂缝的定性和定量识别、储层裂缝分布的预测以及裂缝和含气能力之间的关系。目前对天然裂缝的研究主要集中在三个方面：(1)宏观裂缝和微裂缝的发展，强调宏观和微观尺度特征的结合；(2)定性和定量地确定裂缝发育的主控因素；(3)重视油藏性能评价和页岩裂缝渗流特征。由于构造裂缝的发育和分布是受岩石力学参数和古构造应力场控制，因此建立详细的地质力学模型，恢复古构造应力场是预测裂缝分布的基础。应用有限元法(FEM)对构造应力场进行分析，目前得到了较好的验证。以前的地质力学建模研究已经考虑到地质单元是单一的同质体或者具有相同岩石力学参数的均质体。然而，这些假设往往与实际地质条件不一致，导致应力场模拟和裂缝预测存在偏差。另外，大多数裂缝预测模型仅考虑主应力或剪切应力的大小，而没有考虑岩石中能量的积累、释放和保存。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，提供了一种基于应力释放率的储层裂缝预测方法，它解决了储层裂缝密度难以准确定量预测的问题。

本发明的技术方案为：一种基于应力释放率的储层裂缝预测方法，具体的步骤如下：

第一步 不同地区储层矿物含量、TOC含量以及岩石力学参数测试；

通过储层矿物含量、TOC含量以及岩石力学参数分析测试，确定岩石的矿物百分含量、TOC含量以及岩石力学参数；

第二步 矿物含量、TOC含量与岩石力学参数相关性分析；

采用相关性分析的方法研究不同岩石力学参数、粘土矿物、石英、长石、方解石、白云石矿物以及TOC含量之间的相关性。相关性分析是指对两个或多个的变量进行分析，从而衡量这些变量的相关密切程度。相关系数则是定量评价相关性大小、正负的指标，常用的相关性系数有Pearson相关系数、Kendall相关系数以及Spearman相关系数。

在选择相关系数时，首先应该判断变量是否服从正态分布，统计数据的频率分布如表2所示。正态分布检验主要采用P-P图以及非参数检验方法。P-P图是根据变量的累积比例与指定分布的累积比例之间的关系所绘制的图形。通过P-P图可以检验数据是否符合指定的分布；当数据符合指定分布时，P-P图中各点近似呈一条直线，因此，若点离直线越近，或多数点都在直线上，数据就有较好的正态性。