[发明专利]裂缝性页岩渗透率的评价方法和评估模型及其构建方法

说明书

本发明提供了裂缝性页岩渗透率的评价方法和评估模型及其构建方法，所述评估模型为所述评价方法通过页岩储层的总渗透率K来评价裂缝性页岩的渗透性，其中，页岩储层的总渗透率K通过页岩渗透率评估模型计算；所述构建方法包括以下步骤：S1、基于混合分形单元模型和达西定律，推导页岩基质的渗透率表达式；S2、基于分形理论，建立天然裂缝开度和长度的分形特征表达模型；S3、基于步骤S2中的模型和立方定律，推导天然裂缝的渗透率表达式；S4、基于页岩基质的渗透率表达式和天然裂缝的渗透率表达式，推导整体页岩储层的渗透率表达式。本发明预测包括页岩基质以及天然裂缝的渗透率的准确率高达95％以上，大大节约评估成本。

技术领域

本发明涉及页岩渗透率的评价方法技术领域，具体来讲，涉及裂缝性页岩渗透率的评价方法和评估模型及其构建方法。

背景技术

众所周知，页岩是一种非常规的含气储层，其最为特别的特征就是天然裂缝相当发育。所以评价这种裂缝发育页岩的渗透性，需要从两个方面来评价。一个方面需要对页岩基质的渗透性进行评价，另一个方面需要从页岩天然裂缝的渗透性进行评价。在整个页岩渗流系统中，由于天然裂缝与基质渗透性的巨大差异，其评价机制也大不相同，所以准确的评价天然裂缝发育页岩的渗透性具有相当大难度。

例如，于2018年12月21日公开的名称为基于气测渗透率评价滑溜水对页岩渗透率影响效果的方法、公开号为CN109060634A的专利申请文献记载了一种采用气测渗透率的实验方法得到干燥岩心的渗透率的新的实验方法，能够确保滑溜水压裂液对页岩产生的影响能够真实全面的反映出来。于2018年12月25日公开的名称为一种评价滑溜水侵入量对页岩渗透率影响效果的方法、公开号为CN109085108A的专利申请文献记载了一只利用核磁共振测试来评价滑溜水浸入量对页岩渗透率影响效果的方法。于2018年12月25日公开的名称为一种评价滑溜水浸润时间对页岩渗透率影响效果的方法、公开号为CN109085109A的专利申请文献记载了一种利用核磁共振测试来评价滑溜水浸润时间对页岩渗透率影响效果的方法。上述专利申请文献均提供的是如何利用实验评价滑溜水对页岩渗透率影响效果的方法，但不能用于直接预测包括页岩基质以及天然裂缝的渗透率。

因此，需要一种新的方法表征页岩孔隙以及天然裂缝结构以及预测页岩渗透率，这对于页岩气开发具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。例如，本发明的目的之一在于提供一种能够在考虑页岩气渗流特征以及分形特征条件下，准确预测包括页岩基质以及天然裂缝的渗透率的评价方法和评估模型。

为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种裂缝性页岩渗透率的评估模型，所述页岩渗透率评估模型的计算方程如式(8)所示：

式中，K为页岩储层的总渗透率，m²；K_m为页岩基质的渗透率，m²；K_f为页岩储层中天然裂缝的渗透率，m²；π为圆周率，无量纲；D_p为孔隙面积分形维数，无量纲；λ_max为最大毛管束管道直径，m；D_tp为迂曲度分形维数，无量纲；L₀为模型特征长度，m；W₀为模型特征宽度，m；H₀为模型特征高度，m；θ为天然裂缝的倾角，度；α为天然裂缝的逼近角，度；D_e为裂缝开度分布的分形维数，无量纲；D_tf为天然裂缝长度分布的分形维数，无量纲；e_max为最大裂缝开度，m。

本发明的又一方面提供了一种裂缝性页岩渗透率的评价方法，所述评价方法通过页岩储层的总渗透率K来评价裂缝性页岩的渗透性，其中，页岩储层的总渗透率K通过上述的页岩渗透率评估模型计算。