本發(fā)明涉及頁巖氣儲層技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種頁巖儲層成縫能力指數(shù)獲取方法及裝置。
背景技術(shù):
在頁巖氣儲層技術(shù)領(lǐng)域,通常情況下,在水力壓裂施工前,需要對頁巖儲層的成縫能力進(jìn)行評價,但是,目前國內(nèi)外還沒有統(tǒng)一的評價標(biāo)準(zhǔn)和方法。
影響儲層成縫能力的關(guān)鍵因素包括水平地應(yīng)力差、頁巖脆性和天然裂縫系的發(fā)育狀態(tài)。現(xiàn)有技術(shù)中,在對頁巖儲層的成縫能力指數(shù)進(jìn)行獲取時,是將水平地應(yīng)力差、頁巖脆性和天然裂縫系的發(fā)育狀態(tài)三個因素綜合在一起,從而獲得頁巖儲層的成縫能力評價指數(shù)。但是,在獲取天然裂縫系的發(fā)育狀態(tài)這一參數(shù)時,由于客觀因素,使得獲取到的天然裂縫系的發(fā)育狀態(tài)的值不準(zhǔn)確,從而導(dǎo)致獲取到的頁巖儲層的成縫能力指數(shù)的準(zhǔn)確性不高。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明提供一種頁巖儲層成縫能力獲取方法及裝置,以提高頁巖儲層的成縫能力指數(shù)的準(zhǔn)確性。
本發(fā)明實施例提供一種頁巖儲層成縫能力指數(shù)獲取方法,包括:
獲取所述頁巖儲層的脆性指數(shù)和水平地應(yīng)力差系數(shù);
獲取所述頁巖儲層的應(yīng)力敏感性系數(shù);
根據(jù)所述脆性指數(shù)、所述水平地應(yīng)力差系數(shù)及所述應(yīng)力敏感性系數(shù)確定所述頁巖儲層成縫能力指數(shù)。
在本發(fā)明一實施例中,所述獲取所述頁巖儲層的應(yīng)力敏感性系數(shù),包括:
獲取所述頁巖儲層的軸向壓力,并獲取所述軸向壓力下所述頁巖儲層的縱向波速;
根據(jù)所述軸向壓力和所述縱向波速,獲取所述應(yīng)用敏感性系數(shù)。
在本發(fā)明一實施例中,所述根據(jù)所述軸向壓力和所述縱向波速,獲取所述應(yīng)用敏感性系數(shù),包括:
根據(jù)所述軸向應(yīng)力和所述縱向波速確定線性擬合系數(shù);
根據(jù)所述線性擬合系數(shù)確定所述應(yīng)力敏感性系數(shù)。
在本發(fā)明一實施例中,所述根據(jù)所述軸向應(yīng)力和所述縱向波速確定線性擬合系數(shù),包括:
根據(jù)Vp=Ks·σA+C1確定線性擬合系數(shù);
其中,Vp表示縱向波速,Ks表示線性擬合系數(shù),σA表示軸向壓力,C1表示第一常數(shù)。
在本發(fā)明一實施例中,所述根據(jù)所述線性擬合系數(shù)確定所述波速應(yīng)力敏感性系數(shù),包括:
根據(jù)Ss=Ks/C2確定所述應(yīng)力敏感性系數(shù);
其中,Ss表示應(yīng)力敏感性系數(shù),Ks表示線性擬合系數(shù),C2表示第二常數(shù)。
在本發(fā)明一實施例中,所述根據(jù)所述脆性指數(shù)、所述水平地應(yīng)力差系數(shù)及所述應(yīng)力敏感性系數(shù)確定所述頁巖儲層成縫能力指數(shù),包括:
根據(jù)FI=B+Ss+SD確定所述頁巖儲層成縫能力指數(shù);
其中,F(xiàn)I表示所述頁巖儲層成縫能力指數(shù),B表示所述脆性指數(shù),Ss表示應(yīng)力敏感性系數(shù),SD表示所述水平地應(yīng)力差系數(shù)。
在本發(fā)明一實施例中,所述獲取所述頁巖儲層的脆性指數(shù),包括:
根據(jù)所述B=Cquartz/(Cquartz+Cclay+Ccarbonate)獲取所述頁巖儲層的脆性指數(shù);
其中,B表示所述脆性指數(shù),Cquartz表示所述頁巖儲層的石英含量,Cclay表示所述頁巖儲層的黏土含量,Ccarbonate表示所述頁巖儲層的碳酸鹽含量。
在本發(fā)明一實施例中,所述獲取所述頁巖儲層的水平地應(yīng)力差系數(shù),包括:
根據(jù)SD=1/(σH-σh)獲取所述頁巖儲層的水平地應(yīng)力差系數(shù);
其中,SD表示所述水平地應(yīng)力差系數(shù),σH表示所述頁巖儲層的水平地最大應(yīng)力,σh表示所述頁巖儲層的水平地最小應(yīng)力。
本發(fā)明實施例還提供一種頁巖儲層成縫能力指數(shù)獲取裝置,包括:
獲取模塊,用于獲取所述頁巖儲層的脆性指數(shù)和水平地應(yīng)力差系數(shù);以及獲取所述頁巖儲層的應(yīng)力敏感性系數(shù);
確定模塊,用于根據(jù)所述脆性指數(shù)、所述水平地應(yīng)力差系數(shù)及所述應(yīng)力敏感性系數(shù)確定所述頁巖儲層成縫能力指數(shù)。
在本發(fā)明一實施例中,所述獲取模塊,具體用于獲取所述頁巖儲層的軸向壓力,并獲取所述軸向壓力下所述頁巖儲層的縱向波速;根據(jù)所述軸向壓力和所述縱向波速,獲取所述應(yīng)用敏感性系數(shù)。
在本發(fā)明一實施例中,所述獲取模塊,具體用于根據(jù)所述軸向應(yīng)力和所述縱向波速確定線性擬合系數(shù);根據(jù)所述線性擬合系數(shù)確定所述應(yīng)力敏感性系數(shù)。
在本發(fā)明一實施例中,所述獲取模塊,具體用于根據(jù)Vp=Ks·σA+C1確定線性擬合系數(shù)。
其中,Vp表示縱向波速,Ks表示線性擬合系數(shù),σA表示軸向壓力,C1表示第一常數(shù)。
在本發(fā)明一實施例中,所述獲取模塊,具體用于根據(jù)Ss=Ks/C2確定所述應(yīng)力敏感性系數(shù)。
其中,Ss表示應(yīng)力敏感性系數(shù),Ks表示線性擬合系數(shù),C2表示第二常數(shù)。
在本發(fā)明一實施例中,所述確定模塊,具體用于根據(jù)FI=B+Ss+SD確定所述頁巖儲層成縫能力指數(shù);
其中,F(xiàn)I表示所述頁巖儲層成縫能力指數(shù),B表示所述脆性指數(shù),Ss表示應(yīng)力敏感性系數(shù),SD表示所述水平地應(yīng)力差系數(shù)。
在本發(fā)明一實施例中,所述獲取模塊,具體用于根據(jù)所述B=Cquartz/(Cquartz+Cclay+Ccarbonate)獲取所述頁巖儲層的脆性指數(shù);
其中,B表示所述脆性指數(shù),Cquartz表示所述頁巖儲層的石英含量,Cclay表示所述頁巖儲層的黏土含量,Ccarbonate表示所述頁巖儲層的碳酸鹽含量。
在本發(fā)明一實施例中,所述獲取模塊,具體用于根據(jù)SD=1/(σH-σh)獲取所述頁巖儲層的水平地應(yīng)力差系數(shù);
其中,SD表示所述水平地應(yīng)力差系數(shù),σH表示所述頁巖儲層的水平地最大應(yīng)力,σh表示所述頁巖儲層的水平地最小應(yīng)力。
本發(fā)明實施例提供的頁巖儲層成縫能力指數(shù)獲取方法及裝置,通過獲取頁巖儲層的脆性指數(shù)和水平地應(yīng)力差系數(shù),并獲取頁巖儲層的應(yīng)力敏感性系數(shù);再根據(jù)脆性指數(shù)、水平地應(yīng)力差系數(shù)及應(yīng)力敏感性系數(shù)確定頁巖儲層成縫能力指數(shù)。由此可見,本發(fā)明實施例提供的頁巖儲層成縫能力指數(shù)獲取方法,是通過脆性指數(shù)、水平地應(yīng)力差系數(shù)及應(yīng)力敏感性系數(shù)確定頁巖儲層成縫能力指數(shù)三個參數(shù)確定的,從而提高了頁巖儲層的成縫能力指數(shù)的準(zhǔn)確性,且可操作性強(qiáng)。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖做一簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發(fā)明實施例提供的一種頁巖儲層成縫能力指數(shù)獲取方法的流程示意圖;
圖2為本發(fā)明實施例提供的另一種頁巖儲層成縫能力指數(shù)獲取方法的流程示意圖;
圖3為本發(fā)明實施例提供的一種獲取縱向波速的示意圖;
圖4為本發(fā)明實施例提供的一種獲取應(yīng)用敏感性系數(shù)的流程示意圖;
圖5為本發(fā)明實施例提供的一種軸向應(yīng)力與縱向波速之間的關(guān)系示意圖;
圖6為本發(fā)明實施例提供的一種頁巖儲層成縫能力指數(shù)獲取裝置60的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚,下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖,對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒景l(fā)明中的實施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
本發(fā)明的說明書和權(quán)利要求書及上述附圖中的術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于區(qū)別類似的對象,而不必用于描述特定的順序或先后次序。應(yīng)該理解這樣使用的數(shù)據(jù)在適當(dāng)情況下可以互換,以便這里描述的本發(fā)明的實施例,例如能夠以除了在這里圖示或描述的那些以外的順序?qū)嵤?。此外,術(shù)語“包括”和“具有”以及他們的任何變形,意圖在于覆蓋不排他的包含,例如,包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統(tǒng)、產(chǎn)品或設(shè)備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元,而是可包括沒有清楚地列出的或?qū)τ谶@些過程、方法、產(chǎn)品或設(shè)備固有的其它步驟或單元。
需要說明的是,下面這幾個具體的實施例可以相互結(jié)合,對于相同或相似的概念或過程可能在某些實施例中不再贅述。
圖1為本發(fā)明實施例提供的一種頁巖儲層成縫能力指數(shù)獲取方法的流程示意圖,該頁巖儲層成縫能力指數(shù)獲取方法可以由頁巖儲層成縫能力指數(shù)獲取裝置執(zhí)行,示例的,該頁巖儲層成縫能力指數(shù)獲取裝置可以單獨設(shè)置,也可以集成在處理器中。請參見圖1所示,該頁巖儲層成縫能力指數(shù)獲取方法可以包括:
S101、獲取頁巖儲層的脆性指數(shù)和水平地應(yīng)力差系數(shù)。
示例的,在本發(fā)明實施例中,可以先收集待測量的井底巖心,鉆取Φ25*50mm的樣品,再將鉆樣過程中的碎塊粉碎為320目粉末,然后放入烘干室進(jìn)行烘干,烘干室溫度設(shè)為105攝氏度,烘干時間視巖樣大小而定,再測試礦物成分,從而根據(jù)礦物成分確定頁巖儲層的脆性指數(shù)。當(dāng)然,本發(fā)明實施例只是以320目和烘干室溫度設(shè)為105攝氏度為例進(jìn)行說明,但并不代表本發(fā)明僅局限于此。
S102、獲取頁巖儲層的應(yīng)力敏感性系數(shù)。
其中,該應(yīng)力敏感性系數(shù)是指巖石在應(yīng)力作用下,天然裂隙閉合,以使波速增加的速率。
需要說明的是,在本發(fā)明實施例中,S101和S102之間并無先后順序,可以先執(zhí)行S101,再執(zhí)行S102,當(dāng)然,也可以先執(zhí)行S102,再執(zhí)行S101,本發(fā)明實施例只是以先執(zhí)行S101,再執(zhí)行S102為例進(jìn)行說明,但并不代表本發(fā)明僅局限于此。
S103、根據(jù)脆性指數(shù)、水平地應(yīng)力差系數(shù)及應(yīng)力敏感性系數(shù)確定頁巖儲層成縫能力指數(shù)。
在分別獲取到頁巖儲層的脆性指數(shù)、水平地應(yīng)力差系數(shù)及應(yīng)力敏感性系數(shù)之后,就可以根據(jù)這三個參數(shù)確定頁巖儲層成縫能力指數(shù),從而對頁巖儲層成縫能力進(jìn)行評價。
本發(fā)明實施例提供的頁巖儲層成縫能力指數(shù)獲取方法,通過獲取頁巖儲層的脆性指數(shù)和水平地應(yīng)力差系數(shù),并獲取頁巖儲層的應(yīng)力敏感性系數(shù);再根據(jù)脆性指數(shù)、水平地應(yīng)力差系數(shù)及應(yīng)力敏感性系數(shù)確定頁巖儲層成縫能力指數(shù)。由此可見,本發(fā)明實施例提供的頁巖儲層成縫能力指數(shù)獲取方法,是通過脆性指數(shù)、水平地應(yīng)力差系數(shù)及應(yīng)力敏感性系數(shù)確定頁巖儲層成縫能力指數(shù)三個參數(shù)確定的,從而提高了頁巖儲層的成縫能力指數(shù)的準(zhǔn)確性,且可操作性強(qiáng)。
基于圖1對應(yīng)的實施例,在圖1對應(yīng)的實施例的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步地,請參見圖2所示,圖2為本發(fā)明實施例提供的另一種頁巖儲層成縫能力指數(shù)獲取方法的流程示意圖,當(dāng)然,本發(fā)明實施例只是以圖2為例進(jìn)行說明,但并不代表本發(fā)明僅局限于此。該頁巖儲層成縫能力指數(shù)獲取方法可以包括:
S201、獲取頁巖儲層的脆性指數(shù)和水平地應(yīng)力差系數(shù)。
可選的,在本發(fā)明實施例中,在通過選取待測頁巖樣品,將其粉碎為320目粉末,再測試得到礦物成分之后,可以根據(jù)B=Cquartz/(Cquartz+Cclay+Ccarbonate)獲取頁巖儲層的脆性指數(shù)。
其中,B表示脆性指數(shù),Cquartz表示頁巖儲層的石英含量,Cclay表示頁巖儲層的黏土含量,Ccarbonate表示頁巖儲層的碳酸鹽含量。
可選的,在本發(fā)明實施例中,可以通過查找相關(guān)資料,以確定頁巖儲層的水平地最大應(yīng)力和最小應(yīng)力,在水平地最大應(yīng)力和最小應(yīng)力確定之后,就可以根據(jù)SD=1/(σH-σh)獲取頁巖儲層的水平地應(yīng)力差系數(shù)。
其中,SD表示水平地應(yīng)力差系數(shù),σH表示頁巖儲層的水平地最大應(yīng)力,σh表示頁巖儲層的水平地最小應(yīng)力。
S202、獲取頁巖儲層的軸向壓力,并獲取軸向壓力下頁巖儲層的縱向波速。
示例的,請參見圖3所示,圖3為本發(fā)明實施例提供的一種獲取縱向波速的示意圖。在圓柱樣30的一端301施加軸向壓力,并通過波速傳感器302檢測軸向壓力下頁巖儲層的縱向波速。
在本發(fā)明實施例中,可以先鉆取頁巖,將鉆取的頁巖放在壓機(jī)上,在軸向加壓過程中測試軸向的縱向波速,在整個加壓過程中,其軸向壓力逐步增加至30MPa,且在逐步加壓的過程中,可以每隔2MPa測試在該軸向壓力下頁巖儲層的縱向波速,從而可以確定頁巖儲層的軸向壓力及在該軸向壓力下頁巖儲層的縱向波速。
需要說明的是,在本發(fā)明實施例中,只是以軸向壓力逐步增加至30MPa為例進(jìn)行說明,當(dāng)然,也可以為20MPa至50MPa范圍內(nèi)任一值,在此,本發(fā)明不做具體限制。此外,在確定縱向波速時,本發(fā)明實施例只是以每隔2MPa測試在該軸向壓力下頁巖儲層的縱向波速為例進(jìn)行說明,當(dāng)然,也可以為1MPa或者3MPa,具體可以根據(jù)實際需要進(jìn)行設(shè)置,在此,本發(fā)明不做進(jìn)一步地限制。
S203、根據(jù)軸向壓力和縱向波速,獲取應(yīng)用敏感性系數(shù)。
其中,該應(yīng)力敏感性系數(shù)是指巖石在應(yīng)力作用下,天然裂隙閉合,以使波速增加的速率。
在獲取到軸向壓力和縱向波速之后,就可以根據(jù)該軸向壓力和縱向波速確定應(yīng)用敏感性系數(shù)。
S204、根據(jù)脆性指數(shù)、水平地應(yīng)力差系數(shù)及應(yīng)力敏感性系數(shù)確定頁巖儲層成縫能力指數(shù)。
可選的,在分別獲取到脆性指數(shù)、水平地應(yīng)力差系數(shù)及應(yīng)力敏感性系數(shù)之后,就可以根據(jù)FI=B+Ss+SD確定頁巖儲層成縫能力指數(shù)。
其中,F(xiàn)I表示頁巖儲層成縫能力指數(shù),B表示脆性指數(shù),Ss表示應(yīng)力敏感性系數(shù),SD表示水平地應(yīng)力差系數(shù)。
由此可見,本發(fā)明實施例提供的頁巖儲層成縫能力指數(shù)獲取方法,是通過脆性指數(shù)、水平地應(yīng)力差系數(shù)及應(yīng)力敏感性系數(shù)確定頁巖儲層成縫能力指數(shù)三個參數(shù)確定的,從而提高了頁巖儲層的成縫能力指數(shù)的準(zhǔn)確性,且可操作性強(qiáng)。
進(jìn)一步地,在本發(fā)明實施例中,S203根據(jù)軸向壓力和縱向波速,獲取應(yīng)用敏感性系數(shù)可以通過以下可能的方式實現(xiàn),請參見圖4所示,圖4為本發(fā)明實施例提供的一種獲取應(yīng)用敏感性系數(shù)的流程示意圖。
S401、根據(jù)軸向應(yīng)力和縱向波速確定線性擬合系數(shù)。
可選的,請參見圖5所示,圖5為本發(fā)明實施例提供的一種軸向應(yīng)力與縱向波速之間的關(guān)系示意圖。在獲取到軸向應(yīng)力和縱向波速之后,就可以根據(jù)Vp=Ks·σA+C1確定線性擬合系數(shù)。
其中,Vp表示縱向波速,Ks表示線性擬合系數(shù),σA表示軸向壓力,C1表示第一常數(shù)。
S402、根據(jù)線性擬合系數(shù)確定應(yīng)力敏感性系數(shù)。
可選的,在通過S301獲取到線性擬合系數(shù)之后,就可以根據(jù)Ss=Ks/C2確定應(yīng)力敏感性系數(shù)。
其中,Ss表示應(yīng)力敏感性系數(shù),Ks表示線性擬合系數(shù),C2表示第二常數(shù)。
示例的,在本發(fā)明實施例中,C2的值為50,即可以根據(jù)Ss=Ks/50確定應(yīng)力敏感性系數(shù),當(dāng)然,本發(fā)明實施例只是以C2的值為50為例進(jìn)行說明,具體可以根據(jù)實際需要進(jìn)行設(shè)置,在此,本發(fā)明不做進(jìn)一步地限制。
圖6為本發(fā)明實施例提供的一種頁巖儲層成縫能力指數(shù)獲取裝置60的結(jié)構(gòu)示意圖,當(dāng)然,本發(fā)明實施例只是以圖6為例進(jìn)行說明,但并不代表本發(fā)明僅局限于此。請參見圖6所示,該頁巖儲層成縫能力指數(shù)獲取裝置60可以包括:
獲取模塊601,用于獲取頁巖儲層的脆性指數(shù)和水平地應(yīng)力差系數(shù)以及獲取頁巖儲層的應(yīng)力敏感性系數(shù)。
確定模塊602,用于根據(jù)脆性指數(shù)、水平地應(yīng)力差系數(shù)及應(yīng)力敏感性系數(shù)確定頁巖儲層成縫能力指數(shù)。
可選的,獲取模塊601,具體用于獲取頁巖儲層的軸向壓力,并獲取軸向壓力下頁巖儲層的縱向波速;根據(jù)軸向壓力和縱向波速,獲取應(yīng)用敏感性系數(shù)。
可選的,獲取模塊601,具體用于根據(jù)軸向應(yīng)力和縱向波速確定線性擬合系數(shù);根據(jù)線性擬合系數(shù)確定應(yīng)力敏感性系數(shù)。
可選的,獲取模塊601,具體用于根據(jù)Vp=Ks·σA+C1確定線性擬合系數(shù)。
其中,Vp表示縱向波速,Ks表示線性擬合系數(shù),σA表示軸向壓力,C1表示第一常數(shù)。
可選的,獲取模塊601,具體用于根據(jù)Ss=Ks/C2確定應(yīng)力敏感性系數(shù)。
其中,Ss表示應(yīng)力敏感性系數(shù),Ks表示線性擬合系數(shù),C2表示第二常數(shù)。
可選的,確定模塊602,具體用于根據(jù)FI=B+Ss+SD確定頁巖儲層成縫能力指數(shù)。
其中,F(xiàn)I表示頁巖儲層成縫能力指數(shù),B表示脆性指數(shù),Ss表示應(yīng)力敏感性系數(shù),SD表示水平地應(yīng)力差系數(shù)。
可選的,獲取模塊601,具體用于根據(jù)B=Cquartz/(Cquartz+Cclay+Ccarbonate)獲取頁巖儲層的脆性指數(shù)。
其中,B表示脆性指數(shù),Cquartz表示頁巖儲層的石英含量,Cclay表示頁巖儲層的黏土含量,Ccarbonate表示頁巖儲層的碳酸鹽含量。
可選的,獲取模塊601,具體用于根據(jù)SD=1/(σH-σh)獲取頁巖儲層的水平地應(yīng)力差系數(shù)。
其中,SD表示水平地應(yīng)力差系數(shù),σH表示頁巖儲層的水平地最大應(yīng)力,σh表示頁巖儲層的水平地最小應(yīng)力。
本發(fā)明實施例所示的頁巖儲層成縫能力指數(shù)獲取裝置60,可以執(zhí)行上述方法實施例所示的技術(shù)方案,其實現(xiàn)原理以及有益效果類似,此處不再進(jìn)行贅述。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解:實現(xiàn)上述各方法實施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關(guān)的硬件來完成。前述的程序可以存儲于一計算機(jī)可讀取存儲介質(zhì)中。該程序在執(zhí)行時,執(zhí)行包括上述各方法實施例的步驟;而前述的存儲介質(zhì)包括:ROM、RAM、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。
最后應(yīng)說明的是:以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案,而非對其限制;盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改,或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換;而這些修改或者替換,并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的范圍。