基于测井资料的泥灰岩压裂甜点区的综合评价方法与流程

1.本发明涉及油气田开发技术领域，更具体地说，涉及一种基于测井资料的泥灰岩压裂甜点区的综合评价方法。

背景技术：

2.目前，常规油气藏已经很难满足于当今社会对油气资源的需求，全世界范围都重视非常规油气资源的勘探与开发，我国正在实现从寻油气藏、评价目的层与直井式开发，到寻甜点区、评价甜点段以及水平井平台开发的大跨越。其中，评价非常规天然气储层可压裂性是国内外研究重点之一。
3.可压裂性是储层在压裂过程中是否被有效压裂，达到增产目的的评判标准，从起初的只用脆性指数表征到后来的脆性指数、韧性指数对可压裂性的综合表征等，最终结果都表明和可压性的相关性并不高，不能真实反映目标储层的压后情况。究其原因，主要是因为非常规天然气储层具有很强的非均质性，导致影响压裂效果的因素偏多，常见的评价结果与真实情况存在一定的差异，不能得到连续、完整的水平井可压性的变化，压裂“甜点”区域判断困难。

技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题在于，提供一种基于测井资料的泥灰岩压裂甜点区的综合评价方法，使得到的可压性评价值更具有真实性和有效性，为泥灰岩水平井压裂中的甜点区域的选择提供准确的压前的指导作用。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种基于测井资料的泥灰岩压裂甜点区的综合评价方法，包括以下步骤：
6.s1、收集泥灰岩储层水平井测井资料；
7.s2、基于层次分析法，将影响可压性的各因素之间的关系梳理，归类为正、负相关指标；评价系统分为目标层、准则层和指标层，其中目标层y为可压性评价值，准则层分为正相关指标和负相关指标，正相关指标a的指标层有a1脆性指数、a2脆性矿物含量、a3储层孔渗参数、a4含气性，负相关指标b的指标层有岩石井壁稳定性b1以及泥质含量b2；其中a1包括杨氏模量a11和泊松比a12，储层孔渗参数a3包含渗透率a31和孔隙度a32，a4包括含气量a41和toc含量a42含气性a4包括含气量a41和toc含量a42，井壁稳定性b1包括抗压强度b11和抗拉强度b12；
8.s3、计算评价指标所需的参数；
9.s4、以泥灰岩储层水平井可压性递阶层次结构模型为基础，基于突变理论，建立压裂甜点评价模型。
10.按上述方案，在所述步骤s1中，泥灰岩储层水平井测井资料包括自然伽马gr、补偿密度den、声波时差ac、渗透率、孔隙度、脆性矿物、泥质含量sh、toc含量以及水平井穿越层位各小层的分层情况。
11.按上述方案，在所述步骤s3中，杨氏模量、泊松比、抗压强度、抗拉强度、脆性矿物含量通过以下公式计算：
[0012][0013][0014][0015][0016][0017]
sc＝103×
e[0.00816w
粘土
+0.00459(1-w
泥质
)]
ꢀꢀꢀ
(6)
[0018][0019][0020]
式中：μ为剪切模量，λ为拉梅系数，e为杨氏模量；δt
p
为纵波时差，δts为横波时差；vs为横波波速，ρ为地层密度，sc为岩石的单轴抗压强度，st为为岩石的单轴抗拉强度。
[0021]
按上述方案，在所述压裂甜点评价模型中，参数的标准化以及评价模型的归一化公式如下：
[0022]
正向指标：
[0023][0024]
负向指标：
[0025][0026]
尖点突变模型
[0027][0028]
燕尾突变模型
[0029][0030]
蝴蝶突变模型
[0031]
[0032]
式中：系统状态变量(x)为控制变量(u，v，w)相应的突变级数，控制变量的取值均为0～1。
[0033]
按上述方案，运用所述归一化公式，求出表征系统状态特征的系统突变隶属函数值，利用突变理论进行泥灰岩储层压裂甜点综合分析评价的基本运算公式，分步逐一计算各系统控制变量的x值，得到每一组数据的可压性评价值y，并进行大小排序，对泥灰岩储层的压裂甜点区进行综合评价。
[0034]
实施本发明的基于测井资料的泥灰岩压裂甜点区的综合评价方法，具有以下有益效果：
[0035]
1、本发明从非常规天然气储层水平井的原始测井数据出发，基于层次分析法确定出影响泥灰岩储层可压性的正、负相关指标并制定递阶层次评价系统，继而利用突变理论对泥灰岩储层可压性进行评价，优选出压裂的“甜点”区域。
[0036]
2、本发明在层次分析法的基础上，应用突变理论作为评价值的计算理论依据，可以避免人为因素在权重定义上的主观性，使得到的可压性评价值更具有真实性和有效性，为泥灰岩水平井压裂中的甜点区域的选择提供准确的压前的指导作用。
附图说明
[0037]
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
[0038]
图1是泥灰岩水平井可压性递阶层次结构模型；
[0039]
图2是尖点突变模型示意图；
[0040]
图3是燕尾突变模型示意图；
[0041]
图4是蝴蝶型突变模型示意图；
[0042]
图5是某气田x井水平段可压性评价指标参数版图。
具体实施方式
[0043]
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
[0044]
本发明的基于测井资料的泥灰岩压裂甜点区的综合评价方法包括以下步骤：
[0045]
s1、收集泥灰岩储层水平井测井资料；收集泥灰岩储层水平井的原始测井资料，包括自然伽马gr、补偿密度den、声波时差ac、渗透率、孔隙度、脆性矿物、泥质含量sh、toc含量以及水平井穿越层位各小层的分层情况。
[0046]
s2、建立泥灰岩储层水平井可压性递阶层次结构模型。基于层次分析法，将影响可压性的各因素之间的关系梳理，归类为正、负相关指标。评价系统分为目标层、准则层和指标层，其中目标层y为可压性评价值，准则层分为正相关指标和负相关指标，正相关指标a的指标层有a1脆性指数、a2脆性矿物含量、a3储层孔渗参数、a4含气性，负相关指标b的指标层有岩石井壁稳定性b1以及泥质含量b2。其中a1包含了杨氏模量a11和泊松比a12，储层孔渗参数a3包含渗透率a31和孔隙度a32，a4包含了含气量a41和toc含量a42含气性a4包含了含气量a41和toc含量a42，井壁稳定性b1包含了抗压强度b11和抗拉强度b12。详细结构模型见附图1。
[0047]
s3、计算评价指标所需的参数。从评价系统中的指标层可以看到需要的参数有杨
氏模量e、泊松比σ、脆性矿物含量、孔隙度、渗透率、含气量、toc含量、抗压强度sc、抗拉强度st以及泥质含量。其中杨氏模量、泊松比、抗压强度、抗拉强度、脆性矿物含量可以利用收集到的原始测井资料(自然伽马gr、补偿密度den、声波时差ac、泥质含量sh)来计算得出，公式分别为：
[0048][0049][0050][0051][0052][0053]
sc＝103×
e[0.00816w
粘土
+0.00459(1-w
泥质
)]
ꢀꢀꢀ
(6)
[0054][0055][0056]
式中：μ，λ，e分别为剪切模量、拉梅系数和杨氏模量，gpa；δt
p
，δts分别为纵波时差和横波时差，μs/m；vs为横波波速，m/μs；ρ为地层密度，g/cm3，sc，st分别为岩石的单轴抗压强度和抗拉强度，mpa。
[0057]
s4、建立基于突变理论的压裂甜点评价模型。
[0058]
以泥灰岩储层水平井可压性递阶层次结构模型为基础，基于突变理论，建立压裂甜点评价模型，突变理论的引用是为了降低分配评价参数权重时因为人为因素导致的评价结果失真，增加了压裂甜点确定的可靠性。突变理论是研究突变现象和不连续变化的数学方法，常见的突变理论模型有尖点突变、燕尾突变和蝴蝶突变三种模型。本发明采用了尖点突变模型和蝴蝶型突变模型，层次结构模型中属于尖点突变模型的有y(a/b)、a1(a11/a12)、a3(a31/a32)、a(a41/a42)、b(b1/b2)，属于蝴蝶突变模型的有a(a1/a2/a3/a4)。尖点突变模型、燕尾突变、蝴蝶型突变模型如附图2、3、4所示。
[0059]
甜点评价模型的计算中，需要用到参数的标准化以及评价模型的归一化公式如下：
[0060]
正向指标：
[0061][0062]
负向指标：
[0063][0064]
尖点突变模型
[0065][0066]
燕尾突变模型
[0067][0068]
蝴蝶突变模型
[0069][0070]
式中：系统状态变量(x)为控制变量(u，v，w)相应的突变级数，控制变量的取值均为0～1。
[0071]
运用归一化公式，可求出表征系统状态特征的系统突变隶属函数值，利用突变理论进行泥灰岩储层压裂甜点综合分析评价的基本运算公式，分步逐一计算各系统控制变量的x值，得到每一组数据的可压性评价值y，并进行大小排序，对泥灰岩储层的压裂甜点区进行综合评价。
[0072]
s5、结果验证及绘制评价参数与压裂甜点区域图版。将得到的甜点区域与实际数据进行对比，验证准确性。基于原始测井数据(自然伽马、声波时差、密度、泥质含量、孔隙度、渗透率)、计算得到的可压性评价参数(杨氏模量、泊松比、toc)和综合可压性评价值绘制压裂甜点区域图版。
[0073]
实施案例
[0074]
s1、原始测井数据收集
[0075]
收集了某气田x井的水平段的原始测井资料，并按照小层进行分类，算出每一小层的各参数的平均值，具体数据如表1所示：
[0076]
表1某气田x井水平段原始测井资料
[0077]
[0078][0079]
s2、可压性递阶层次结构模型的建立和所需数据的统计计算
[0080]
通过建立的可压性递阶层次结构模型，利用式(1)-(8)统计计算原始测井数据(杨氏模量、泊松比、脆性矿物、含气量、toc、抗压强度、抗拉强度、泥质含量)，具体数据如表2所示：
[0081]
表2某气田x井水平段正、负相关指标原始数据的统计
[0082][0083]
利用式(9)、(10)计算指标数据的标准化处理结果，具体数据如表3所示：
[0084]
部分计算示例：
[0085][0086][0087]
表3某气田x井不同井段各评价指标数据标准化处理结果
[0088][0089]
s3、利用突变理论计算可压性指数
[0090]
通过基于突变理论的压裂甜点评价模型，应用式(11)、(12)、(13)分别计算正向指标评价值、负向指标评价值以及综合可压性评价值y，结算结果如表4、5、6所示：
[0091]
部分计算示例：
[0092]
层号1：
[0093][0094]
x
a3
＝0.651
[0095][0096][0097][0098]
x
b1
＝0.3507
[0099]
x
b2
＝0.23827
[0100][0101][0102]
表4某气田x井各层可压性正向指标评价值
[0103][0104]
表5某气田x井各层可压性负相关指标评价值
[0105][0106]
表6某气田x井各层可压性指标评价值归一化及可压性综合评价值结果
[0107][0108][0109]
通过x井水平段的可压性评价值的排序，建议压裂甜点区域为1811.5-2287.2m、1439.9-1530.4、1580.7-1702.3m，不建议压裂层位为1530.4-1580.7m、1702.3-1811.5m、2287.2-2347.3m、2379.1-2471.0m层段。
[0110]
s4、结果验证及绘制评价参数与压裂甜点区域图版
[0111]
将计算得到的可压裂性评价值的排序与实际解释成果进行对比验证，可以看到排
序靠前的储层基本上都是综合解释为气层，储层类型为二类储层，证实了该发明的准确性和推广性，具体数据如表7所示：
[0112]
表7某气田x井各层可压性指标评价值与实际解释成果对比
[0113][0114]
根据原始测井数据绘制压裂甜点区域图版，如图5所示。
[0115]
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

技术特征：

1.一种基于测井资料的泥灰岩压裂甜点区的综合评价方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、收集泥灰岩储层水平井测井资料；s2、基于层次分析法，将影响可压性的各因素之间的关系梳理，归类为正、负相关指标；评价系统分为目标层、准则层和指标层，其中目标层y为可压性评价值，准则层分为正相关指标和负相关指标，正相关指标a的指标层有a1脆性指数、a2脆性矿物含量、a3储层孔渗参数、a4含气性，负相关指标b的指标层有岩石井壁稳定性b1以及泥质含量b2；其中a1包括杨氏模量a11和泊松比a12，储层孔渗参数a3包含渗透率a31和孔隙度a32，a4包括含气量a41和toc含量a42含气性a4包括含气量a41和toc含量a42，井壁稳定性b1包括抗压强度b11和抗拉强度b12；s3、计算评价指标所需的参数；s4、以泥灰岩储层水平井可压性递阶层次结构模型为基础，基于突变理论，建立压裂甜点评价模型。2.根据权利要求1所述的基于测井资料的泥灰岩压裂甜点区的综合评价方法，其特征在于，在所述步骤s1中，泥灰岩储层水平井测井资料包括自然伽马gr、补偿密度den、声波时差ac、渗透率、孔隙度、脆性矿物、泥质含量sh、toc含量以及水平井穿越层位各小层的分层情况。3.根据权利要求1所述的基于测井资料的泥灰岩压裂甜点区的综合评价方法，其特征在于，在所述步骤s3中，杨氏模量、泊松比、抗压强度、抗拉强度、脆性矿物含量通过以下公式计算：式计算：式计算：式计算：式计算：sc＝103×
e[0.00816w
粘土
+0.00459(1-w
泥质
)](6))](6)式中：μ为剪切模量，λ为拉梅系数，e为杨氏模量；δt
p
为纵波时差，δt
s
为横波时差；v
s
为横波波速，ρ为地层密度，sc为岩石的单轴抗压强度，st为为岩石的单轴抗拉强度。4.根据权利要求1所述的基于测井资料的泥灰岩压裂甜点区的综合评价方法，其特征在于，在所述压裂甜点评价模型中，参数的标准化以及评价模型的归一化公式如下：正向指标：负向指标：尖点突变模型燕尾突变模型蝴蝶突变模型式中：系统状态变量(x)为控制变量(u，v，w)相应的突变级数，控制变量的取值均为0～1。5.根据权利要求4所述的基于测井资料的泥灰岩压裂甜点区的综合评价方法，其特征在于，运用所述归一化公式，求出表征系统状态特征的系统突变隶属函数值，利用突变理论进行泥灰岩储层压裂甜点综合分析评价的基本运算公式，分步逐一计算各系统控制变量的x值，得到每一组数据的可压性评价值y，并进行大小排序，对泥灰岩储层的压裂甜点区进行综合评价。

技术总结

本发明涉及一种基于测井资料的泥灰岩压裂甜点区的综合评价方法，包括以下步骤：S1、收集泥灰岩储层水平井测井资料；S2、基于层次分析法，将影响可压性的各因素之间的关系梳理，归类为正、负相关指标；S3、计算评价指标所需的参数；S4、以泥灰岩储层水平井可压性递阶层次结构模型为基础，基于突变理论，建立压裂甜点评价模型。本发明从非常规天然气储层水平井的原始测井数据出发，基于层次分析法确定出影响泥灰岩储层可压性的正、负相关指标并制定递阶层次评价系统，继而利用突变理论对泥灰岩储层可压性进行评价，优选出压裂的“甜点”区域。区域。区域。