王府氣田儲層脆性研究

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1、儲層脆性研究方法火成巖油氣藏正逐漸成為油氣勘探的熱點，與常規(guī)油氣儲層相比，其具有自身的特點。作為儲層巖石物理力學(xué)重要性質(zhì)的脆性，以及預(yù)測脆性特征是目前許多人試圖解決的問題。巖石的脆性是當(dāng)巖石受力達(dá)到某個極限值時突然破裂(在破裂前發(fā)生很小的塑性變形)，破裂時全部以彈性能量的形式釋放出來的一種性質(zhì)。巖石的脆性性質(zhì)可以通過脆性度來表示，脆性度是巖石的抗壓強度和抗拉強度的比值。大量研究發(fā)現(xiàn)，巖石脆性系數(shù)(B)可以根據(jù)巖石力學(xué)法和巖石礦物學(xué)法確定，計算方法有以下三種。1石力學(xué)特性試驗通過對巖芯樣品進行巖芯三軸壓縮實驗（單軸及不同

2、圍壓下的全應(yīng)力應(yīng)變測試），在室溫（20℃一25℃）和濕度60%一70%的測試環(huán)境下，繪制出每個巖芯的應(yīng)力一應(yīng)變?nèi)^程曲線，采用彈性階段對應(yīng)的應(yīng)力應(yīng)變值來計算巖石楊氏模量和泊松比，從而求得巖石脆性系數(shù)。B=（△E+△μ）/2*100△E——歸一化后的楊氏模量，無因次;△μ——歸一化后的泊松比，無因次;B——脆性系數(shù)，%。圖2不同巖石理論脆性值分布特征對于實驗的準(zhǔn)確性可利用塑性位勢理論來確定應(yīng)力跌落系數(shù)過程的方法檢驗，即在巖芯的應(yīng)力一應(yīng)變?nèi)^程曲線中讀取巖石的變形參數(shù)，進行計算。驗證發(fā)現(xiàn)結(jié)果可靠。2利用常規(guī)聲波測井?dāng)?shù)據(jù)計算

3、根據(jù)測井資料獲得巖石力學(xué)參數(shù)來分析巖石的力學(xué)性質(zhì)更加普遍。利用交叉偶極陣列聲波測井資料的巖石力學(xué)參數(shù)及不同礦物成分的百分含量，可以有效評價地層的脆性。但當(dāng)缺少此項測井?dāng)?shù)據(jù)時，可以利用常規(guī)測井中的動態(tài)彈性模量和動態(tài)泊松比，依據(jù)動、靜態(tài)彈性參數(shù)轉(zhuǎn)化方程計算靜態(tài)彈性模量和靜態(tài)泊松比。其計算公式如下:Ec——綜合測定的楊氏模量，MPa;PRc——綜合測定的泊松比;B——脆性系數(shù)，%。Rickman等人在2007年針對Barnett頁巖進行了經(jīng)驗總結(jié)，認(rèn)為低泊松比、高彈性模量的頁巖其脆性更好，在火成巖中也可以推廣。夏宏泉，楊雙定

4、等在《巖石脆性實驗及壓裂縫高度與寬度測井預(yù)測》一文中也將巖芯脆性系數(shù)實驗和測井計算值及相對誤差進行了統(tǒng)計，其結(jié)果表明兩者的結(jié)果是相符的，其可靠的。3采用元素俘獲譜測井（ECS）或放射性能譜測井?dāng)?shù)據(jù)石英的脆性最好，其次是一些暗色礦物，長石族礦物和方解石的脆性中等，而粘土礦物和有機質(zhì)的脆性最差。分析脆性礦物占礦物總質(zhì)量的百分比，用巖心分析數(shù)據(jù)校正，得到脆性礦物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。巖石脆性系數(shù)受巖性和圍壓等因素影響明顯，地層脆性礦物含量越多、泊松比越小、楊氏模量越大，則脆性系數(shù)越大，脆性越強。序號巖石類型巖石礦物脆性指數(shù)序號巖石類型

5、巖石礦物脆性指數(shù)1石英117.513白云石38.72鉀長石21.414方解石26.23酸性斜長石-15硬石膏26.44角閃石-16綠泥石5.45中性斜長石2517伊利石-6輝石56.818高嶺石2.37基性斜長石-19蒙脫石-8微斜長石-20鋯石33.99正長石-21綠簾石58.910鈉長石19.722沸石2811黑云母4923kerogen4.412白云母43.5表1常見巖石礦物的脆性指數(shù)值圖1常見礦物泊松比-楊氏模量分布特征結(jié)晶巖比膠結(jié)物聯(lián)接的巖石脆性度高，結(jié)構(gòu)相同時，巖石脆性度與礦物組成有關(guān)，因此酸性巖和基性巖的

6、脆性度比中性巖脆性度高，而礦物成分相同時，結(jié)晶顆粒越小，脆性度越大。此外，孔隙和裂縫對巖石脆性度的影響較大，孔隙和裂縫越多，則巖石脆性度越小。例如對待頁巖儲層其脆性指數(shù)，計算方法如下:脆性指數(shù)=石英含量/(石英含量+碳酸鹽巖含量+黏土含量)×100%．構(gòu)建脆性剖面對每口井，根據(jù)以上三種或其中數(shù)種方式計算出脆性指數(shù)，對具有同樣脆性的巖石和相近彈性參數(shù)的巖石進行區(qū)分，從而預(yù)測一定深度，范圍內(nèi)目的層的脆性程度。因為影響巖石力學(xué)性質(zhì)的因素很多，一是巖石的地質(zhì)特征，如巖石的礦物成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造等；二是巖石形成后所受外部環(huán)境因素的

7、影響，如溫度、水以及風(fēng)化剝蝕作用等。我們可以根據(jù)剖面的地質(zhì)意義，參照應(yīng)力關(guān)系，結(jié)合巖芯脆性實驗和測井資料可建立連續(xù)的巖石脆性剖面，和連井剖面。將少數(shù)井筒脆性情況推廣到整個儲層,提高預(yù)測的可靠性。