[发明专利]基于脆延判定指数的泥页岩脆性动态评价方法

说明书

本发明提供一种基于脆延判定指数的泥页岩脆性动态评价方法，该方法包括理想埋深下的垂直应力和最小主应力的计算；以及形成不同脆性矿物含量下的理想强度曲线后，结合Byerlee摩擦定律确定相应的脆延转换深度；最终，构建脆延判定指数，进行泥页岩脆性的动态评价。该基于脆延判定指数的泥页岩脆性动态评价方法充分考虑了泥页岩在不同脆性矿物含量下脆延转换深度的差异，通过构建脆延判定指数动态评价了泥页岩在不同外在加载条件下的脆性特征，为泥页岩油藏的压裂选层和勘探目标优选提供重要参考依据。

技术领域

本发明涉及非常规油气地质勘探技术领域，特别是涉及到一种基于脆延判定指数的泥页岩脆性动态评价方法。

背景技术

国内外的勘探开发实践表明，泥页岩的脆性特征关系到压裂选层、勘探目标优选乃至高效投产稳产等众多重要方面。前人研究表明，随着埋深（温度和压力）的增加，岩石本身会发生从脆性破裂、延性变形向塑性流动的转换，这种转换特性在岩石力学、地震地质学等方面得到了深入研究和广泛应用。泥页岩作为地下的一种岩石，其脆性同样是不稳定的，具有这种脆—延—塑性的动态转换特性。对于不同脆性矿物含量的泥页岩，在成岩作用和弹性力学等特征相同的情况下，往往随埋深加大，地层压力和温度的升高，岩石本身的脆性会降低，延性增强，并呈现不同脆—延—塑性质的转换特征。为了解泥页岩这种动态转换特性及其在平面上的展布特征，迫切需要研究建立一种泥页岩脆性的动态评价方法。

目前，国内外的学者在泥页岩的脆性评价方面进行了大量的研究和论述，但大多是基于室内岩石力学试验，诸多参数在日常的勘探实践中无法获得，总结的脆性公式不具有实用性。如《页岩脆性的室内评价方法及改进》（李庆辉等，《岩石力学与工程学报》，2012年8月第31卷第8期）中，对这些方法进行了详细的汇总和概括。为克服脆性公式实用性不强的缺陷，有国外学者尝试采用弹性力学参数（泊松比、杨氏模量等）、脆性矿物组分（碳酸盐含量、石英、长石含量）分别进行脆性评价，取得了较好的效果。如《A practical use ofshale petrophysics for stimulation design optimization: all shale plays arenot clones of the Barnett shale》（Rickman R等，SPE 115258，2008）。近年来，有国内学者综合了弹性力学参数和脆性矿物组分进行脆性评价，也取得了较好的应用效果。如《页岩气储层岩石力学特性及脆性评价》（李庆辉等，《石油钻探技术》，2012年7月第40卷第4期）、《泥页岩储层岩石力学特性及脆性评价》（刁海燕，《岩石学报》，2013年9月第29卷第9期）。但上述脆性评价方法基于泥页岩的内在非均质性参数，是一种静态评价方法，无法全面、准确的描述泥页岩脆性在外在加载条件下的动态性质。

本发明充分考虑了泥页岩在不同脆性矿物含量下脆延转换深度的差异，在构建脆延判定指数的基础上，动态评价了泥页岩在不同外在加载条件下的脆性特征，为泥页岩的脆性评价提供了一种新的思路和方法。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种利用不同脆性矿物含量下脆延转换深度差异，定量评价泥页岩在不同外在加载条件下脆性特征的基于脆延判定指数的泥页岩脆性动态评价方法。

本发明的目的可通过如下技术措施来实现：

基于脆延判定指数的泥页岩脆性动态评价方法包括:

步骤1，根据典型泥页岩井的岩石密度统计，计算理想埋深下的垂直应力；

步骤2，以典型泥页岩井中的实际强度曲线为基础，明确最小主应力和脆性矿物含量的定量关系，获得理想埋深时不同脆性矿物含量下的最小主应力；

步骤3，根据理想埋深时不同脆性矿物含量下的强度曲线，结合Byerlee摩擦定律，确定相应的脆延转换深度；

步骤4，构建脆延判定指数，进行泥页岩的脆性动态评价。