[发明专利]一种页岩水化损伤系数的预测模型建立方法及预测方法

说明书

本发明涉及一种页岩水化损伤系数的预测模型建立方法及预测方法，包括：对页岩岩样开展超声波透射实验，获取原状页岩的频谱特征；获取页岩岩石参数、流体参数及外部环境参数；基于不同页岩岩石参数、流体参数及外部环境参数，开展浸泡实验；对浸泡后的页岩岩心，开展超声波透射实验，获取水化后的页岩频谱特征；根据原状页岩频谱特征、水化后页岩频谱特征，基于水化损伤系数计算模型，获得水化损伤系数实验值；基于页岩岩石参数、流体参数、外部环境参数、水化损伤系数实验值，采用神经网络算法，建立基于页岩水化参数的页岩水化损伤系数预测模型。将待预测岩样的页岩水化参数，输入页岩水化损伤系数预测模型，获得页岩水化损伤系数。

技术领域

本发明涉及页岩气勘探开发领域，尤其涉及一种页岩水化损伤系数的预测模型建立方法及预测方法。

背景技术

我国页岩气资源丰富，为应对我国对于天然气的强劲需求，加大页岩气勘探开发是我国石油工业的重要任务。其中，页岩地层井壁失稳问题是阻碍页岩气高效开发的重大技术难题之一。页岩地层井壁失稳的主要原因是页岩水化损伤特征。由于页岩的强水化特征，钻井液与井壁岩石接触，形成强水化损伤，造成井壁稳定性降低，从而导致井壁垮塌失稳。

因此，为建立合理的控制井壁稳定技术，需要对页岩地层水化损伤进行精准评价，从而形成对应的技术措施。现有水化损伤评价方法的考虑因素较为单一，主要针对水化时间、流体类型进行分析。但是，实际水化过程中，水化损伤程度与外部条件、流体类型、岩石自身特征都具有相关性。外部温度、压差、流体特征、岩石密度、孔隙度、渗透率等参数都会对水化损伤造成影响。目前，尚未存在一套综合方法对水化损伤进行定理评价。

发明内容

本申请为了解决上述技术问题提供一种页岩水化损伤系数的预测模型建立方法及预测方法。

本申请通过下述技术方案实现：

一种页岩水化损伤系数的预测模型建立方法，包括以下步骤：

制备页岩标准圆柱岩心样品。

对页岩岩样开展超声波透射实验，获取原状页岩的频谱特征。

基于室内实验手段，获取页岩水化参数，主要分为页岩岩石参数(页岩活度、页岩密度、孔隙度、渗透率)、流体参数(流体活度)及外部环境参数(浸泡时间、浸泡温度、浸泡压差)。

基于不同页岩岩石参数、流体参数及外部环境参数，开展浸泡实验。

对浸泡后的页岩岩心，开展超声波透射实验，获取水化后的页岩频谱特征。

根据原状页岩频谱特征、水化后页岩频谱特征，基于水化损伤系数计算模型，获得水化损伤系数实验值；

基于页岩岩石参数、流体参数、外部环境参数、水化损伤系数，采用神经网络算法，建立基于页岩水化参数(岩石参数、流体参数、外部环境参数)的页岩水化损伤系数预测模型。

将待预测岩样的页岩水化参数，输入建立的页岩水化损伤系数预测模型，即可获得页岩水化损伤系数，实现页岩水化损伤效应评价。

与现有技术相比，本申请具有以下有益效果：

1，本申请考虑了现有页岩地层水化效应评价方法的缺陷，利用水化前后的声波频谱特征，借助神经网络算法，构建了页岩水化损伤系数的预测模型；使用该预测模型预测时，所有输入参数均为原状页岩参数，即是说，使用本申请的预测方法获取页岩水化损伤系数，不会对页岩岩样造成损坏，从而增加了页岩岩样利用率；

2，本申请的预测方法，输入参数包括了岩石特征、流体特征、外部环境特征，能够较为全面系统地实现水化损伤评价；