[发明专利]一种泥页岩脆-延过渡带确定方法

说明书

本发明公开了一种泥页岩脆‑延过渡带确定方法，包括：脆性带底界确定步骤，利用泥页岩超固结比门限值和最大古埋深确定脆性带底界；延性带顶界确定步骤，利用脆‑延转化临界围压确定延性带顶界；脆‑延过渡带确定步骤，利用脆性带底界和延性带顶界确定脆‑延过渡带。本发明可以确定脆‑延过渡带的深度区间，有效指导中国南方海相层系页岩气勘探开发评价研究，为页岩气地质甜点和工程甜点的遴选提供技术方法支撑。

技术领域

本发明属于油气勘探开发技术领域，具体地说，尤其涉及一种泥页岩脆-延过渡带确定方法。

背景技术

随着北美页岩气勘探开发取得的巨大成功，页岩气在能源领域倍受关注。无论是在页岩气勘探还是开发阶段，泥页岩的脆/延性都是重要的参数，因为泥页岩的储集性能、可钻性、可压性、渗透性以及页岩气的保存条件和勘探潜力评价等都与脆/延性有关。中国南方高演化泥页岩经历了早期深埋，晚期抬升之后，泥页岩所受的围压随盆地的沉降和抬升剥蚀而动态演化。现今埋藏于地下一定深度的下古生界高演化泥页岩是脆性还是延性？如何确定其脆/延性，是目前南方海相页岩气勘探中面临的关键问题之一。

在页岩气勘探开发评价中，常常采用脆性矿物含量、弹性模量和泊松比来评价泥页岩脆性的大小。认为脆性矿物含量越高，则脆性越大。弹性模量越大、泊松比越小，则脆性越大。

采用以上参数来评价泥页岩的脆性存在明显不足。因为泥页岩的脆性除了受脆性矿物含量等自身的因素影响之外，还受外在环境条件的影响(比如围压)。随着围压的增加，泥页岩的峰值强度和残余强度均增加，当围压达到一定程度时，残余强度接近峰值强度，泥页岩发生脆-延转化。如何确定泥页岩的脆-延性及深度分布范围成为讨论泥页岩脆性大小这一问题的关键。

发明内容

为解决以上问题，本发明提供了一种泥页岩脆-延过渡带确定方法，用以确定泥页岩的脆-延性及深度分布范围。

根据本发明的一个实施例，提供了一种泥页岩脆-延过渡带确定方法，包括：

脆性带底界确定步骤，利用泥页岩超固结比门限值和最大古埋深确定脆性带底界；

延性带顶界确定步骤，利用脆-延转化临界围压确定延性带顶界；

脆-延过渡带确定步骤，利用脆性带底界和延性带顶界确定脆-延过渡带。

根据本发明的一个实施例，脆性带底界确定步骤进一步包括：

利用单轴应变试验确定名义固结压力；

根据名义固结压力和三轴压缩试验计算不同围压下的泥页岩超固结比；

通过数据拟合确定泥页岩超固结比门限值；

根据泥页岩超固结比门限值确定脆性带底界。

根据本发明的一个实施例，所述名义固结压力通过以下方式获得：

通过单轴应变试验测试样品数据；

根据样品测试数据绘制轴向应力-侧向应力交会图；

选取交会图上曲线斜率发生转折的点所对应的轴向应力作为名义固结压力。

根据本发明的一个实施例，根据名义固结压力和三轴试验计算不同围压下的泥页岩超固结比。

根据本发明的一个实施例，通过数据拟合确定泥页岩超固结比门限值进一步包括：

采用应力历史和归一化土体工程法建立泥页岩超固结比与归一化剪切强度关系式：