[发明专利]一种基于支持向量机技术的页岩储层可压性评价方法

说明书

本发明涉及一种基于支持向量机技术的页岩储层可压性评价方法。包括以下步骤：（1）首先进行矿物组分定量分析和单轴抗压实验；（2）提取用于识别裂缝的测井特征参数；（3）通过组合弹簧模型计算不同层位的最大、最小水平主应力，再计算应力敏感程度；（4）建立可压性评价模型；（5）再建立离散层位地层可压性评价样本空间，同时对可压性评价结果与不同响应测井曲线之间的关系进行相关性分析。有益效果是：本发明更加完善地考虑了可压性影响因素，从脆性指数、天然裂缝发育程度和应力敏感性三方面建立了页岩气储层可压性模型，弥补了现有评价方法对此因素考虑的不足，更好的体现区分页岩在体积压裂时形成复杂裂缝网络的综合能力。

技术领域

本发明涉及一种非常规油气田开发领域，特别涉及一种基于支持向量机技术的页岩储层可压性评价方法。

背景技术

随着社会的高速发展和进步，寻找替代常规煤炭、石油、天然气资源以外的资源已经变得十分迫切。页岩气具有储量丰富，分布广泛，生产周期长等特点，过去十年美国页岩气商业化开采的巨大成功，已引起了世界其他各国的广泛关注。据估计，我国页岩气资源广泛分布于四川、鄂尔多斯、塔里木、准噶尔、松辽等盆地，预估开采储量高达36万亿立方米。因此，高效和科学的勘探和开发页岩气资源已经成为保障我国能源安全和实现经济稳定、快速发展的国家级战略。

页岩气的高效开采主要得益于大规模水平井体积压裂改造技术的进步，层出不穷的新型压裂技术的进步使得页岩气工业性气流产量成指数式攀升，发展势头强劲。由于页岩气独特的成藏赋存和储层的力学特性，在体积压裂过程中裂缝网络发育程度受多种因素控制，如地应力状态、岩石力学性质、储层天然裂缝发育程度、地层渗透率和孔隙度、成岩作用等油藏性质和地质力学因素，也包括压裂施工排量、泵入模式、压裂工艺、压裂液和支撑剂类型、完井方式和返排、生产制度等工程因素，因此如何在工程规模一定的条件下，有效提高体积压裂的效率，减少体积压裂的盲目性，形成与储层配套的工艺方法一直目前页岩气体积压裂的研究热点。

储层可压性反映的仅仅是地层油藏物理和地质力学特征，以及在体积压裂过程中泵入高压压裂液对岩体裂缝起裂和扩展等力学行为的综合影响，与体积压裂施工无关。目前的可压性评价方法主要包括定性和定量评价方法。定性方法主要是采用研究区块资料与页岩气高产优势层位、井位、区块资料进行直接对比的方式，通过地质、岩石力学、测井和地球物理、试采等资料选择页岩气压裂的井位和层位，但是该种方法需要大量前期历史资料，适用于成熟的页岩气开发区块，且误差有时较大。定量方法主要基于脆性指数或者可压性指数，脆性指数作为储层压裂有利层位甄选的核心指标，是应用最广泛的储层可压性评价方法，但是现有的脆性指数评价方法只能反映简单力学环境下，岩石非弹性应变后发生的永久破坏能力，无法考虑外部环境（如地应力等）对岩石破坏的影响。同时脆性指数需要其他参数间接求取，本身无法直接进行测试。可压性评价方法通常除考虑脆性指数因素外，还可考虑其它因素，如地应力差异、天然裂缝发育程度等。但是，脆性指数和可压性指数方法普遍需要充足的室内实验数据，所以具有测试成本高、测试周期长等缺陷，同时现场有时岩芯并不充足，所以只能获得不同层位的离散可压性评估数据，难以支持整个井段的压裂设计工作。

地球测井资料含有丰富完善的地层信息，是地层岩性和物性的综合体现。利用测井数据不仅可以对地质特征和孔隙结构进行评价，获取储层四性关系，同时还可以对泥质含量、孔隙度、渗透率、饱和度、孔隙压力、岩石力学参数、地应力等油藏和地质力学数据进行解释。然而常规测井资料在解释弹性力学参数时，常常存在因为横波数据缺失造成的计算误差大等缺陷。并且，地层岩石力学参数和各测井数据之间存在着传统线性和非线性模型很难识别关系，部分受高压高温影响作用导致测井数据和力学参数之间产生甚至是随机的、模糊的复杂关系。支持向量机是基于统计学习理论的一种小样本机器学习方法，已经被广泛应用于模式识别、回归分析和函数拟合等问题中。在石油工程领域，如储层识别、岩性判断、孔渗预测等方面也取得突出成果，并已经建立了一套坚实的理论基础。但是，目前还没有学者将其应用到储层可压性评价计算当中，利用支持向量机极强的非线性学习能力，深度挖掘测井数据和室内岩石物理实验数据的关系，进行全井段可压性连续剖面解释将为储层油气增产改造优化建立新的方法和开辟新的途径。