砾岩储层的可压性的评价方法与流程

土层或岩石的钻进;采矿的设备制造及其应用技术1.本发明涉及油气开发技术领域，具体而言，涉及一种砾岩储层的可压性的评价方法。背景技术：2.目前，砾岩油藏作为一种新型的油藏类型，推动了石油地质的发展。但是砾岩油藏具有低孔低渗的特征，水力压裂依然是增产的主要措施。在水力压裂施工前，首先需要对砾岩储层的可压性评价，评价水力裂缝网络形成的难易程度，对能否有效开展“体积压裂”进行论证。3.现有研究认为影响储层形成缝网的能力的关键因素为水平地应力差、岩石脆性和天然裂缝系的发育状态等。目前应用最为广泛的是基于矿物成分或弹性参数计算所得脆性指数作为储层成缝能力评价指标，并且在此基础上结合了应力差、天然裂缝、断裂韧度等多种因素计算获取可压性的方法。但是砾岩不同于页岩等细粒沉积体系的岩石，砾岩发育，粒径达到了数十厘米级别，非均质性极强。同时，砾岩储层非均质性不用于裂隙发育或层理发育储层，砾石的尺寸、含量以及砾石边缘的胶结强度是其非均质性的关键，直接影响着砾岩的水力裂缝的形成。因此，建立针对砾岩储层岩石力学特诊的可压性评价方法，对于砾岩储层的水力压裂的压前评估极为重要。现有的可压性评价方法所需要的参数较多，计算方法复杂，应用于现场难度大，整套计算方法在复杂的现场施工环境下实施难度较大。4.由上可知，现有技术中存在砾岩储层的可压性评价实施难度大的问题。技术实现要素：5.本发明的主要目的在于提供一种砾岩储层的可压性的评价方法，以解决现有技术中砾岩储层的可压性评价实施难度大的问题。6.为了实现上述目的，本发明提供了一种砾岩储层的可压性的评价方法，包括：获取砾岩储层的脆性指数；获取砾岩储层的断裂指数；获取砾岩储层的改造带宽度指数；根据脆性指数、断裂指数和改造带宽度指数计算砾岩储层的可压性指数；根据可压性指数对砾岩储层的可压性进行评价。7.进一步地，获取砾岩储层的脆性指数包括：钻取砾岩储层的第一岩心试样，对第一岩心试样进行单轴压缩实验，获得轴向应变-应力测试曲线，在轴向应变-应力测试曲线上选取扩容点和峰值破坏点，分别读取对应的轴向应力并计算脆性指数。8.进一步地，脆性指数的计算公式为：[0009][0010]其中，b为脆性指数；σci为扩容点应力，单位为mpa；σf为峰值应力，单位为mpa。[0011]进一步地，获取砾岩储层的断裂指数包括：制备砾岩储层的第二岩心试样，对第二岩心试样进行三点弯曲实验，获得位移-载荷测试曲线，根据位移-载荷测试曲线获取峰值载荷并计算第二岩心试样的i型断裂韧度。[0012]进一步地，i型断裂韧度的计算公式为：[0013][0014][0015][0016]其中，kic为i型断裂韧度，单位为mpa·m1/2；r为第二岩心试样的半径，单位为m；b为第二岩心试样的厚度，单位为m；a为第二岩心试样的裂缝缺口长度，单位为m；s为第二岩心试样的跨度，单位为m；pmax为峰值载荷，单位为n。[0017]进一步地，获取砾岩储层的断裂指数还包括：对i型断裂韧度进行归一化处理，得到断裂指数。[0018]进一步地，断裂指数的计算公式为：[0019][0020]其中，k为断裂指数；为砾岩储层的i型断裂韧度的最小值，单位为mpa·m1/2；k'ic为砾岩储层的i型断裂韧度的待测试值，单位为mpa·m1/2。[0021]进一步地，获取砾岩储层的改造带宽度指数包括：在位移-载荷测试曲线上对峰值载荷后的初始段进行拟合并获得峰值载荷后的初始段的斜率，根据斜率计算改造带宽度指数。[0022]进一步地，改造带宽度指数的计算公式为：[0023][0024]其中，w为改造带宽度指数；w'为斜率的绝对值；wmin为斜率的绝对值的最小值。[0025]进一步地，可压性指数的计算公式为：[0026][0027]其中，fi为可压性指数；b为脆性指数；k为断裂指数；w为改造带宽度指数。[0028]进一步地，根据可压性指数对砾岩储层的可压性进行评价包括：可压性指数大于等于50时，砾岩储层的可压性好；可压性指数小于50时，砾岩储层的可压性差。[0029]应用本发明的技术方案，通过获取砾岩储层的脆性指数，获取砾岩储层的断裂指数，获取砾岩储层的改造带宽度指数，根据脆性指数、断裂指数和改造带宽度指数计算砾岩储层的可压性指数，根据可压性指数对砾岩储层的可压性进行评价，可压性评价所需的参数均易于获取且数据准确，整个评价过程没有复杂的计算，简单易用，易于现场实施，解决了现有技术中砾岩储层的可压性评价实施难度大的问题。附图说明[0030]构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：[0031]图1示出了本发明的一个具体实施例中的砾岩储层的可压性的评价方法的流程图；以及[0032]图2示出了本发明的一个具体实施例中的第一岩心试样的轴向应变-应力测试曲线图；[0033]图3示出了本发明的一个具体实施例中的第二岩心试样的结构示意图；[0034]图4示出了图3中的c-c处的截面图；[0035]图5示出了本发明的一个具体实施例中的第二岩心试样的位移-载荷测试曲线图。具体实施方式[0036]需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。[0037]需要指出的是，除非另有指明，本技术使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。[0038]在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本发明。[0039]显然，上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。[0040]为了解决现有技术中砾岩储层的可压性评价实施难度大的问题，本发明提供了一种砾岩储层的可压性的评价方法。[0041]如图1所示，砾岩储层的可压性的评价方法包括：获取砾岩储层的脆性指数；获取砾岩储层的断裂指数；获取砾岩储层的改造带宽度指数；根据脆性指数、断裂指数和改造带宽度指数计算砾岩储层的可压性指数；根据可压性指数对砾岩储层的可压性进行评价。[0042]通过获取砾岩储层的脆性指数，获取砾岩储层的断裂指数，获取砾岩储层的改造带宽度指数，根据脆性指数、断裂指数和改造带宽度指数计算砾岩储层的可压性指数，根据可压性指数对砾岩储层的可压性进行评价，可压性评价所需的参数均易于获取且数据准确，整个评价过程没有复杂的计算，简单易用，易于现场实施，大大降低了砾岩储层的可压性评价实施难度。[0043]如图2所示，在本实施例中，获取砾岩储层的脆性指数包括：钻取砾岩储层的第一岩心试样，对第一岩心试样进行单轴压缩实验，获得轴向应变-应力测试曲线，在轴向应变-应力测试曲线上选取扩容点和峰值破坏点，分别读取对应的轴向应力并计算脆性指数。具体的，体积应变最大值即为扩容点，对应的应力为扩容点应力。[0044]具体的，脆性指数的计算公式为：[0045][0046]其中，b为脆性指数；σci为扩容点应力，单位为mpa；σf为峰值应力，单位为mpa。[0047]如图3至图5所示，在本实施例中，获取砾岩储层的断裂指数包括：制备砾岩储层的第二岩心试样，对第二岩心试样进行三点弯曲实验，获得位移-载荷测试曲线，根据位移-载荷测试曲线获取峰值载荷并计算第二岩心试样的i型断裂韧度。具体的，第二岩心试样为半圆盘三点弯实验样品。第二岩心试样的直径d(＝2r)为0.076m，厚度b为0.03m，裂缝缺口长度a为0.018m，加载时的跨度s为0.05m。加载时，第二岩心试样上方的压头持续向下移动，直至第二岩心试样发生断裂。为避免动态效应的影响，加载速率设置为0.1mm/min。实验数据从压头与第二岩心试样接触时开始采集，至第二岩心试样发生断裂时结束。读取实验测试得到的峰值载荷pmax。[0048]具体的，i型断裂韧度的计算公式为：[0049][0050][0051][0052]其中，kic为i型断裂韧度，单位为mpa·m1/2；r为第二岩心试样的半径，单位为m；b为第二岩心试样的厚度，单位为m；a为第二岩心试样的裂缝缺口长度，单位为m；s为第二岩心试样的跨度，单位为m；pmax为峰值载荷，单位为n。[0053]在本实施例中，为了进一步地确定断裂指数，获取砾岩储层的断裂指数还包括：对i型断裂韧度进行归一化处理，得到断裂指数。断裂指数用于表征主缝尖端的起裂延伸的难易程度。该值越大主裂缝越容易起裂扩展。断裂指数越高，水力压裂主缝的延伸越容易，反之主缝的开启难度越大。[0054]具体的，断裂指数的计算公式为：[0055][0056]其中，k为断裂指数；为砾岩储层的i型断裂韧度的最小值，单位为mpa·m1/2；k'ic为砾岩储层的i型断裂韧度的待测试值，单位为mpa·m1/2。[0057]如图5所示，在本实施例中，获取砾岩储层的改造带宽度指数包括：在位移-载荷测试曲线上对峰值载荷后的初始段进行拟合并获得峰值载荷后的初始段的斜率，根据斜率计算改造带宽度指数。具体的，载荷峰值后的初始段的斜率代表了破裂后水裂缝改造带的承载力，与改造带宽度直接相关。改造带宽度越宽，改造带的承载力越大，三点弯曲试验的峰后曲线越平直。[0058]具体的，改造带宽度指数的计算公式为：[0059][0060]其中，w为改造带宽度指数；w'为斜率的绝对值；wmin为斜率的绝对值的最小值。[0061]在本实施例中，可压性指数的计算公式为：[0062][0063]其中，fi为可压性指数；b为脆性指数；k为断裂指数；w为改造带宽度指数。[0064]在本实施例中，脆性指数越大，主裂缝越长。断裂指数越大，主裂缝易于起裂延伸扩展。改造带宽度指数越大，主缝周围的微裂缝越复杂，改造带越宽。[0065]在本实施例中，根据可压性指数对砾岩储层的可压性进行评价包括：可压性指数大于等于50时，砾岩储层的可压性好；可压性指数小于50时，砾岩储层的可压性差。[0066]在一个具体实施例中，根据本技术的砾岩储层的可压性的评价方法对几种砾岩储层进行了可压性评价。在各个砾岩储层分别钻取六个第一岩心试样，编号a至f。具体的，第一岩心试样为φ2.5cm×5.0cm的圆柱形样品。再分别制备六个与第一岩心试样同源的第二岩心试样，即半圆盘三点弯实验样品，编号与第一岩心试样相对应。分别对第一岩心试样和第二岩心试样进行单轴压缩实验和三点弯曲实验，并对实验数据进行分析计算，得到各个样品的可压性指数评价结果。[0067]表1砾岩储层可压性指数评价结果[0068]样品编号abcdef脆性指数b94.3894.1787.8280.2365.5260.06断裂韧度kic251.57228.66158.13141.79135.84108.10断裂指数k42.9747.2868.3676.2479.58100.00峰后斜率绝对值w'25530288182901243227261616改造带宽度指数w6.335.6155.7066.4559.28100.00可压性指数fi47.8949.0270.6374.3168.1386.69[0069]如表1所示，编号为a和b的第一岩心试样和第二岩心试样所计算出的可压性指数小于50，说明所对应的砾岩储层的可压性差。编号为c至f的第一岩心试样和第二岩心试样所计算出的可压性指数均大于50，说明所对应的砾岩储层的可压性好。[0070]从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：通过获取砾岩储层的脆性指数，获取砾岩储层的断裂指数，获取砾岩储层的改造带宽度指数，根据脆性指数、断裂指数和改造带宽度指数计算砾岩储层的可压性指数，根据可压性指数对砾岩储层的可压性进行评价，可压性评价所需的参数均易于获取且数据准确，整个评价过程没有复杂的计算，简单易用，易于现场实施，大大降低了砾岩储层的可压性评价实施难度。[0071]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。[0072]需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。[0073]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。









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