頁(yè)巖可壓裂性聲學(xué)模型及應(yīng)用?

李 帆 巴 晶 符力耘 檀文慧 于 庭 曹青業(yè)

(1 河海大學(xué) 南京 211100)

(2 中國(guó)石油大學(xué)(華東)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 青島 266580)

0 引言

頁(yè)巖氣作為一種非常規(guī)能源，儲(chǔ)層致密，孔隙度低，滲透率極低，結(jié)構(gòu)和富集條件比較復(fù)雜[1]，具有易發(fā)現(xiàn)、難開(kāi)采的特點(diǎn)。頁(yè)巖氣的這些特點(diǎn)使得頁(yè)巖氣的勘探和開(kāi)發(fā)的難度及風(fēng)險(xiǎn)加大。因此，需要采取水力壓裂增產(chǎn)改造措施，以便獲得進(jìn)一步的工業(yè)化產(chǎn)能，故研究頁(yè)巖儲(chǔ)層可壓裂性就顯得尤為關(guān)鍵。

近年來(lái)相關(guān)研究人員相繼提出了新方法評(píng)價(jià)頁(yè)巖儲(chǔ)層可壓裂性，為頁(yè)巖儲(chǔ)層可壓裂性評(píng)價(jià)開(kāi)辟了多種思路，同時(shí)也為頁(yè)巖儲(chǔ)層開(kāi)采提供了更多前期指導(dǎo)。Chong等[2]將脆性指數(shù)作為評(píng)價(jià)頁(yè)巖可壓裂性的唯一有效指標(biāo)，脆性指數(shù)越高，可壓裂性越好，為頁(yè)巖可壓裂性評(píng)價(jià)提供了新思路。李慶輝等[3]進(jìn)行了頁(yè)巖儲(chǔ)層脆性的綜合評(píng)價(jià)，為評(píng)價(jià)可壓裂性做鋪墊，但量化以后的脆性評(píng)價(jià)可壓裂性考慮的因素單一，不能全面反映頁(yè)巖可壓裂性的綜合特征。因此，在評(píng)價(jià)頁(yè)巖可壓裂性強(qiáng)弱時(shí)不單是要考慮脆性的大小，而且還要考慮斷裂韌性的強(qiáng)弱、天然裂縫、地應(yīng)力環(huán)境等其他影響因素。為此，相關(guān)人員相繼提出了許多方法來(lái)評(píng)價(jià)頁(yè)巖儲(chǔ)層可壓裂性。Breyer[4]認(rèn)為頁(yè)巖可壓裂性與材料韌性和脆性相關(guān)，可以用楊氏模量和泊松比來(lái)表征。唐穎等[5]利用相關(guān)影響因素標(biāo)準(zhǔn)化值與權(quán)重系數(shù)加權(quán)得到了頁(yè)巖儲(chǔ)層可壓裂性評(píng)價(jià)的數(shù)學(xué)模型。袁俊亮等[6]從頁(yè)巖儲(chǔ)層脆性指數(shù)、斷裂韌性以及巖石力學(xué)特性等三個(gè)方面為出發(fā)點(diǎn)考慮，建立了新的頁(yè)巖儲(chǔ)層可壓裂性評(píng)價(jià)方法。李文陽(yáng)[7]等提出頁(yè)巖儲(chǔ)層可壓裂性是頁(yè)巖氣“甜點(diǎn)”選擇過(guò)程中的重要因素之一，主要是評(píng)價(jià)裂縫和層理、水平應(yīng)力差、頁(yè)巖脆性等儲(chǔ)層參數(shù)。廖東良等[8]在使用礦物組分計(jì)算巖石脆性的同時(shí)引入斷裂韌度作為每種礦物的加權(quán)系數(shù)，建立了新的脆性指數(shù)計(jì)算模型。侯冰等[9]考慮了地質(zhì)評(píng)價(jià)、頁(yè)巖體積壓裂評(píng)價(jià)以及工程技術(shù)評(píng)價(jià)建立了適合中國(guó)地質(zhì)情況的可壓裂性評(píng)價(jià)模型。高輝等[10]結(jié)合儲(chǔ)層脆性指數(shù)以及斷裂韌性指標(biāo)提出了一種頁(yè)巖儲(chǔ)層可壓裂性評(píng)價(jià)方法。

調(diào)研國(guó)內(nèi)外頁(yè)巖可壓裂性評(píng)價(jià)方法顯示，目前國(guó)內(nèi)評(píng)價(jià)頁(yè)巖可壓裂性主要還是考慮單一影響因素，從而難以準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)頁(yè)巖儲(chǔ)層可壓裂性。本文在結(jié)合頁(yè)巖脆性評(píng)價(jià)方法和斷裂韌性指標(biāo)的基礎(chǔ)上，提出一種表征頁(yè)巖可壓裂性的評(píng)價(jià)方法。基于超聲波實(shí)驗(yàn)測(cè)量，分析頁(yè)巖儲(chǔ)層的聲學(xué)特征，然后利用疊前反演技術(shù)，結(jié)合傳統(tǒng)的基于彈性參數(shù)的脆性指數(shù)與新的可壓裂性評(píng)價(jià)方法進(jìn)行脆性反演預(yù)測(cè)，然后結(jié)合實(shí)際工區(qū)資料，對(duì)比分析新的可壓裂性評(píng)價(jià)方法預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際儲(chǔ)層產(chǎn)氣結(jié)果。

1 頁(yè)巖儲(chǔ)層特征分析

1.1 工區(qū)概況

本文研究渝東南某工區(qū)頁(yè)巖氣藏，位于齊岳山斷裂以西、四川盆地內(nèi)部的川東南斷褶帶內(nèi)，目的層X(jué) 層為深水陸棚相沉積，發(fā)育巖石類型以暗色富有機(jī)質(zhì)泥頁(yè)巖為主，筆石類生物化石豐富。

1.2 目的層巖樣特征

1.2.1 有機(jī)質(zhì)特征

本文通過(guò)對(duì)目的層取心段進(jìn)行了總有機(jī)碳(Total organic carbon,TOC)含量測(cè)試，選取82個(gè)巖石樣品，其中TOC 1%的樣品為39個(gè)，TOC 2% 的樣品為12個(gè)，總體表明研究區(qū)目的層頁(yè)巖有機(jī)質(zhì)含量高。

從圖1(a)可知TOC隨石英含量的增大而增大，兩者具有正相關(guān)趨勢(shì)，說(shuō)明研究區(qū)目的層頁(yè)巖硅質(zhì)礦物可能為生物成因[11]。相反，TOC與黏土含量相關(guān)性較差，如圖1(b)所示，證明了TOC 主要分布于石英粒間孔中。圖1(c)中黃鐵礦和TOC 之間也具有較好的正相關(guān)關(guān)系，表明黃鐵礦和有機(jī)質(zhì)之間可能具有成因聯(lián)系[12]。因此研究區(qū)目的層層段可考慮依據(jù)石英含量和黃鐵礦含量的分布來(lái)判斷TOC的分布情況。

1.2.2 物性特征

對(duì)研究區(qū)目的層22 塊樣品進(jìn)行了氦氣孔隙度測(cè)試，測(cè)試結(jié)果顯示孔隙度值分布在0.81%～4.02%之間，平均值為1.74%。滲透率值分布在(0.0013～0.004)×10?3μm2之間，平均值為0.0024×10?3μm2。

當(dāng)頁(yè)巖氣儲(chǔ)層TOC 含量處于低值區(qū)時(shí)，孔隙度隨著TOC 含量的增加而快速增加，這是由于有機(jī)質(zhì)孔快速增加引起的。如圖2(a)所示，當(dāng)TOC含量小于1.5%時(shí)，孔隙度快速增加。但隨著TOC 含量的繼續(xù)增加(TOC>1.5%)，有機(jī)質(zhì)會(huì)發(fā)生碳化，此時(shí)有機(jī)質(zhì)孔孔隙會(huì)被壓縮和其他礦物充填，導(dǎo)致儲(chǔ)層總孔隙度減小，增長(zhǎng)變緩。如圖2(b)所示，孔隙度會(huì)隨著密度的增大而減小。由于TOC 的密度低，所以當(dāng)儲(chǔ)層中TOC 含量增加時(shí)，孔隙度會(huì)相應(yīng)增大，密度則會(huì)降低。

1.3 超聲波實(shí)驗(yàn)及聲學(xué)特征

1.3.1 超聲波實(shí)驗(yàn)

圖2 頁(yè)巖樣本TOC、密度和孔隙度的關(guān)系Fig.2 TOC and density vs porosity of shale samples

本文選取研究區(qū)目的層頁(yè)巖樣本，采樣覆蓋儲(chǔ)層段的主要巖性變化，共采82塊樣本，巖心樣本的直徑均為25 mm，高度在35～70 mm之間，斜度小于0.05 mm 的柱塞樣品，進(jìn)行相關(guān)的地震巖石物理測(cè)試。

進(jìn)行巖石干燥條件下的巖石物理測(cè)試時(shí)，為了使樣品能夠達(dá)到相對(duì)“干燥”條件，需要先將樣品在溫度為60?C 的烘箱中均勻烘干48 h 以上，然后再將烘干后的樣品在潮濕空氣中露天放置24 h 以上得到約含有2%～3%水分的“干燥”樣品以消除黏土礦物脫水對(duì)巖石骨架的破壞作用[12]。利用超聲脈沖透射測(cè)得樣品的速度，實(shí)驗(yàn)中，壓力從0 MPa加壓至55 MPa，間隔5 MPa 測(cè)試一次，壓力點(diǎn)測(cè)量間隔10 min以上并保證圍壓平衡，壓力偏差小于0.3%。此次測(cè)試均為平行于層理巖石樣品的速度。速度測(cè)量相對(duì)誤差的量級(jí)縱波約為0.23%，橫波約為0.16%。

1.3.2 聲學(xué)特征

本次研究針對(duì)采集的43 塊巖心樣品進(jìn)行了不同壓力速度測(cè)試，壓力5 MPa～55 MPa，間隔5 MPa。實(shí)驗(yàn)采用與Guo等[13]相同的實(shí)驗(yàn)裝置，基于超聲波脈沖法測(cè)量巖石樣本中的縱橫波速度。系統(tǒng)主要由高壓容器、溫度控制單元、圍壓控制單元、孔隙壓力控制單元、聲波參數(shù)測(cè)試單元組成，具有溫度、圍壓、孔隙壓力等控制功能。圖3 分別是研究區(qū)樣品縱橫波速度隨有效壓力(圍壓減去孔隙壓力)的變化曲線，從圖中可以看出，巖心測(cè)試縱波速度變化范圍在4200～6000 m/s，橫波速度范圍在2600～3400 m/s。從速度變化形態(tài)上來(lái)看，當(dāng)壓力在30 MPa～40 MPa 之間時(shí)縱橫波速度迅速增加，在超過(guò)該壓力時(shí)縱橫波速度變化較小，并與壓力成近似線性關(guān)系，因此可以認(rèn)為使研究區(qū)巖石中微裂隙閉合的有效壓力應(yīng)在30 MPa～40 MPa 以上，對(duì)于研究區(qū)的高孔壓區(qū)，可以認(rèn)為微裂隙在地層中是未完全閉合的[14]。對(duì)比測(cè)試的巖心速度與測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)室測(cè)試數(shù)據(jù)與井測(cè)試數(shù)據(jù)從儲(chǔ)層上到下變化趨勢(shì)一致，先減小后增大，速度較小的層段對(duì)應(yīng)儲(chǔ)層較好的層段。

對(duì)研究區(qū)的巖心樣品進(jìn)行密度測(cè)試，從測(cè)試結(jié)果來(lái)看該區(qū)域的密度主體分布在2.6～2.7 g/cm3之間。巖石儲(chǔ)層礦物成分、孔隙度以及孔隙流體都會(huì)影響儲(chǔ)層密度的變化趨勢(shì)，分析密度與速度及其他彈性參數(shù)之間的關(guān)系可為儲(chǔ)層脆性預(yù)測(cè)及描述提供支持。

如圖4 所示，從密度分布形態(tài)來(lái)看，密度主體分布于2.6～2.7 g/cm3之間，有個(gè)別樣品密度大于2.7 g/cm3，泊松比大于0.25，結(jié)合礦物成分分析為鈣質(zhì)含量較高造成。隨著密度的增大，縱波速度、楊氏模量、體積模量以及剪切模量均呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)，且呈現(xiàn)較好的正相關(guān)關(guān)系，橫波速度、泊松比、縱橫波速度比以及拉梅常數(shù)也呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)，但相關(guān)性較差。

圖3 頁(yè)巖樣品縱橫波速度隨有效壓力的變化Fig.3 Velocities of P and S waves vary with the effective pressure of shale samples

圖4 頁(yè)巖儲(chǔ)層密度和彈性參數(shù)之間的關(guān)系Fig.4 Relation of shale reservoir density and elastic parameters

圖4(續(xù))頁(yè)巖儲(chǔ)層密度和彈性參數(shù)之間的關(guān)系Fig.4 (continue)Relation of shale reservoir density and elastic parameters

2 構(gòu)建新的可壓裂性模型

2.1 基于彈性參數(shù)的脆性評(píng)價(jià)模型

研究認(rèn)為，巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程改變了巖石的初始形態(tài)，使巖石樣本經(jīng)歷了裂縫閉合、形成、擴(kuò)展等階段，微裂紋損傷影響了巖石的強(qiáng)度和變形，通過(guò)室內(nèi)力學(xué)實(shí)驗(yàn)測(cè)量最終獲得的靜態(tài)楊氏模量和靜態(tài)泊松比參數(shù)也會(huì)因此產(chǎn)生可能的異常，而巖石超聲波測(cè)試屬于無(wú)損測(cè)試，其測(cè)量過(guò)程中巖石樣本相對(duì)于初始狀態(tài)未發(fā)生改變，且變形時(shí)間短。Guo 等[15]采用楊氏模量和泊松比的比值作為脆性因子。綜合以上考慮，本文采用Guo 等提出的脆性因子，計(jì)算動(dòng)態(tài)楊氏模量(Ed)與動(dòng)態(tài)泊松比(νd)的比值BI1。

巖石彈性參數(shù)分為靜態(tài)彈性參數(shù)和動(dòng)態(tài)彈性參數(shù)，靜態(tài)彈性參數(shù)是利用巖石樣本靜態(tài)加載，測(cè)量其形變量計(jì)算得到；動(dòng)態(tài)力學(xué)參數(shù)則是通過(guò)聲波在巖石樣本的傳播速度信息轉(zhuǎn)換得到[16]。利用式(1)、式(2)結(jié)合頁(yè)巖樣本密度、縱波速度、橫波速度等參數(shù)可分別計(jì)算頁(yè)巖樣本動(dòng)態(tài)楊氏模量Ed和動(dòng)態(tài)泊松比νd，進(jìn)而得到脆性指數(shù)。

其中，VP、VS分別為縱波速度、橫波速度，單位為m/s；ρ為密度，單位為g/cm3。

脆性評(píng)價(jià)結(jié)果的巖樣動(dòng)態(tài)楊氏模量、動(dòng)態(tài)泊松比交匯圖如圖5所示，隨著楊氏模量增大，泊松比減小，巖石脆性指數(shù)整體上呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)(圖中箭頭所示方向)，但分布較為分散，這與地層所受壓力有關(guān)，一般認(rèn)為圍壓越大，增大趨勢(shì)更集中。

圖5 巖樣動(dòng)態(tài)楊氏模量、動(dòng)態(tài)泊松比表征的巖石脆性Fig.5 Rock brittleness characterized by dynamic young’s modulus and dynamic Poisson’s ratio

2.2 斷裂韌性指標(biāo)

斷裂韌性會(huì)影響頁(yè)巖儲(chǔ)層受壓破裂時(shí)裂縫的延展性。因此，在評(píng)價(jià)頁(yè)巖可壓裂性強(qiáng)弱時(shí)不僅要考慮脆性的大小，還要考慮斷裂韌性的強(qiáng)弱。從巖石力學(xué)方面來(lái)看，天然裂縫、地應(yīng)力環(huán)境等影響頁(yè)巖可壓裂性的其他因素，可以被認(rèn)為其影響由巖石脆性或斷裂韌性。

根據(jù)前人的研究，張開(kāi)型斷裂韌性與巖石動(dòng)態(tài)楊氏模量、單軸抗拉強(qiáng)度、縱橫波速度以及圍壓等參數(shù)存在函數(shù)關(guān)系。其中，陳治喜等[17]研究發(fā)現(xiàn)，頁(yè)巖儲(chǔ)層張開(kāi)型斷裂韌性(KC)與動(dòng)態(tài)楊氏模量(Ed)存在函數(shù)關(guān)系如下：

2.3 可壓裂性評(píng)價(jià)的數(shù)學(xué)模型

Rickman 等[18]最早使用歸一化后的靜態(tài)楊氏模量、泊松比的加權(quán)平均值BI2來(lái)表征巖石脆性，目前該方法仍然是業(yè)界評(píng)價(jià)頁(yè)巖脆性使用最為便捷、廣泛的方法。具體歸一化方法將需要被歸一化的指標(biāo)分為正向和逆向兩種，正向指標(biāo)指數(shù)值盡可能大為好，而逆向指標(biāo)指數(shù)值盡可能小為好，計(jì)算公式參考式(6)。該類脆性評(píng)價(jià)方法中，脆性指數(shù)楊氏模量為正向指標(biāo)，而泊松比為逆向指標(biāo)，如下：

其中，E為巖石的楊氏模量，單位GPa；ν為巖石的泊松比，無(wú)量綱；EBI為歸一化的楊氏模量，νBI為歸一化的泊松比；Emax、Emin分別為統(tǒng)計(jì)范圍內(nèi)巖石楊氏模量的最大值、最小值；νmax、νmin分別為統(tǒng)計(jì)范圍內(nèi)巖石泊松比的最大值、最小值。

可壓裂性指數(shù)作為表征可壓裂性強(qiáng)弱的指標(biāo)，首先將脆性指數(shù)與斷裂韌性指標(biāo)進(jìn)行歸一化得到無(wú)量綱表達(dá)式，然后采用層次分析法判斷兩者對(duì)于可壓裂性的重要程度，并將具體系數(shù)量化，最后將歸一化數(shù)值及影響系數(shù)進(jìn)行加權(quán)計(jì)算，獲得可壓裂性指數(shù)：

式(7)中，BIN為可壓裂性指數(shù)，BI為脆性指數(shù)，C1為BI的影響權(quán)重系數(shù)，C2為KC的影響權(quán)重系數(shù)。將式(3)、式(4)帶入式(7)可得

2.4 權(quán)重系數(shù)的確定

頁(yè)巖脆性與斷裂韌性對(duì)于可壓裂性的重要性不一致，因此需要分別確定二者權(quán)重系數(shù)來(lái)確定計(jì)算可壓裂性指數(shù)，可采用層次分析法來(lái)確定二者對(duì)于可壓裂性的影響程度的參數(shù)。首先確定巖石脆性和斷裂韌性對(duì)于頁(yè)巖儲(chǔ)層可壓裂性的影響程度的相對(duì)重要性。

層次分析法將一個(gè)復(fù)雜問(wèn)題轉(zhuǎn)化為目標(biāo)、準(zhǔn)則和方案等層次，然后進(jìn)行定量和定性分析，通過(guò)對(duì)復(fù)雜本質(zhì)和相關(guān)影響因素深入分析后，繪制清晰的層次結(jié)構(gòu)圖并進(jìn)行判別預(yù)測(cè)。按照層次分析法遞階層次原理，結(jié)合工區(qū)地質(zhì)情況，確定巖石脆性和斷裂韌性對(duì)于頁(yè)巖儲(chǔ)層可壓裂性的影響程度的相對(duì)重要性并給出標(biāo)度，其判斷準(zhǔn)則按一定的標(biāo)度進(jìn)行設(shè)定[19]。

對(duì)巖石脆性、 斷裂韌性進(jìn)行標(biāo)度賦值(如表1 所示)，并構(gòu)造判斷矩陣，采用方根法求解判斷矩陣的最大特征值所對(duì)應(yīng)的特征向量為(1.73205,0.57735)，對(duì)特征向量做歸一化處理后得到權(quán)重向量C=(0.75,0.25)。因此，頁(yè)巖儲(chǔ)層可壓裂性影響因素巖石脆性、斷裂韌性的權(quán)重系數(shù)分別是0.75和0.25，即C1=0.75，C2=0.25。

表1 頁(yè)巖儲(chǔ)層可壓裂性評(píng)價(jià)判斷矩陣因素賦值Table 1 Assignment of judgement matrix factors for fracturing evaluation of shale reservoirs

將C1、C2數(shù)值帶入式(8)得

3 頁(yè)巖儲(chǔ)層預(yù)測(cè)應(yīng)用

在工區(qū)內(nèi)選取一條過(guò)井二維地震測(cè)線。采用疊前反演方法進(jìn)行相關(guān)彈性參數(shù)反演，利用疊前反演得到的泊松比、楊氏模量參數(shù)結(jié)合頁(yè)巖儲(chǔ)層可壓裂性評(píng)價(jià)方法BI2和BIN分別計(jì)算脆性指數(shù)和可壓裂性指數(shù)，并分別提取脆性反演剖面和可壓裂性反演剖面做結(jié)果對(duì)比分析。

3.1 彈性參數(shù)反演

由 過(guò)DY2 井—DY5 井—DY4-V井連井剖面(圖6)可知，反演出的泊松比、楊氏模量對(duì)研究區(qū)域頁(yè)巖儲(chǔ)層具有不錯(cuò)的區(qū)分度，橫向連續(xù)性較好，楊氏模量的縱向分辨率較好。

圖6 疊前彈性參數(shù)反演得到的楊氏模量和泊松比連井剖面Fig.6 Young’s modulus and Poisson’s ratio well profile obtained by inversion of pre-stack elastic parameters

3.2 脆性指數(shù)及可壓裂性指數(shù)

利用BI2方法及BIN方法作為計(jì)算模型，分別計(jì)算研究區(qū)域頁(yè)巖儲(chǔ)層脆性指數(shù)及可壓裂性指數(shù)。

BI2與BIN方法反演脆性指數(shù)及可壓裂性指數(shù)DY2 井—DY5 井—DY4-V 井連井剖面如圖7 所示，脆性指數(shù)BI2與可壓裂性指數(shù)BIN反演結(jié)果具有較好的一致性，且自上而下都具有較好的成層性。對(duì)比兩種評(píng)價(jià)方法結(jié)果剖面可知，總體上新方法BIN計(jì)算結(jié)果對(duì)于研究區(qū)域測(cè)線頁(yè)巖儲(chǔ)層可壓裂性的分辨率較好。

3.3 可壓裂性預(yù)測(cè)效果分析

為了更好地分析、對(duì)比兩種頁(yè)巖儲(chǔ)層可壓裂性評(píng)價(jià)方法反演結(jié)果對(duì)于實(shí)際工區(qū)儲(chǔ)層可壓裂性預(yù)測(cè)的效果，首先利用BI2與BIN方法作為計(jì)算模型分別得到整個(gè)工區(qū)的脆性及可壓裂性分布情況，然后截取脆性、可壓裂性反演剖面上分辨率較高的井，對(duì)比分析目的層頁(yè)巖的反演結(jié)果與頁(yè)巖氣實(shí)際產(chǎn)能(表2)。

圖7 BI2 與BIN 反演脆性及可壓裂性連井剖面Fig.7 BI2 and BIN inversion of the brittleness and fracability continuous well profile

表2 目的層頁(yè)巖產(chǎn)氣情況Table 2 Gas production from shale in the target layer

如圖8所示，選取DY4-V井和DY5井在目的層處的脆性及可壓裂性指數(shù)計(jì)算結(jié)果剖面。結(jié)果顯示，目的層處新的頁(yè)巖儲(chǔ)層可壓裂性評(píng)價(jià)方法BIN計(jì)算的儲(chǔ)層可壓裂性指數(shù)要明顯大于BI2方法計(jì)算的脆性指數(shù)。

BI2與BIN兩種頁(yè)巖儲(chǔ)層可壓裂性評(píng)價(jià)方法計(jì)算的脆性及可壓裂性指數(shù)均可用于預(yù)測(cè)儲(chǔ)層可壓裂性好壞，儲(chǔ)層脆性指數(shù)或可壓裂性指數(shù)越高，儲(chǔ)層可壓裂性越好，儲(chǔ)層越容易被壓裂形成有效網(wǎng)狀裂縫。根據(jù)BI2與BIN兩種頁(yè)巖儲(chǔ)層可壓裂性評(píng)價(jià)方法反演所得脆性、可壓裂性指數(shù)，以及圖中目的層脆性、可壓裂性指數(shù)對(duì)比，結(jié)合表2 頁(yè)巖儲(chǔ)層實(shí)際產(chǎn)氣情況可知，BIN方法更適用于描述研究區(qū)頁(yè)巖儲(chǔ)層的可壓裂性。

圖8 BI2 與BIN 方法反演目的層處脆性及可壓裂性Fig.8 Methods BI2 and BIN invert the brittleness and fracability at the target layer

4 結(jié)論

本文主要對(duì)頁(yè)巖儲(chǔ)層可壓裂性評(píng)價(jià)方法及其影響因素進(jìn)行研究，利用彈性參數(shù)的脆性因子，結(jié)合巖石的斷裂韌性指標(biāo)建立了新的可壓裂性評(píng)價(jià)方法，基于超聲波實(shí)驗(yàn)測(cè)量分析頁(yè)巖儲(chǔ)層的儲(chǔ)層特征及聲學(xué)特征，然后利用新模型對(duì)實(shí)際工區(qū)進(jìn)行可壓裂性預(yù)測(cè)，并與前人脆性模型預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，得到以下結(jié)論：

(1)分析礦物組分、物性參數(shù)之間的關(guān)系，結(jié)果顯示有機(jī)質(zhì)含量TOC 與石英和黃鐵礦具有較好的正相關(guān)關(guān)系，與黏土含量沒(méi)有明顯的關(guān)系，因此研究區(qū)目的層層段可考慮依據(jù)石英含量和黃鐵礦含量分布來(lái)判斷TOC的分布情況?；诔暡▽?shí)驗(yàn)，分析影響因素對(duì)巖石脆性的影響，并且根據(jù)實(shí)際資料對(duì)聲學(xué)特征進(jìn)行描述。

(2)基于彈性參數(shù)構(gòu)建的脆性因子并結(jié)合巖石斷裂韌性指標(biāo)，提出一種頁(yè)巖儲(chǔ)層的可壓裂性評(píng)價(jià)指數(shù)。利用疊前地震反演方法，采用經(jīng)典的脆性評(píng)價(jià)方法與新的可壓裂性評(píng)價(jià)模型進(jìn)行可壓裂性預(yù)測(cè)，結(jié)果顯示新的可壓裂性評(píng)價(jià)模型與實(shí)際工區(qū)產(chǎn)期結(jié)果一致性較好，描述更為精細(xì)。新的可壓裂性模型能夠更精確地預(yù)測(cè)頁(yè)巖儲(chǔ)層可壓裂性，在未來(lái)不同地區(qū)的頁(yè)巖氣工程實(shí)踐中將有較好的推廣應(yīng)用價(jià)值。