基于原始测井数据的岩石可压性评价方法

摘要：压裂过程中射孔位置决定着压裂成功与否的关键因素，因此在所选压裂段内，选择好的位置进行射孔是非常重要的一步，我们认为在可压性好的位置射孔压裂，岩石破裂张开和裂缝延伸更加容易，施工成功率更高，本文介绍了岩石可压性，并基于原始测井数据给出了一种岩石可压性的评价方法，对提高压裂成功率有一定的指导意义。

关键字：压裂；岩石可压性；评价方法

中图分类号：P585

1岩石的可压性

岩石的脆性破裂是岩石形变的主要机制之一，岩石脆性及描述岩爆倾向的脆性系数杨氏模量和泊松比并非直接反映岩石脆性的参数，但是目前一来定性的认为杨氏模量越大，泊松比越小，岩石脆性越好。但其实杨氏模量的大小受控于岩石强度和弹性应变量两个方面。而脆性是指岩石在破裂前发生很小的塑变能力，破裂时全部以弹性能的形式释放出来。利用岩石力学方法杨氏模量和泊松比综合计算。通过计算归一化杨氏模量和泊松比的平均值来得到脆性系数[1] 。

脆性指数定义为是描述岩石在应力作用下，衡量岩石压开能力大小，其公式如下：

式中：YMS_C，综合测定的杨氏模量，MPa；

PR_C，综合测定的泊松比，μ；

YM_BRIT，均一化后的杨氏模量，无量纲；

PR_BRIT，均一化后的泊松比，无量纲；

从公式中我们可以看出，脆性指数与泊松比和杨氏模量这两个参数有关，泊松比越小，脆性指数越高；杨氏模量越大，脆性指数越高。因此我们只要取得泊松比和杨氏模量的数值，就可以获得到岩石的脆性指数。

闭合压力[2]是指已存在裂缝张开的最小缝内流体作用在裂缝面的平均压力，它有别于地层最小主应力，但是又与最小主应力有关。在均质、单层内进行压裂时，闭合压力就等于压裂层的最小主应力。当裂缝穿过无论在横向或纵向非均质的多层时，由于各层及其内部的最小主应力不同，作用于裂缝高度剖面上的应力也不相同，这时裂缝的闭合应力就是穿过各层的最小主应力的平均应力；因此，闭合应力是裂缝（在无支撑剂条件下）自由闭合的整体特性参数。闭合压力是衡量岩石抵抗破裂能力大小，其公式如下：

岩石的可压性评价[3]可以用脆性指数和闭合压力的关系来评价，脆性指数大，闭合压力小，说明岩石可压性好；脆性指数小，闭合压力大，说明岩石可压性差。

2 基于测井数据的可压性评价方法

我们通过研究分析，找到了一个基于原始的测井曲线数据来进行岩石可压性评价的方法。首先获取原始的测井曲线数据，主要参数有AC，GR，SH，DEN，P_z，P_p等等，如图2-1所示：通过地应力软件可以计算出岩石的弹性模量、泊松比BIOT系数等参数，得到岩石的弹性模量、泊松比等参数后，利用公式（1-1），可计算得到不同深度的脆性指数。可以得到不同深度的闭合压力。 调取出深度、脆性指数、闭合压力数据。 通过插入散点图形成脆性指数与闭合压力的关系图如下：

上图中红色曲线代表闭合压力，蓝色曲线代表脆性指数，根据可压性评价原则，脆性指数大，闭合压力小的区域是岩石可压性好的区域。对于物性好、可压性好的区段，通过高砂比、大排量、低粘体系，可以形成高导流能力的裂缝网络，对于物性好、可压性差的区段，通过高砂比、小排量、高粘体系，可以形成高导流能力的主裂缝，对于物性差、可压性好的区段，通过低砂比、大排量、低粘体系，可以形成导流能力适中的网络裂缝。

3 结论

通过基于原始的测井数据形成了储层岩石可压性评价方法，并根据储层的可压性评价对射孔位置进行指导，对压裂差异化设计进行指导，充分发挥了压裂井的改造，有效的提高压裂井的产能。

参考文献：

[1] 刘恩龙，沈珠江.岩土材料的脆性研究.岩石力学与工程学报， 2005， 19

[2] 孙翠容，王怒涛，张文昌等.水力压裂闭合压力确定方法研究。重庆科技学院学报，2010，12 （2）

[3] 郭海萱，郭天魁.胜利油田罗家地区页岩储层可压性实验评价.石油实验地质， 2013， 3

作者简介：王昊（1981年），2011年毕业于中国石油大学（华东）石油工程学院，专业方向油气田开发与工程，现从事油气田开发工作。