页岩储层可压性评价办法研析

周 爽

（川庆钻探工程有限公司井下作业公司重庆分公司，重庆 401120）

页岩储层可压性评价办法研析

周 爽

（川庆钻探工程有限公司井下作业公司重庆分公司，重庆 401120）

研究了页岩可压裂性指标体系的相关问题，结合断裂韧性、页岩脆性等可压性影响因素，提出判别页岩储层形成可压裂性的关键是揭露复杂地质、岩石力及水力裂缝等原因。为探索工作区域压裂施工参数对断裂韧性和页岩脆性程度影响，研究了控制水力裂缝扭曲的相关因素并提出解决方案。

页岩储层；可压性；评价办法

因为页岩储层结构的致密性特点以及超低孔渗漏的情况，在开展经济开发活动的时候，需要选择水力压裂进行增产工作。在对储层的可压性进行测评的时候，需要对压裂层段进行选择与优化，以期实现对经济效益的测评。在一般情况下，市场往往会借助干脆性指数对断储层的化学特性进行检测，可也就相应地造成了检测不准确的问题。本文从研究页岩层的可压裂性指标出发来对储层的可压性进行全面研究，以此来更好地确保后期压裂工作得以优化开展。

1 页岩可压裂性指标体系

在一些地区，油气资源在页岩层、沉积岩层中有着十分广泛的分布。其不仅仅是表现在分布的范围较为广阔，其还表现在有机质含量、气体含量以及存储量等指标都较为丰厚。通过大量的实践研究表明，在黏土含量较少的地区，矿区的岩石类型更容易开展水力压裂作业，水力压裂作业往往能够取得更好的生产成效。可压裂性是页岩地质、储层特征的综合反映，从我们国内有关地区的采集作业情况来看，要找到压裂层位，让压裂裂缝能够比较大地展开，以期提高压裂改造的成效。（见图1）

图1 页岩储层水平井压裂水力裂缝与天然裂缝沟通

页岩气体一般处于地下较深的位置，其往往会分布在丘陵地区，该地区的水资源较为匮乏，且人口密度大，处在十分复杂的地理环境。同时，受储层状况以及经济发展水平的差异化特征影响。

2 可压性影响因素

页岩地质的可压性往往会受多种综合因素的影响。Eenderlin等认为页岩的可压性会与其本身的材质有关，同时与所配套材质的脆性及韧质有关联，它们可以用泊比松与杨氏的模量进行测算。另外，内摩擦角系数与无侧限抗压强度是其测评标准。国内有工程师认为其主要影响因素除了，国内有化工方面的专家测定它的主要影响因子不仅指石英含量、页岩的脆性、成岩作用和天然裂缝用途，而且又包括了地地内应力、沉积地质等综合因素。根据海内关于页毛气勘探的理论研究和实际操作应用的理想来看，页岩气工作时应充分考虑各综合因素间的相互影响关系及作用。对影响页岩储层可压性的关键方面表现为断裂韧性、页岩脆性和天然弱面等特点，另外的影响因子主要包含页岩储层可压性中。

2.1 断裂韧性

在对储层的改造难易程度进行测量的时候，断裂韧性是一个重要的参考要素。地表下的地质断裂后韧性值越是小，水力裂缝对之于地层内的岩石的穿通性越强大；则，储层改造后的体积也是越大。假设，地表下的地质断裂后韧性值变小后，没有处在水力裂缝延伸路上的天然裂缝很有可能要在水力裂缝的引应力促发下形成破坏性的断层；如果水力裂缝又催发了天然裂缝的形成，那么会变得有更加繁多的裂缝网络，影响压力的加大。所以说，地层的断裂韧性标准数越是小，地层的页岩气可压性因子越是高。

2.2 页岩脆性

岩石在外在环境中受到外力作用的影响会产生的直接变化即是岩石脆性的直接表现。当岩石的破损程度发生改变的时候，其往往是因为吸收了外在能量的波动，但是这样的现象往往不易察觉。页岩气的脆性特质在地层压裂期间，容易形成不简单的裂缝，且容易导致碎裂；如果岩石的塑性方面发生了变形，就不太会产生裂缝，就算发生了人工裂缝，只要在裂缝闭合之前挤入一些支撑剂并形成保护就行。否则的话，人工裂缝的导通水平会下降，影响页岩气的生产提升效果。所以，当页岩的脆性提升，那么其储层所变化来的裂缝网格发生大裂的可能性会增大。

泊松比与杨氏模量是表征页岩脆性的主要岩石力学参数，杨氏模量反映了页岩被压裂后保持裂缝的能力，泊松比反映了页岩在压力下破裂的能力，页岩杨氏模量越高、泊松比越低，脆性越强。

绝大多数情况下上述2种方法计算结果基本一致，但后者资料获取简单，与现场结合更为紧密，应用更为广泛。

式中∶Brit为脆性指数，0～1；WQFR为石英、长石和云母的总含量；WCARB为碳酸盐矿物含量（主要包括白云石、方解石和其他碳酸盐组分）；WTOT为总矿物量；YM为静态杨氏模量，YMCMAX与YMCMIN分别为区域最大、最小静态杨氏模量GPA；YMBRIT为归一化的杨氏模量，0～1；PR为静态泊松比，PRCMAX与PRCMIN为区域内最大、最小静态泊松比，无因次；PRBRIT为归一化的泊松比，0～1。

3 结束语

综上所述，通过对页岩储层进行深入分析来探测地质环境和工程活动所对水力裂缝造成的影响，需要对位置、方式以及时机进行明确，以此来控制水力裂缝。作业时选择增产压裂的时候，需要对水力裂缝的状态进行明确，记录相关的数据内容，如倍数、有效期等。同时，裂缝的用水不仅需要对其工程作用有所体现，其还不能破坏当地的生态环境，造成环境污染。

[1] 蔡儒帅，郭建春，邓燕，等.页岩储层可压性剖面模型研究及应用[J].大庆石油地质与开发，2014，33（6）∶165-170.

Analysis on Evaluation Method of Shale Reservoir Compressibility

Zhou Shuang

In this paper，we will study the related problems of shale fracturingindex system，combined with fracture toughness and shale brittleness.We propose that the key to determine the fracturing of shale reservoirs is to expose complex geology，Rock and hydraulic fractures and other reasons.In order to explore the influence of fracturing construction parameters on fracture toughness and shale brittleness，this paper will study the relevant factors to control the torsion of hydraulic fractures and propose solutions.

shale reservoir；compressibility；evaluation method

TD353

A

1003-6490（2017）02-0034-02

2017-01-15

周爽（1990—），女，重庆人，助理工程师，主要研究方向为压裂酸化。