岩石脆性指数计算方法

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致密砂岩储层脆性指数计算的一种改进方法

第23卷第3期重庆科技学院学报（自然科学版）2021年6月致密砂岩储层脆性指数计算的一种改进方法李旻杰谭成仟（西安石油大学地球科学与工程学院，西安710065）摘要:在评价储层脆性的过程中，传统的矿物组分法存在一定局限性。

针对马岭地区三叠系延长组第7油层致密砂岩储层中石英和碳酸盐矿物为主要脆性矿物的具体情况，利用灰色关联法计算矿物组分权重,建立了综合考虑矿物组分体积分数和矿物组分权重系数的脆性指数计算模型。

以此模型计算,得到长7组脆性指数的平均值为52.49%,与实测值具有较高的一致性；同时,脆性指数大于50%的储层集中在中部地区，这与该地区裂缝的密度分布规律是相匹配的。

关键词:致密砂岩；脆性指数;矿物组分法;权重；灰色关联法中图分类号:TE122文献标识码：A文章编号：1673-1980（2021）03-0054-04储层岩石的脆性指数是表征储层可压裂性的一个重要参数。

脆性指数高的地层，对压裂作业反应敏感，能够迅速形成复杂的网状裂缝［1］。

采用矿物组分法计算脆性指数时，由于不同工区的脆性矿物类型不同，建立的计算模型各不相同,计算结果就存在一定的误差（本次研究，针对鄂尔多斯盆地马岭地区三叠系延长组第7油层致密砂岩储层,将灰色关联法与矿物组分法相结合来计算脆性指数，分析矿物成分对脆性指数的影响及致密砂岩储层的脆性特征。

1研究区地质概况研究区位于鄂尔多斯盆地西南部甘肃省庆阳市境内,构造位置上主体位于天环坳陷东部、伊陕斜坡西部,构造特征为平缓的西北倾单斜,沉积微相为半深湖一深湖亚相浊积水道。

研究区的布井方式以大井丛式布井为主，总共投产112口井，单井产油量为9t/d，区块产油量为943t/d，区块含水率为40.7%。

马岭地区三叠系延长组第7油层组致密砂岩,以岩屑长石砂岩、长石岩屑砂岩为主，总体上具有高石英、低长石的特点:石英平均体积分数为52%；长石族矿物平均体积分数为25%;岩屑平均体积分数为19%；水云母的平均体积分数为1.66%。

齐家油田致密储层脆性指数计算方法研究

齐家油田致密储层脆性指数计算方法研究娄娜;赵天琦;张雁【摘要】脆性指数大小及分布规律是制订储层压裂方案、提高致密储层产能的重要依据.脆性指数主要是通过岩心试验和岩石力学参数法获得.为了计算岩心和岩石力学参数缺失的油田脆性指数,有效开采致密储层,利用取心井岩心测试得出脆性指数,而后与测井曲线进行了相关性分析,优选出高相关的自然伽马曲线,建立了适合本区的脆性指数测井解释模型.最后利用该曲线解释出全区各井层的脆性指数.通过分析脆性指数与矿物类型、含量、粒度等关系可知:岩石粒度越细,石英、钙质胶结物含量越高,脆性指数值越高.在该区内优选脆性指数较高的井层开展现场试验,取得了较好效果.【期刊名称】《中州煤炭》【年(卷),期】2016(000)006【总页数】5页(P140-144)【关键词】脆性指数;杨氏模量;泊松比;自然伽马;致密油藏【作者】娄娜;赵天琦;张雁【作者单位】东北石油大学地球科学学院,黑龙江大庆 163318;东北石油大学地球科学学院,黑龙江大庆 163318;东北石油大学地球科学学院,黑龙江大庆 163318【正文语种】中文【中图分类】P618.13齐家油田构造位置在松辽盆地齐家——古龙凹陷齐家北凹陷的西北斜坡上，是一个区域鼻状构造背斜之上的穹隆背斜构造。

齐家油田高台子油层孔隙度小于10%的数据占80%，渗透率小于0.1×10-3μm2的数据占总体的56%，属于致密油藏，产能一直偏低。

确定岩石脆性大小及分布对制订缝网压裂方案有重要的意义，目前期望在研究区内找出位置和层段，以达到通过实现缝网压裂达到提高产能的目的。

致密油藏的储集层致密、岩性复杂，目前研究成果认为压裂改造是提高工业产能一种重要手段[1-3]，因此，可压性评价对于优选压裂井段具有重要意义。

国外学者通过室内岩石脆性试验发现，岩石压裂的难易程度可用脆性指数表征，岩石脆性指数高，地层性质脆硬，越易形成破裂缝，对压裂作业反应越敏感，进而对储层内流体的储集和运移都有利。

周金昱—致密油三品质测井定量评价方法—中国石油长庆油田公司勘探开发研究院

致密油测井在信噪比、对比度、适应性方面面临更大挑战！
3、致密油测井评价技术需求
由于致密油地质特征与开发方式的特殊性，测井技术面临新的需求：

评价致密油资源量、落实储量寻找富集区分布
烃源岩品质(SQ)

储层品质(RQ)

为工程改造提供技术支持
完井品质(CQ)
富集区评价 ×水平井钻井 ×体积压裂 = 效益开发
（吨） 16
14 12 10 8 6 4 2 0
第 1个月第 2个月第 3个月第 4个月第 5个月第 6个月第 7个月第 8个月
15.02
13.45
14.19 13.47
13.57
13.6
12.45 10.82 11.3 10.52 10.33
YP2井 X233井
2.7 2.2
2.0 1.9
YC3井长7段脆性指数计算成果图
岩石力学法：
BI
E PR 100 2
V砂质 V砂质 V钙质 V粘土
0.40
岩石矿物分析法： BI
4.5
长 71
杨氏模量（10^4MPa）
3.5
PR=-0.0054*BI+0.4032 (R=0.980,N=33)
基本测井项目
高精度数控组合
基本测井系列：高精度数控+自然伽马能谱+电成像+核磁共振关键井测井系列：高精度数控+电成像+元素俘获+核磁共振+偶极声波
CH96井长7测井采集系列及 “三品质”测井评价综合图
常规测井解释剖面元素俘获岩性剖面 FMI 岩性剖面元素俘获+核磁有机碳含量计算核磁共振孔隙结构评价阵列声波岩石力学评价

深层致密砂岩储层脆性指数评价新方法

深层致密砂岩储层脆性指数评价新方法刘惠民;郑金凯;赵文山;杜振京;李静;王昊【摘要】储层岩石脆性评价是储层压裂改造方案设计的重要基础工作,对储层压裂改造效果有着重要影响.以准中地区深层致密砂岩储层为研究对象,开展了0～90 MP a多级围压下的岩石三轴试验,分析了围压变化对于岩石脆性的影响.针对现有脆性指数对目标储层岩石脆性评价效果不理想的情况,基于应力-应变曲线中的能量转化关系建立了新的脆性指数模型,包括岩石峰前峰后脆性指数和综合脆性指数.研究结果表明:试验围压对岩石脆性评价有着显著影响;岩石峰前脆性随围压增大先增加后减小,峰后脆性和综合脆性随围压增大而递减;研究区储层含砾细砂岩的脆性较细砂岩的脆性小,脆性差异主要表现在峰后脆性.【期刊名称】《地质力学学报》【年(卷),期】2019(025)004【总页数】9页(P492-500)【关键词】岩石力学;脆性指数;应力-应变曲线;能量转化;峰前脆性;峰后脆性【作者】刘惠民;郑金凯;赵文山;杜振京;李静;王昊【作者单位】中国石化胜利油田分公司油气勘探管理中心, 山东东营257017;中国石油大学 (华东) 地质力学与工程研究所, 山东青岛266580;中国石化胜利油田分公司油气勘探管理中心, 山东东营257017;中国石化胜利油田分公司油气勘探管理中心, 山东东营257017;中国石油大学 (华东) 地质力学与工程研究所, 山东青岛266580;中国石油大学 (华东) 地质力学与工程研究所, 山东青岛266580【正文语种】中文【中图分类】TE311;TU450 引言致密砂岩储层具有低孔、低渗的特征，压裂改造对于此类储层的开发尤为重要[1]。

而储层可压裂性评价对于压裂层段优选及压裂方案设计具有重要意义。

近年来，国外学者开始使用脆性指数来表征储层岩石的可压裂性，并指出脆性指数越大，储层岩石越易于压裂[2]。

在储层岩石脆性指数计算方面，相关学者从不同角度提出了多种计算方法。

TOC计算方法及参考文献

6.TOC及脆性指数计算 TOC计算：利用测井资料计算烃源岩有机质丰度，采用DlogR法。
TOC lg R 102.2970.1688LOM
其中：
lg R lg R / R基线 0.02 t t基线
文献： 1.烃源岩有机质丰度的测井计算方法及影响因素探讨，岩性油气藏,2011，
应用场景举例:
6.TOC及脆性指数计算岩石脆性指数计算方法 1.利用岩石矿物学方法进行计算; 2.利用岩石力学方法杨氏模量和泊松比综合计算
粘土碳酸盐石英矿物脆矿物相对比含量含量含量性因子对含量
杨氏模量脆性高值
弹性纵横波杨氏泊松比参数脆时差模量性因子
Rickman, 2008 泊松比

低值
Sondergeld等（2010）
文献： 1.Rickman,2008,A Practical Use of Shale Petrophysics for Stimulation Design Optimization 2.Sondergeld,2010,Petrophysical consideration in evaluation shale gas resources
Where: RESD = deep resistivity in any zone (ohm-m) RESDbase = deep resistivity baseline in non-source rock (ohm-m) DTC = compressional; sonic log reading in any zone (usec/ft) DTCbase = sonic baseline in non-source rock (usec/ft) DENS = density log reading in any zone (gm/cc) DENSbase = density in non-source rock (gm/cc) PHIN = neutron log reading in any zone (fraction) PHINbase = neutron baseline in non-source rock (fraction)

利用矿物含量计算砂岩脆性指数——以鄂尔多斯盆地合水地区长6段致密砂岩储层为例

利用矿物含量计算砂岩脆性指数——以鄂尔多斯盆地合水地区长6段致密砂岩储层为例王晓东;王一航;王永田;尤源;王成玉【摘要】Brittleness index is one of the important parameters for reservoir evaluation of tight sandstone.Accurate computation of the parameter is helpful for optimizing reservoir stimulation parameters and optimal selection of hot spots.The characteristics of brittle minerals in tight sandstone are studied on the basis of identification of thin section and X-ray crystallography,a method of computing brittleness index by the formula of (quartz + carbonate )/total mineral content, is proposed.It shows that the brittleness index of the main oil-bearing sub-layer Chang-63 in Heshui area is high,ranging from 50％ to 65％,with an average value of 56.3％,coincident with rock mechanics measured value.High contents of quartz are the main reason for the high brittleness index in the Chang-63 tight rge scale distribution of reservoir with the brittleness index over 60％ is suitable for the reformation of volume crush.%脆性指数是致密砂岩储层评价的重要参数,准确计算脆性指数为储层改造参数优化及"甜点"优选提供依据.通过岩石薄片鉴定和X射线衍射全岩分析,研究致密砂岩脆性矿物特征,提出利用"(石英+碳酸盐)含量/矿物总量"计算岩石脆性指数.结果表明合水地区主力层位三叠系延长组长63的脆性指数主要为50％～65％,平均为56.3％,与岩石力学测量值的符合率较高.高石英含量是形成长6段致密砂岩高脆性指数的主要原因,脆性指数>60％的储层大面积分布,利于体积压裂改造.【期刊名称】《成都理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(045)003【总页数】7页(P367-373)【关键词】岩石矿物法;脆性指数;延长组;致密砂岩;石英含量【作者】王晓东;王一航;王永田;尤源;王成玉【作者单位】中国石油长庆油田公司第七采油厂,西安 710200;中国石油长庆油田公司第七采油厂,西安 710200;中国石油长庆油田公司第八采油厂,西安 710200;中国石油长庆油田公司勘探开发研究院,西安 710018;中国石油长庆油田公司勘探开发研究院,西安 710018【正文语种】中文【中图分类】P588.212.3;TE122.23岩石的脆性指数是致密砂岩体积压裂需考虑的重要参数[1]，也是致密油勘探“甜点”区优选的重要指标之一。

体积压裂中的岩石脆性指数及其数值模拟

Ａｕｇ，２０１９
第３８卷第４期
ＰｅｔｒｏｌｅｕｍＧｅｏｌｏｇｙ＆ＯｉｌｆｉｅｌｄＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｉｎＤａｑｉｎｇ
Ｖｏｌ３８Ｎｏ４
ＤＯＩ：１０１９５９７／ＪＩＳＳＮ１０００３７５４２０１８１１０６６
体积压裂中的岩石脆性指数及其数值模拟
王勇
（大庆油田有限责任公司井下作业分公司，黑龙江大庆１６３４５３）
为零，则表征岩石破坏彻底、脆性指数高，在体积
压裂过程中易形成复杂的裂缝网络；相反，脆性指
数低的岩石破坏时表现为岩石即使达到峰值强度
后，岩石可发生较大程度的塑性变形，即使发生破
坏，其残余强度也与峰值强度接近或相差较小。因
此，可利用公式（１）对岩石的脆性特征进行定量
评价，公式为
ＩＢ
＝τｐ－τｒ τｐ
参数，因此从其物理意义上来看，该参数是用于表
征岩石破坏程度的参数。基于弹性参数和基于矿物组分的表征方法在页岩中应用较多［４］，但由于其
未直接表征岩石的破坏特征，该方法仅在某些地区
或某些岩性上适用。基于上述认识，选取与破坏相
关的参数表征体积压裂中的岩石脆性更为科学合
理。由于全应力应变或强度特征参数以及破坏过程中能量参数的各类方法［５１０］能够对岩石的脆性指数
收稿日期：２０１８１１２８改回日期：２０１９０３１１基金项目：国家科技重大专项 “松辽盆地致密油开发示范工程” （２０１７ＺＸ０５０７１）。作者简介：王勇，男，１９８７年生，工程师，从事压裂增产改造技术研究与应用。
Ｅｍａｉｌ：ｊｘ＿ｗａｎｇｙｏｎｇ５＠ｐｅｔｒｏｃｈｉｎａｃｏｍｃｎ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｍａｋｅｆｕｌｌｕｓｅｏｆｔｈｅｂｒｉｔｔｌｅｎｅｓｓｉｎｄｅｘｔｏｇｕｉｄｅｔｈｅｓｔｉｍｕｌａｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｐａｒａｍｅｔｅｒａｎｄｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｆｌｕｉｄｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｓｆｏｒｅａｃｈｋｉｎｄｏｆｔｈｅｒｏｃｋｒｅｓｅｒｖｏｉｒ，ｔｈｅｓｔｕｄｉｅｓｏｎｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇｆａｃｔｏｒｓａｎｄｃｈａｎｇｅｌａｗｓｗｅｒｅｃｏｎｄｕｃｔｅｄｆｏｒｔｈｅｒｏｃｋｂｒｉｔｔｌｅｎｅｓｓｉｎｄｅｘ．Ｔｈｅｔｏｔａｌｓｔｒｅｓｓｓｔｒａｉｎｃｕｒｖｅｍｅｔｈｏｄｔｈａｔｃａｎｓｈｏｗｔｈｅｒｏｃｋｄａｍａｇｅｆｅａｔｕｒｅｗａｓａｄｏｐｔｅｄｔｏｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｔｈｅｂｒｉｔｔｌｅｎｅｓｓｉｎｄｅｘ．Ｔｈｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄｗａｓｕｓｅｄｔｏｍｏｄｅｌｔｈｅｗｈｏｌｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔｈｅｒｏｃｋｄａｍａｇｅｆｏｒｅａｃｈｆａｃｔｏｒｍａｙｂｅｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇｔｈｅｒｏｃｋｂｒｉｔｔｌｅｎｅｓｓｉｎｄｅｘ，ａｎｄｔｈｅｎｔｈｅｔｏｔａｌｓｔｒｅｓｓｓｔｒａｉｎｃｕｒｖｅｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄｕｎｄｅｒｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ａｎｄｍｏｒｅｏｖｅｒｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｋｅｙｆｅａｔｕｒｅｐｏｉｎｔｓｏｎｔｈｅｓｔｒｅｓｓｓｔｒａｉｎｃｕｒｖｅ，ｔｈｅｂｒｉｔｔｌｅｎｅｓｓｉｎｄｅｘｏｆｔｈｅｒｏｃｋｗａｓｅｖａｌｕａｔｅｄ．Ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｐｏｓｓｅｓｓｅｓｔｈｅｆｏｌｌｏｗｉｎｇａｄｖａｎｔａｇｅｓ：ｓｔｒｏｎｇｒｅｐｅａｔａｂｉｌｉｔｙ，ｎｏｔｂｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄｂｙｔｈｅｃｏｒｅｐｒｏｃｅｓｓｌｅｖｅｌａｎｄｔｅｓｔｉｎｇｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓａｎｄｓｏｏｎ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｒｏｃｋｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅ，ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｉｔｙｄｅｇｒｅｅ，ｇｒａｖｅｌｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｃｏｎｆｉｎｉｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅａｎｄｓｏｏｎｏｂｖｉｏｕｓｌｙａｆｆｅｃｔｔｈｅｂｒｉｔｔｌｅｎｅｓｓｉｎｄｅｘｏｆｔｈｅｒｏｃｋ．Ｗｉｔｈｔｈｅｄｅｃｒｅａｓｅｓｏｆｔｈｅｒｏｃｋｄｅｔｒｉｔａｌ＆ｇｒａｖｅｌｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅｓ，ａｎｄｍｏｒｅｏｖｅｒｗｉｔｈｔｈｅｒｉｓｅｏｆｔｈｅｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｉｔｙｄｅｇｒｅｅ，ｔｈｅｂｒｉｔｔｌｅｎｅｓｓｉｎｄｅｘｉｎｃｒｅａｓｅｓ；ｗｈｉｌｅｔｈｅｒｉｓｅｓｏｆｔｈｅｃｏｎｆｉｎｉｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅａｎｄｂｕｒｉｅｄｄｅｐｔｈ，ｔｈｅｉｎｄｅｘｗｉｌｌｄｅｃｒｅａｓｅ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇｆａｃｔｏｒｓａｎｄｌａｗｓｓｔａｔｅｄａｂｏｖｅ，ｔｈｅｄｉｒｅｃｔｅｄｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓａｒｅｐｒｏｐｏｓｅｄｆｏｒｔｈｅＳＲＶｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂｒｉｔｔｌｅｎｅｓｓｉｎｄｅｘ；ｓｔｒｅｓｓｓｔｒａｉｎｃｕｒｖｅ；ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｈｙｄｒａｕｌｉｃｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ；ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄｒｅｓｅｒｖｏｉｒｖｏｌｕｍｅ（ＳＲＶｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ）

岩石脆性(共9张PPT)

(2) 脆性受内外因素共同作用。脆性是以内在非均质性为前提，在特定加载条件下表现出的特性。
(3) 脆性破坏是在非均匀应力作用下，产生局部断裂，并形成多维破裂面的过程。在外力作用下，岩石发生脆性破坏，内部微裂纹的萌生、裂纹稳定扩展至非稳定交联的过程都与岩石的脆性密切相关。
脆性指数评价
岩石的脆性与其力学特性密切相关，根据脆性的定义和破坏的现象，
国内外学者根据不同的研究目的，从不同角度提出近20 种表示岩石脆性的指标(基于强度、全过程应力–应变曲线、加卸载试验、硬度测试、成分分析等)。而这些指标有的可以反映岩石的脆性差异，有的测试方法不容易掌握，有的还需要更多的测试以检验其准确性。现场上有两种比较常用的方法评价岩石脆性，一种是弹性参数法，一种是矿物组分法。
( 岩随石石的英脆含性量虽增(然加3没，)高有杨明氏抗确模压的量定增、义加抗，，但泊拉以松强下比性减度质小比已，达表压成明共脆拉识性：越比来)越；强; 随粘土含量增加，杨氏模量减小，泊松比增加，表明脆性越来越弱。
高回弹能；岩但石是脆当性前与还储没(层有4)改标造准密的切、相统关一，的是岩储石层脆力性学定特义性及评测价试、方井法壁。稳定性评价及水力压裂效果评价的重要指标。
岩脆石性脆指性数主表要征表岩(5现石)在发内以生摩下破几裂擦个前角独的特瞬大方态面变。：化快慢（难易）程度，反映的是储层压裂后形成裂缝的复杂程度。
(3) 脆性破坏是在非均匀应力作用下，产生局部断裂，并形成多维破裂面的过程。

岩石脆性主要表现在以下几个独特方面：
岩石脆性主要表现在以下几个独特方面：
(1) 岩石的脆性不同于像弹性模量、泊松比这样的单一力学参数，它受多个因素共同制约，想要表征脆性，需建立特定的脆性指标。

页岩气开发的地质与工程一体化技术

页岩气开发的地质与工程一体化技术曾义金【摘要】页岩气储层非均质性强，实现工程技术与储层条件的最佳匹配，是实现页岩气经济有效开发的关键。

分析了我国页岩气开发中存在的主要问题，阐述了页岩气储层特征分析方法及关键技术，从地质与工程一体化的角度，系统论述了针对于页岩气储层特征的工程技术思路和方法，建立了页岩气地质与工程一体化的技术体系。

%Because of the strong heterogeneity of shale gas reservoir ,the key to economic and effective shale gas development is to achieve the best match between engineering parameters and reservoir condi-tions .In this paper ,the analysis of problems during shale gas development in China has been obtained ;the analysis methods and key technologies of shale gas reservoir characteristics have been elaborated .From the view of integration of geology and engineering ,the technical idea and methods of engineering closely related to shale reservoir characteristics have been discussed systematically ,and the shale gas geology and engi-neering integration technology system has been established .【期刊名称】《石油钻探技术》【年(卷),期】2014(000)001【总页数】6页(P1-6)【关键词】页岩气;地质参数;工程技术;一体化【作者】曾义金【作者单位】中国石化石油工程技术研究院，北京 100101【正文语种】中文【中图分类】TE22页岩气在全球范围内分布广泛，且开发潜力巨大。

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