Page 50 - 《应用声学》2020年第1期
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超声波实验测量，分析页岩储层的声学特征，然后利
0 引言
用叠前反演技术，结合传统的基于弹性参数的脆性
页岩气作为一种非常规能源，储层致密，孔隙 指数与新的可压裂性评价方法进行脆性反演预测，
度低，渗透率极低，结构和富集条件比较复杂 [1] ，具 然后结合实际工区资料，对比分析新的可压裂性评
有易发现、难开采的特点。页岩气的这些特点使得 价方法预测结果与实际储层产气结果。
页岩气的勘探和开发的难度及风险加大。因此，需
1 页岩储层特征分析
要采取水力压裂增产改造措施，以便获得进一步的
工业化产能，故研究页岩储层可压裂性就显得尤为
1.1 工区概况
关键。
本文研究渝东南某工区页岩气藏，位于齐岳山
近年来相关研究人员相继提出了新方法评价
断裂以西、四川盆地内部的川东南断褶带内，目的
页岩储层可压裂性，为页岩储层可压裂性评价开
层 X 层为深水陆棚相沉积，发育岩石类型以暗色富
辟了多种思路，同时也为页岩储层开采提供了更多
有机质泥页岩为主，笔石类生物化石丰富。
前期指导。Chong等 [2] 将脆性指数作为评价页岩可
压裂性的唯一有效指标，脆性指数越高，可压裂性 1.2 目的层岩样特征
越好，为页岩可压裂性评价提供了新思路。李庆辉 1.2.1 有机质特征
等 [3] 进行了页岩储层脆性的综合评价，为评价可压 本文通过对目的层取心段进行了总有机碳
裂性做铺垫，但量化以后的脆性评价可压裂性考虑 (Total organic carbon, TOC) 含量测试，选取 82
的因素单一，不能全面反映页岩可压裂性的综合特 个岩石样品， 其中 TOC > 1% 的样品为 39 个，
征。因此，在评价页岩可压裂性强弱时不单是要考 TOC > 2% 的样品为 12 个，总体表明研究区目
虑脆性的大小，而且还要考虑断裂韧性的强弱、天 的层页岩有机质含量高。
然裂缝、地应力环境等其他影响因素。为此，相关 从图1(a)可知TOC随石英含量的增大而增大，
人员相继提出了许多方法来评价页岩储层可压裂 两者具有正相关趋势，说明研究区目的层页岩硅质
性。Breyer [4] 认为页岩可压裂性与材料韧性和脆性 [11]
矿物可能为生物成因 。相反，TOC与黏土含量相
相关，可以用杨氏模量和泊松比来表征。唐颖等 [5]
关性较差，如图 1(b) 所示，证明了 TOC 主要分布于
利用相关影响因素标准化值与权重系数加权得到
石英粒间孔中。图 1(c) 中黄铁矿和 TOC 之间也具
了页岩储层可压裂性评价的数学模型。袁俊亮等 [6]
有较好的正相关关系，表明黄铁矿和有机质之间可
从页岩储层脆性指数、断裂韧性以及岩石力学特性
能具有成因联系 [12] 。因此研究区目的层层段可考
等三个方面为出发点考虑，建立了新的页岩储层可
虑依据石英含量和黄铁矿含量的分布来判断 TOC
压裂性评价方法。李文阳 [7] 等提出页岩储层可压裂
的分布情况。
性是页岩气 “甜点” 选择过程中的重要因素之一，主
要是评价裂缝和层理、水平应力差、页岩脆性等储 1.2.2 物性特征
层参数。廖东良等 [8] 在使用矿物组分计算岩石脆 对研究区目的层 22 块样品进行了氦气孔隙
性的同时引入断裂韧度作为每种矿物的加权系数， 度测试，测试结果显示孔隙度值分布在 0.81% ∼
建立了新的脆性指数计算模型。侯冰等 [9] 考虑了 4.02% 之 间， 平 均 值 为 1.74%。 渗 透 率 值 分 布
2
地质评价、页岩体积压裂评价以及工程技术评价建 在 (0.0013 ∼ 0.004)×10 −3 µm 之间，平均值为
2
立了适合中国地质情况的可压裂性评价模型。高辉 0.0024 × 10 −3 µm 。
等 [10] 结合储层脆性指数以及断裂韧性指标提出了 当页岩气储层 TOC 含量处于低值区时，孔隙
一种页岩储层可压裂性评价方法。 度随着 TOC 含量的增加而快速增加，这是由于有
调研国内外页岩可压裂性评价方法显示，目前 机质孔快速增加引起的。如图2(a)所示，当TOC含
国内评价页岩可压裂性主要还是考虑单一影响因 量小于 1.5% 时，孔隙度快速增加。但随着 TOC 含
素，从而难以准确地评价页岩储层可压裂性。本文 量的继续增加 (TOC > 1.5%)，有机质会发生碳化，
在结合页岩脆性评价方法和断裂韧性指标的基础 此时有机质孔孔隙会被压缩和其他矿物充填，导致
上，提出一种表征页岩可压裂性的评价方法。基于 储层总孔隙度减小，增长变缓。如图2(b)所示，孔隙
