本发明提供一种基于测井资料快速计算岩石脆性的方法，用以实现地层条件下致密储层岩石脆性的快速计算，促进致密油气藏高效开发。本方法主要从岩石破裂形态和破裂断裂能角度出发，根据岩石破裂形态越复杂，破裂断裂能越小，岩石脆性指数越大的原理。利用杨氏模量、剪胀角分别反映岩石抵抗变形的能力、变形的速率，可以很好的描述岩石的脆性特征,同时杨氏模量和剪胀角也能反映岩石应力‑应变曲线上不同阶段的特征。利用灰色关联理论计算杨氏模量和剪胀角的权重系数，从而建立起计算岩石脆性指数的新方法。本方法是基于测井资料快速预测脆性指数的计算方法，提高了岩石脆性评价的合理性，促进了致密油气藏的高效开发。
1.一种计算致密储层岩石脆性指数的方法，包括以下步骤：
(1)测井资料数据准备：测井资料包括全波列声波测井或者偶极子声波和自然伽马测井数据，至少包括横波时差、纵波时差、密度、孔隙度、自然伽马测井曲线；
(2)利用横波时差、纵波时差、密度、孔隙度、自然伽马曲线分别计算出岩石的杨氏模量、泊松比、内摩擦角、泥质含量；
(3)利用步骤(2)得到的岩石力学特征参数和泥质含量剖面计算得到岩石抗压强度和围压剖面；
(4)利用步骤(3)得到的岩石抗压强度和围压计算岩石的剪胀角剖面；
(5)利用杨氏模量和剪胀角这两个参数建立新的岩石脆性指数评价方法，通过灰色关联理论计算杨氏模量和剪胀角的权重系数；
(6)运用步骤(2)得到的杨氏模量、步骤(4)得到的剪胀角和步骤(5)得到的权重系数，计算得到岩石脆性指数剖面。
2.根据权利要求1上述的一种计算致密储层岩石脆性指数的方法，其特征在于：所述步骤(2)中的杨氏模量、泊松比、内摩擦角、泥质含量的计算公式为：式中，Ed为动态杨氏模量，νd为动态泊松比，ρ为密度，Vt为纵波速度，Vs为横波速度，为内摩擦角，φ为孔隙度，SH为自然伽马相对值，GR、GRmax、GRmin分别为目的层自然伽马值、纯泥岩地层的自然伽马值、纯岩性地层的自然伽马值，Vsh为泥质含量，GCUR为与年代有关的经验系数，老地层取3.7，新地层取2。
3.根据权利要求1上述的一种计算致密储层岩石脆性指数的方法，其特征在于：所述步骤(3)中的岩石抗压强度和围压计算公式为：σc＝(0.0045+0.0035Vsh)Ed (6)式中，σc为岩石的抗压强度，Pc为围压，H为储层的深度，α为有效应力系数；
当泥质含量Vsh＞0.8时，有效应力系数α＝0.6；当泥质含量Vsh＜0.2时，有效应力系数α＝0.9；当泥质含量0.2＜Vsh＜0.8时，有效应力系数
4.根据权利要求1上述的一种计算致密储层岩石脆性指数的方法，其特征在于：所述步骤(4)中的剪胀角计算公式为：式中，ψ为岩石的剪胀角， 为内摩擦角，σc为岩石抗压强度，Pc为围压。
5.根据权利要求1上述的一种计算致密储层岩石脆性指数的方法，其特征在于：所述步骤(6)中的岩石脆性指数BI的计算公式为：BI＝W1En+W2ψn (9)
式中，BI为脆性指数，En为归一化的杨氏模量，ψn为归一化的剪胀角，W1为杨氏模量所占权重，W2为剪胀角所占权重；
式中，E，Emax，Emin分别为地层任意点的杨氏模量、地层最大杨氏模量、地层最小杨氏模量；ψ，ψmax，ψmin分别为地层任意点的剪胀角、地层最大剪胀角、地层最小剪胀角。
一种确定致密储层岩石脆性指数的方法
技术领域：
[0001] 本发明涉及非常规油气勘探与开发领域，具体涉及一种基于测井资料计算致密储层岩石脆性指数的方法。背景技术：
[0002] 我国的致密油气储量丰富，具有良好的开发潜力，但开发难度较大。受到页岩气藏有效开发的启发，致密油气藏进行了缝网压裂的实践。在缝网压裂中，岩石的脆性是判断储层压裂形成缝网能力的重要参数。目前石油工业油气开发领域应用最多的矿物脆性指数和动态岩石力学参数计算岩石脆性的方法都是美国页岩气压裂经验的总结。而岩石力学领域的岩石脆性又主要是基于岩石室内试验的应力应变曲线和力学特征进行计算，没有与油气开发领域结合起来，难以用于现场应用。因此，致密油气压裂急需一种基于岩石脆性力学表现和现场应用方便的岩石脆性计算方法。发明内容：
[0003] 本发明针对目前致密油气现场应用的岩石脆性计算方法的不足，提出了一种基于岩石断裂能、破裂形态和测井资料快速计算岩石脆性指数的方法，用以实现地层条件下致密储层岩石脆性的快速计算，为致密储层压裂方案设计提供依据。
[0004] 岩石微观的破裂断裂能和宏观的破裂形态是岩石脆性的具体表现。本发明提出的一种计算致密储层岩石脆性指数的方法，利用杨氏模量、剪胀角分别反映岩石抵抗变形的能力和变形的速率，具有很好的描述岩石的脆性特征的原理。通过赋予两参数相应的权值来建立新的岩石脆性计算方法，并利用测井资料来获取计算脆性指数的参数值。本发明主要包括以下步骤：
[0005] 1.测井资料数据准备。测井资料包括全波列声波测井或者偶极子声波和自然伽马测井等数据，至少包括压裂层段的横波时差、纵波时差、密度、孔隙度、自然伽马测井曲线；
[0006] 2.利用横波时差、纵波时差、密度曲线、自然伽马曲线分别计算出岩石的杨氏模量E、泊松比ν、内摩擦角 泥质含量Vsh剖面，分别用式(1)-(5)计算：
[0007]
[0008]
[0009]
[0010]
[0011]
[0012] 式中，Ed为动态杨氏模量，νd为动态泊松比，ρ为密度，Vt为纵波速度，Vs为横波速度，为内摩擦角，φ为孔隙度，SH为自然伽马相对值，GR、GRmax、GRmin分别为目的层自然伽马值、纯泥岩地层的自然伽马值、纯岩性地层的自然伽马值，Vsh为泥质含量，GCUR为与年代有关的经验系数，老地层取3.7，新地层取2。
[0013] 3.利用步骤2得到的岩石力学特征参数和泥质含量剖面计算得到岩石抗压强度和围压剖面，分别用公式(6)和(7)计算：
[0014] σc＝(0.0045+0.0035Vsh)Ed (6)
[0015]
[0016] 式中，σc为岩石的抗压强度，Pc为围压，H为储层的深度，α为有效应力系数。
[0017] 当泥质含量Vsh＞0.8时，有效应力系数α＝0.6；当泥质含量Vsh＜0.2时，有效应力系数α＝0.9；当泥质含量0.2＜Vsh＜0.8时，有效应力系数
[0018] 4.利用步骤3得到的岩石抗压强度和围压计算岩石的剪胀角剖面，用公式(8)计算；
[0019]
[0020] 式中，ψ为岩石的剪胀角，为内摩擦角，σc为岩石抗压强度，Pc为围压。
[0021] 5.利用杨氏模量和剪胀角这两个参数建立新的岩石脆性指数评价方法，通过灰色关联理论计算杨氏模量和剪胀角的权重系数；
[0022] 6.运用步骤2得到的杨氏模量、步骤4得到的剪胀角和步骤5得到的权重系数，计算得到岩石脆性指数剖面，用公式(9)计算岩石脆性指数BI。
[0023] BI＝W1En+W2ψn (9)
[0024] 式中，BI为脆性指数，En为归一化的杨氏模量，ψn为归一化的剪胀角，W1为杨氏模量所占权重，W2为剪胀角所占权重。
[0025] 其中，En和ψn的计算公式如下：
[0026]
[0027]
[0028] 式中，E，Emax，Emin分别为地层任意点的杨氏模量、压裂层段地层最大杨氏模量、压裂层段地层最小杨氏模量；ψ，ψmax，ψmin分别为地层任意点的剪胀角、压裂层段地层最大剪胀角、压裂层段地层最小剪胀角。
[0029] 与现有计算岩石脆性指数的方法相比，本发明有如下有益效果：本发明基于岩石破裂断裂能和破裂形态，提出了一种可以利用测井资料快速预测脆性指数计算方法，将岩石的脆性与室内实验岩石的破裂形态结合起来，为地下岩石脆性提供了较直观的判断，为致密油气藏压裂方案优化提供依据，有利于提高致密油气压裂效果。附图说明：
[0030] 图1是本发明计算岩石脆性的步骤框图。
[0031] 图2是本发明大港油田某致密油藏4050m～4065m井段测井资料示意图
[0032] 图3是根据本发明的方法计算致密油藏4050m～4065m井段脆性指数剖面示意图具体实施方式：
[0033] 下面对本发明实现方法作进一步详细说明，具体如下：
[0034] 以大港油田孔二段某一致密油藏储层为例，该储层埋深为4050～4065m，该井段地层平均压力为45MPa。以地层埋深4050m处为例，利用本发明的方法计算脆性指数。
[0035] 1.根据步骤1，准备压裂层段的横波时差、纵波时差、密度、孔隙度以及自然伽马测井曲线，测井资料数据如附图2所示；
[0036] 2.利用相关测井资料数据分别计算岩石的杨氏模量、泊松比、内摩擦角、泥质含量，通过步骤2中的公式(1)-(5)计算得到在埋深4050m处杨氏模量为E＝36580.5MPa、泊松比为v＝0.258、内摩擦角为 泥质含量为Vsh＝0.209；
[0037] 3.根据步骤3中的公式(6)-(7)分别计算得到在埋深4050m处的岩石抗压强度为σc＝191.44MPa，围压为Pc＝59.85MPa，根据步骤4中的公式(8)计算得到岩石的剪胀角为ψ＝5.69°；
[0038] 4.根据步骤5中计算杨氏模量和剪胀角这两个参数的权重系数分别为0.426和0.574，并根据步骤6中的公式(9)-(11)计算得到埋深为4050m处岩石脆性指数为BI＝
0.824。
[0039] 同理，通过本发明的方法可计算得到埋深为4050～4065m致密储层岩石的脆性指数剖面，结果如附图3所示。
