【摘要】：可壓性是指在壓裂過程中頁巖發(fā)生有效破裂的能力。目前對(duì)可壓性的研究主要基于定性評(píng)價(jià),或建立在巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)和壓裂施工參數(shù)基礎(chǔ)上的定量評(píng)價(jià),難以完整連續(xù)地表征非均質(zhì)性較強(qiáng)的頁巖在水平井長(zhǎng)水平段的可壓性變化�；跍y(cè)井?dāng)?shù)據(jù),評(píng)價(jià)了頁巖脆性指數(shù)、脆性礦物質(zhì)量分?jǐn)?shù)、斷裂韌性、黏土礦物質(zhì)量分?jǐn)?shù)和總有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)可壓性的影響,并利用層次分析法和模糊數(shù)學(xué)法,從定性和定量相結(jié)合的角度建立了頁巖長(zhǎng)水平段的連續(xù)可壓性數(shù)學(xué)模型,且劃分了可壓性級(jí)別。該模型將可壓性劃分為3個(gè)級(jí)別:當(dāng)可壓性指數(shù)高于0.48時(shí),頁巖的可壓性好;當(dāng)可壓性為0.32~0.48時(shí),頁巖的可壓性中等;當(dāng)可壓性低于0.32時(shí),頁巖的可壓性較差。研究表明,利用測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)能夠更全面細(xì)致地評(píng)價(jià)沿水平井長(zhǎng)水平段的頁巖可壓性,對(duì)壓裂設(shè)計(jì)和射孔參數(shù)設(shè)計(jì)具有更好的指導(dǎo)性。現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明,該模型能夠較準(zhǔn)確連續(xù)地預(yù)測(cè)頁巖可壓性,且具有廣泛的適用性。
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圖片說明： 斷塊油氣田2017年5月2.1層次分析法確定可壓性影響因素的權(quán)重2.1.1判斷矩陣的建立利用層次分析法分析問題時(shí)，首先需要將問題層次化，構(gòu)造一個(gè)有層次的結(jié)構(gòu)模型。根據(jù)頁巖可壓性與其影響因素的關(guān)系，建立結(jié)構(gòu)模型（見圖1）。圖1頁巖儲(chǔ)層可壓性影響因素層次結(jié)構(gòu)判斷矩陣表示某一層的元素之間相對(duì)于上一層元素的重要性程度，可以利用1—9的比例標(biāo)度來表示這種重要性程度［16］（見表1）。根據(jù)以往學(xué)者對(duì)可壓性的研究，將可壓性影響因素進(jìn)行兩兩比較，可得判斷矩陣A，如表2所示。表1標(biāo)度及其含義表2判斷矩陣A2.1.2權(quán)重向量的計(jì)算利用和積法計(jì)算判斷矩陣A的最大特征根及其對(duì)應(yīng)的特征向量，從而確定可壓性各影響因素的權(quán)重：a幟ij=aijnk=1Σakjw幫i=nj=1Σa幟ijwi=w幫inj=1Σw幫ii，j=1，2，…，幫幫n（4幫幫幫幫幫幫幫幫幫幫幫幫幫幫幫幫幫幫幫幫幫）w=［w1，w2，…，wn］T（5）式中：aij為判斷矩陣A的元素；w為所求的特征向量（即各個(gè)元素的權(quán)重值）�？傻脀=［0.45，0.25，0.15，0.09，0.06］T，即為所求的特征向量，即脆性指數(shù)、脆性礦物質(zhì)量分?jǐn)?shù)，斷裂韌性、黏土礦物質(zhì)量分?jǐn)?shù)和TOC對(duì)應(yīng)的權(quán)重值分別為0.45，0.25，0.15，0.09，0.06。為了防止可壓性影響因素之間存在自相矛盾，，必須對(duì)判斷矩陣A進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。經(jīng)檢驗(yàn)，該判斷矩陣A符合一致性要求。2.2模糊數(shù)學(xué)法確定可壓性影響因素的模糊矩陣2.2.1因素集的建立根據(jù)可壓性評(píng)價(jià)目標(biāo)，建立因素集：U={脆性指數(shù)，脆性礦物質(zhì)量分?jǐn)?shù)，斷裂韌性，黏土礦物質(zhì)量分?jǐn)?shù)，TOC}。2.2.2評(píng)價(jià)集的建立選擇頁巖水平井水平段不同井
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圖片說明： 斷塊油氣田2017年5月2.1層次分析法確定可壓性影響因素的權(quán)重2.1.1判斷矩陣的建立利用層次分析法分析問題時(shí)，首先需要將問題層次化，構(gòu)造一個(gè)有層次的結(jié)構(gòu)模型。根據(jù)頁巖可壓性與其影響因素的關(guān)系，建立結(jié)構(gòu)模型（見圖1）。圖1頁巖儲(chǔ)層可壓性影響因素層次結(jié)構(gòu)判斷矩陣表示某一層的元素之間相對(duì)于上一層元素的重要性程度，可以利用1—9的比例標(biāo)度來表示這種重要性程度［16］（見表1）。根據(jù)以往學(xué)者對(duì)可壓性的研究，將可壓性影響因素進(jìn)行兩兩比較，可得判斷矩陣A，如表2所示。表1標(biāo)度及其含義表2判斷矩陣A2.1.2權(quán)重向量的計(jì)算利用和積法計(jì)算判斷矩陣A的最大特征根及其對(duì)應(yīng)的特征向量，從而確定可壓性各影響因素的權(quán)重：a幟ij=aijnk=1Σakjw幫i=nj=1Σa幟ijwi=w幫inj=1Σw幫ii，j=1，2，…，幫幫n（4幫幫幫幫幫幫幫幫幫幫幫幫幫幫幫幫幫幫幫幫幫）w=［w1，w2，…，wn］T（5）式中：aij為判斷矩陣A的元素；w為所求的特征向量（即各個(gè)元素的權(quán)重值）。可得w=［0.45，0.25，0.15，0.09，0.06］T，即為所求的特征向量，即脆性指數(shù)、脆性礦物質(zhì)量分?jǐn)?shù)，斷裂韌性、黏土礦物質(zhì)量分?jǐn)?shù)和TOC對(duì)應(yīng)的權(quán)重值分別為0.45，0.25，0.15，0.09，0.06。為了防止可壓性影響因素之間存在自相矛盾，必須對(duì)判斷矩陣A進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。經(jīng)檢驗(yàn)，該判斷矩陣A符合一致性要求。2.2模糊數(shù)學(xué)法確定可壓性影響因素的模糊矩陣2.2.1因素集的建立根據(jù)可壓性評(píng)價(jià)目標(biāo)，建立因素集：U={脆性指數(shù)，脆性礦物質(zhì)量分?jǐn)?shù)，斷裂韌性，黏土礦物質(zhì)量分?jǐn)?shù)，TOC}。2.2.2評(píng)價(jià)集的建立選擇頁巖水平井水平段不同井
【作者單位】： 中國(guó)石油大學(xué)(北京)石油工程學(xué)院;北京工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程與應(yīng)用電子學(xué)院;中國(guó)石油西南油氣田分公司工程技術(shù)研究院;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目“長(zhǎng)水平段非均質(zhì)頁巖儲(chǔ)層非均勻分簇射孔優(yōu)化研究”(51674272)
【分類號(hào)】：TE357

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2 王漢青;頁巖氣藏水平井高能氣體壓裂可壓性評(píng)價(jià)研究[D];西安石油大學(xué);2016年

本文編號(hào)：2514961