北美的页岩油(气)革命,改变了世界油气的供应格局。中国致密油气资源丰富,是中国油气勘探的全新的、重要领域。致密油气的有效开发需要大型水力压裂(体积压裂)提高产能。致密油气需要进行大型(体积)压裂才能获得有效的产能,测井连续的脆性评价资料是致密油气储层压裂选层及压裂参数设计的重要依据。岩石(材料)的脆性是一种定性的概念,还没有一种物理量能够有效、准确地表征。通常采用岩石的静态参数表征岩石的脆性,测井脆性评价广泛应用的方法是动态岩石机械参数法和矿物成分法。这种评价方法在北美海相致密油气的勘探、开发中广泛应用。
这里需要说明的是,中国致密油气资源大部分分布在陆相地层,地层横向各向异性强(岩性、物性变化大)、埋深变化大,采用上述方法表征岩石脆性对陆相致密油气地层的适用性不强。
原因在于,截至2014年10月24日表征岩石脆性指数的方案存在以下两种缺陷:
1、矿物法没有考虑岩石的结构和应力环境对岩石脆性的影响。
2、动态参数法直接用岩石的动态参数表征岩石的脆性。看似避开了动、静态岩石机械参数转换的技术难题,但两种参数存在本质的区别,动态参数表征脆性显然存在明显的技术问题。另外,尽管动态参数在一定程度上能够反映岩石的结构和应力环境的变化,但这种变化与静态参数的变化趋势是不同的(如图1和图2所示)。动态参数法表征岩石脆性的技术缺陷是显而易见的。
另外,一般情况下,岩石的杨氏模量越大、泊松比越小,岩石的脆性越好,这也是岩石脆性评价的物理基础。岩石的静态机械参数,需要进行三轴抗压实验获得,这项实验是一种破坏性实验,样品实验量通常有限。这种方法也无法实现全井段的连续测量和脆性的连续表征。
针对没有充分考虑到岩石动、静参数转换、岩石结构的变化和应力环境对岩石脆性的影响,生成岩石脆性指数不准确的问题,尚未提出有效的解决方案。