一种利用电学性质确定块状样品裂缝张开度的方法

技术领域

本发明涉及到油气田气藏勘探技术领域，尤其涉及一种利用电学性质确定块状样品裂缝张开度的方法。

背景技术

传统的油气藏，碳酸盐岩气藏和页岩气藏储层中多发育裂缝，裂缝存在不仅对气田开发，同时对压裂施工改造也有重要的意义。现有技术判断多孔介质中是否有裂缝，判断裂缝张开程度，除了用肉眼判断外，一般采用CT扫描的方式进行无损探伤。但是，该方法的主要缺点在于CT扫描耗时长，对实验场地要求高。此外，判断裂缝的缝宽对于建材的检测也有重要的意义。计算裂缝的缝宽一直都是油气藏开发研究人员攻关的难点，裂缝参数对油气藏开发尤为重要。

公开号为CN 105019892A，公开日为2015年11月04日的中国专利文献公开了一种模拟缝洞型储集体电测井响应的方法，其特征在于，包括如下步骤：

a、根据区块地质资料建立等效缝洞储集体地层模型，确定所述等效缝洞储集体地层模型的基础参数；所述步骤a建立的等效缝洞储集体地层模型中：

利用平板模型等效裂缝发育，生成等间距平板裂缝和交叉平板裂缝模型；利用球形、椭球形模型等效洞穴模型；利用等效平板裂缝和椭球洞穴组合为不同类型复杂缝洞储集体模型；

b、根据所述等效缝洞储集体地层模型建立直流电测井响应的有限元泛函；

c、根据有限元理论，对所述等效缝洞储集体地层模型进行网格离散和电阻率赋值；

d、组装并求解有限元电导阵，获取深浅侧向测井值。

该专利文献公开的模拟缝洞型储集体电测井响应的方法，解决了缝洞储集体跨尺度网格剖分问题，刻画了缝洞储集体边界，实现了对缝洞储集体电测井的数值模拟，为基于电测井资料的碳酸盐岩、火山岩缝洞储集体的电测井识别和评价提供了理论依据。但是，针对多孔介质主裂缝缝宽的判断效果欠佳。

发明内容

本发明为了克服上述现有技术的缺陷，提供一种利用电学性质确定块状样品裂缝张开度的方法，本发明结合多孔介质电学性质规律，能够实现对多孔介质主裂缝张开度的精确判断。

本发明通过下述技术方案实现：

一种利用电学性质确定块状样品裂缝张开度的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将发育有多条裂缝的样品制成正方体样品；

S2、测试出裂缝在岩心上的夹角α和正方体样品的边长l；

S3、将正方体样品置于100％饱和盐水中浸泡，浸泡后取出一块切割正方体样品时产生的没有裂缝的基质样品，测试基质样品的电阻率值；

S4、选择裂缝贯穿的两个面分别贴上电极片，再将两个电极片接通电阻仪，根据电阻率定律计算出样品的电阻率值ρ；

S5、根据实际裂缝分布建立数值模型，通过有限元数值模拟获得样品电势场，将样品电势场等比例分成2n+1条截面，从电势场数值模拟结果中读取各个截面的平均电流值I

S6、将电阻率值ρ与模拟出的电阻率值ρ

所述步骤S1中，正方体样品是通过选择裂缝的端点垂直样品边长进行切割而成。

所述步骤S3中，100％饱和盐水的电阻率为0.1206Ω.m。

所述步骤S4中，裂缝贯穿是指裂缝贯通样品的端面。

所述裂缝贯通样品的端面是指裂缝从边长的端面开始发育或裂缝从靠近边长的端面开始发育。

所述裂缝从边长的端面开始发育，裂缝在岩心上的夹角则为α。

所述裂缝从靠近边长的端面开始发育，裂缝在岩心上的夹角则为π/2-β。

所述步骤S5中，通过有限元数值模拟获得样品电势场具体是指设置输入端电势为1V，输出端电势为0V，基质部分的电阻率按照ρ

所述步骤S6中，将电阻率值ρ与模拟出的电阻率值ρ

本发明的有益效果主要表现在以下方面：

1、本发明，“S1、将发育有多条裂缝的样品制成正方体样品；S2、测试出裂缝在岩心上的夹角α和正方体样品的边长l；S3、将正方体样品置于100％饱和盐水中浸泡，浸泡后取出一块切割正方体样品时产生的没有裂缝的基质样品，测试基质样品的电阻率值；S4、选择裂缝贯穿的两个面分别贴上电极片，再将两个电极片接通电阻仪，根据电阻率定律计算出样品的电阻率值ρ；S5、根据实际裂缝分布建立数值模型，通过有限元数值模拟获得样品电势场，将样品电势场等比例分成2n+1条截面，从电势场数值模拟结果中读取各个截面的平均电流值I

2、本发明，不仅能够用于油气田气藏勘探开发过程中对裂缝相关性质的判识，而且能够用于工业上对材料生产的质量检验。

3、本发明，能够更加低成本的判断裂缝张开度，具有普遍适用性。

附图说明

下面将结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的具体说明，其中：

图1为本发明裂缝从边长的端面开始发育的正方体样品结构示意图；

图2为本发明裂缝从靠近边长的端面开始发育的正方体样品结构示意图。

具体实施方式

实施例1

一种利用电学性质确定块状样品裂缝张开度的方法，包括以下步骤：

S1、将发育有多条裂缝的样品制成正方体样品；

S2、测试出裂缝在岩心上的夹角α和正方体样品的边长l；

S3、将正方体样品置于100％饱和盐水中浸泡，浸泡后取出一块切割正方体样品时产生的没有裂缝的基质样品，测试基质样品的电阻率值；

S4、选择裂缝贯穿的两个面分别贴上电极片，再将两个电极片接通电阻仪，根据电阻率定律计算出样品的电阻率值ρ；

S5、根据实际裂缝分布建立数值模型，通过有限元数值模拟获得样品电势场，将样品电势场等比例分成2n+1条截面，从电势场数值模拟结果中读取各个截面的平均电流值I

S6、将电阻率值ρ与模拟出的电阻率值ρ

本实施例为最基本的实施方式，结合多孔介质电学性质规律，能够实现对多孔介质主裂缝张开度的精确判断。

实施例2

一种利用电学性质确定块状样品裂缝张开度的方法，包括以下步骤：

S1、将发育有多条裂缝的样品制成正方体样品；

S2、测试出裂缝在岩心上的夹角α和正方体样品的边长l；

S3、将正方体样品置于100％饱和盐水中浸泡，浸泡后取出一块切割正方体样品时产生的没有裂缝的基质样品，测试基质样品的电阻率值；

S4、选择裂缝贯穿的两个面分别贴上电极片，再将两个电极片接通电阻仪，根据电阻率定律计算出样品的电阻率值ρ；

S5、根据实际裂缝分布建立数值模型，通过有限元数值模拟获得样品电势场，将样品电势场等比例分成2n+1条截面，从电势场数值模拟结果中读取各个截面的平均电流值I

S6、将电阻率值ρ与模拟出的电阻率值ρ

所述步骤S1中，正方体样品是通过选择裂缝的端点垂直样品边长进行切割而成。

实施例3

一种利用电学性质确定块状样品裂缝张开度的方法，包括以下步骤：

S1、将发育有多条裂缝的样品制成正方体样品；

S2、测试出裂缝在岩心上的夹角α和正方体样品的边长l；

S3、将正方体样品置于100％饱和盐水中浸泡，浸泡后取出一块切割正方体样品时产生的没有裂缝的基质样品，测试基质样品的电阻率值；

S4、选择裂缝贯穿的两个面分别贴上电极片，再将两个电极片接通电阻仪，根据电阻率定律计算出样品的电阻率值ρ；

S5、根据实际裂缝分布建立数值模型，通过有限元数值模拟获得样品电势场，将样品电势场等比例分成2n+1条截面，从电势场数值模拟结果中读取各个截面的平均电流值I

S6、将电阻率值ρ与模拟出的电阻率值ρ

所述步骤S1中，正方体样品是通过选择裂缝的端点垂直样品边长进行切割而成。

所述步骤S3中，100％饱和盐水的电阻率为0.1206Ω.m。

实施例4

一种利用电学性质确定块状样品裂缝张开度的方法，包括以下步骤：

S1、将发育有多条裂缝的样品制成正方体样品；

S2、测试出裂缝在岩心上的夹角α和正方体样品的边长l；

S3、将正方体样品置于100％饱和盐水中浸泡，浸泡后取出一块切割正方体样品时产生的没有裂缝的基质样品，测试基质样品的电阻率值；

S4、选择裂缝贯穿的两个面分别贴上电极片，再将两个电极片接通电阻仪，根据电阻率定律计算出样品的电阻率值ρ；

S5、根据实际裂缝分布建立数值模型，通过有限元数值模拟获得样品电势场，将样品电势场等比例分成2n+1条截面，从电势场数值模拟结果中读取各个截面的平均电流值I

S6、将电阻率值ρ与模拟出的电阻率值ρ

所述步骤S1中，正方体样品是通过选择裂缝的端点垂直样品边长进行切割而成。

所述步骤S3中，100％饱和盐水的电阻率为0.1206Ω.m。

所述步骤S4中，裂缝贯穿是指裂缝贯通样品的端面。

所述裂缝贯通样品的端面是指裂缝从边长的端面开始发育。

本实施例为一较佳实施方式，不仅能够用于油气田气藏勘探开发过程中对裂缝相关性质的判识，而且能够用于工业上对材料生产的质量检验。

实施例5

一种利用电学性质确定块状样品裂缝张开度的方法，包括以下步骤：

S1、将发育有多条裂缝的样品制成正方体样品；

S2、测试出裂缝在岩心上的夹角α和正方体样品的边长l；

S3、将正方体样品置于100％饱和盐水中浸泡，浸泡后取出一块切割正方体样品时产生的没有裂缝的基质样品，测试基质样品的电阻率值；

S4、选择裂缝贯穿的两个面分别贴上电极片，再将两个电极片接通电阻仪，根据电阻率定律计算出样品的电阻率值ρ；

S5、根据实际裂缝分布建立数值模型，通过有限元数值模拟获得样品电势场，将样品电势场等比例分成2n+1条截面，从电势场数值模拟结果中读取各个截面的平均电流值I

S6、将电阻率值ρ与模拟出的电阻率值ρ

所述步骤S1中，正方体样品是通过选择裂缝的端点垂直样品边长进行切割而成。

所述步骤S3中，100％饱和盐水的电阻率为0.1206Ω.m。

所述步骤S4中，裂缝贯穿是指裂缝贯通样品的端面。

所述裂缝贯通样品的端面是指裂缝从边长的端面开始发育。

所述裂缝从边长的端面开始发育，裂缝在岩心上的夹角则为α。

实施例6

一种利用电学性质确定块状样品裂缝张开度的方法，包括以下步骤：

S1、将发育有多条裂缝的样品制成正方体样品；

S2、测试出裂缝在岩心上的夹角α和正方体样品的边长l；

S3、将正方体样品置于100％饱和盐水中浸泡，浸泡后取出一块切割正方体样品时产生的没有裂缝的基质样品，测试基质样品的电阻率值；

S4、选择裂缝贯穿的两个面分别贴上电极片，再将两个电极片接通电阻仪，根据电阻率定律计算出样品的电阻率值ρ；

S5、根据实际裂缝分布建立数值模型，通过有限元数值模拟获得样品电势场，将样品电势场等比例分成2n+1条截面，从电势场数值模拟结果中读取各个截面的平均电流值I

S6、将电阻率值ρ与模拟出的电阻率值ρ

所述步骤S1中，正方体样品是通过选择裂缝的端点垂直样品边长进行切割而成。

所述步骤S3中，100％饱和盐水的电阻率为0.1206Ω.m。

所述步骤S4中，裂缝贯穿是指裂缝贯通样品的端面。

所述裂缝贯通样品的端面是指裂缝从靠近边长的端面开始发育。

所述裂缝从靠近边长的端面开始发育，裂缝在岩心上的夹角则为π/2-β。

实施例7

一种利用电学性质确定块状样品裂缝张开度的方法，包括以下步骤：

S1、将发育有多条裂缝的样品制成正方体样品；

S2、测试出裂缝在岩心上的夹角α和正方体样品的边长l；

S3、将正方体样品置于100％饱和盐水中浸泡，浸泡后取出一块切割正方体样品时产生的没有裂缝的基质样品，测试基质样品的电阻率值；

S4、选择裂缝贯穿的两个面分别贴上电极片，再将两个电极片接通电阻仪，根据电阻率定律计算出样品的电阻率值ρ；

S5、根据实际裂缝分布建立数值模型，通过有限元数值模拟获得样品电势场，将样品电势场等比例分成2n+1条截面，从电势场数值模拟结果中读取各个截面的平均电流值I

S6、将电阻率值ρ与模拟出的电阻率值ρ

所述步骤S1中，正方体样品是通过选择裂缝的端点垂直样品边长进行切割而成。

所述步骤S3中，100％饱和盐水的电阻率为0.1206Ω.m。

所述步骤S4中，裂缝贯穿是指裂缝贯通样品的端面。

所述裂缝贯通样品的端面是指裂缝从边长的端面开始发育或裂缝从靠近边长的端面开始发育。

所述裂缝从边长的端面开始发育，裂缝在岩心上的夹角则为α。

所述裂缝从靠近边长的端面开始发育，裂缝在岩心上的夹角则为π/2-β。

所述步骤S5中，通过有限元数值模拟获得样品电势场具体是指设置输入端电势为1V，输出端电势为0V，基质部分的电阻率按照ρ

实施例8

一种利用电学性质确定块状样品裂缝张开度的方法，包括以下步骤：

S1、将发育有多条裂缝的样品制成正方体样品；

S2、测试出裂缝在岩心上的夹角α和正方体样品的边长l；

S3、将正方体样品置于100％饱和盐水中浸泡，浸泡后取出一块切割正方体样品时产生的没有裂缝的基质样品，测试基质样品的电阻率值；

S4、选择裂缝贯穿的两个面分别贴上电极片，再将两个电极片接通电阻仪，根据电阻率定律计算出样品的电阻率值ρ；

S5、根据实际裂缝分布建立数值模型，通过有限元数值模拟获得样品电势场，将样品电势场等比例分成2n+1条截面，从电势场数值模拟结果中读取各个截面的平均电流值I

S6、将电阻率值ρ与模拟出的电阻率值ρ

所述步骤S1中，正方体样品是通过选择裂缝的端点垂直样品边长进行切割而成。

所述步骤S3中，100％饱和盐水的电阻率为0.1206Ω.m。

所述步骤S4中，裂缝贯穿是指裂缝贯通样品的端面。

所述裂缝贯通样品的端面是指裂缝从边长的端面开始发育或裂缝从靠近边长的端面开始发育。

所述裂缝从边长的端面开始发育，裂缝在岩心上的夹角则为α。

所述裂缝从靠近边长的端面开始发育，裂缝在岩心上的夹角则为π/2-β。

所述步骤S5中，通过有限元数值模拟获得样品电势场具体是指设置输入端电势为1V，输出端电势为0V，基质部分的电阻率按照ρ

所述步骤S6中，将电阻率值ρ与模拟出的电阻率值ρ

本实施例为最佳实施方式，能够更加低成本的判断裂缝张开度，具有普遍适用性。