本发明涉及一种利用常规测井资料计算与确定页岩储层地层破裂压力的方法，具体涉及一种页岩气储层地层破裂压力梯度计算方法。
背景技术：
页岩气是一种新型清洁能源，而且是一种重要的非常规天然气资源。页岩气开发需要以“井工厂”模式钻探水平井，对水平井水平段页岩气储层需要进行多段大规模压裂改造，成本高，风险大。页岩气储层地层破裂梯度和地层破裂压力参数计算或预测的精度十分重要，直接影响储层改造效果。
传统的地层破裂压力梯度计算方法主要有伊顿法、马修斯与凯利法、克里斯特曼法。这些方法主要是在上世纪六十年代至七十年代期间形成，解决的是砂岩、碳酸盐岩等常规储层地层破裂梯度和地层破裂压力参数计算或预测问题。
随着国内页岩气田的发现和页岩气勘探开发试验规模的扩大，页岩气水平井多段压裂成本高、风险大，对页岩气储层的地层破裂压力梯度、地层破裂压力计算精度要求越来越高，传统的地层破裂压力梯度计算方法难以适应生产需求，计算误差大的问题越来越突出。
技术实现要素：
本发明的目的是针对上述技术现状，旨在提供一种能够利用常规测井曲线资料计算可靠的页岩气储层地层破裂压力的方法。
本发明目的的实现方式为，页岩气储层地层破裂压力梯度计算方法，具体步骤为：
1)收集全井段的常规测井曲线数据，常规测井曲线资料包括自然伽马、中子、密度、声波、电阻率测井曲线；采用加权平均法使用常规测井曲线数据计算岩石骨架密度ρma，利用全井段常规测井曲线数据和区域探井取心井的岩心孔隙度分析资料，确定地层平均孔隙度φ和流体密度ρw；
岩石骨架密度ρma量纲为g/cm3，
地层平均孔隙度φ量纲为百分比，
流体密度ρw量纲为g/cm3；
2)收集页岩气井储层段深度、垂深、声波ac、密度den、中子cnl测井曲线数据；
密度den量纲为g/cm3，
声波ac量纲为μs/m，
中子cnl量纲为百分比，
3)由步骤1)所得地层岩石骨架密度ρma、孔隙度φ及流体密度ρw计算地层平均密度ρ：
ρ＝(1-φ)*ρma+φ*ρw；
地层平均密度ρ量纲为g/cm3，
4)由步骤2)所收集得页岩储层段声波、密度den、中子测井曲线数据结合地区已压裂井破裂压力，通过拟合回归的方法确定破裂压力系数k：k＝p0+p1*ac+p2*den+p3*cnl,
式中p0至p3为地区经验系数，与压裂段地层岩性有关，地层岩性与测井曲线有关；
5)通过公式：frac＝k*ρ计算页岩气储层段地层破裂压力梯度frac；
式中页岩储层地层破裂压力梯度fpac量纲为mpa/100m，
地层平均密度ρ量纲为g/cm3，
6)输出计算结果。
本发明已在涪陵页岩气田应用页岩气井200多口井，计算的地层破裂压力梯度与实际施工获得的地层破裂压力梯度较接近，误差小于15％。
附图说明
图1为本发明工作流程框图。
具体实施方式
参照图1，本发明的具体步骤为：
1)收集全井段的常规测井曲线数据，常规测井曲线资料包括自然伽马、中子、密度、声波、电阻率等测井曲线；采用加权平均法使用密度测井曲线数据计算岩石骨架密度ρma，利用全井段常规测井曲线数据和区域探井取心井的岩心孔隙度分析资料确定地层平均孔隙度φ和流体密度ρw；
岩石骨架密度ρma量纲为g/cm3，
地层平均孔隙度φ量纲为百分比，
流体密度ρw量纲为g/cm3。
其中常规测井曲线资料为排除坏井眼和不可靠数据资料。流体密度ρw一般取1.1±0.1g/cm3。
2)收集页岩气井储层段深度、垂深、声波ac、密度den、中子cnl测井曲线数据；
密度den量纲为g/cm3，
声波ac量纲为μs/m，
中子cnl量纲为百分比。
3)由步骤1)所得地层岩石骨架密度ρma、孔隙度φ及流体密度ρw计算地层平均密度ρ：
ρ＝(1-φ)*ρma+φ*ρw；
地层平均密度ρ量纲为g/cm3，
4)由步骤2)所收集得页岩储层段声波、密度den、中子测井曲线数据结合地区已压裂井破裂压力，通过拟合回归的方法确定破裂压力系数k：k＝p0+p1*ac+p2*den+p3*cnl,
破裂压力系数与压裂段地层岩性有关，地层岩性与测井曲线有关，通过以压裂井的资料结合数据拟合方法可以确定地区经验系数p0-p3，从而计算地层破裂压力系数。
5)通过公式：frac＝k*ρ计算页岩气储层段地层破裂压力梯度frac；
式中页岩储层地层破裂压力梯度fpac量纲为mpa/100m，
地层平均密度ρ量纲为g/cm3，
6)输出计算结果。
下面用具体实施例详述本发明。(实施例最好按前面的步骤写)
实例一：某气田jy2-3井
1)收集该井全井段常规测井曲线数据(包括声波、密度、中子曲线)，采用加权平均法使用密度测井曲线数据计算岩石平均骨架密度ρma为2.67g/cm3，利用全井段常规测井曲线数据和区域探井取心井的岩心孔隙度分析资料确定地层平均孔隙度φ为0.05，流体密度ρw为1.05g/cm3；
2)确定页岩气储层井段为2980.0-4490.0m垂深为2448.0-2521.0m，并且收集页岩储层段声波、密度、中子测井曲线数据；
3)通过ρ＝(1-φ)*ρma+φ*ρw；计算地层平均密度ρ为2.589g/cm3；
4)通过压裂段声波、密度、中子测井曲线数据确定破裂压力系数k(与区域地层有关的地区经验系数)，破裂压力系数计算公式(ac为声波，den为密度，cnl为中子，p0-p3为常数)：k＝p0+p1*ac+p2*den+p3*cnl。通过对涪陵地区260多口井4000余段压裂数据进行拟合分析，采用拟合回归方法得出p1＝-0.004274867，p2＝-0.046441009，p3＝0.004972802，p0＝2.019452937。计算得到该压裂段平均k值为0.977。
5)通过公式：frac＝k*ρ计算压裂段地层破裂压力梯度为2.537，平均破裂压力63.06mpa；
6)根据用户需求输出破裂压力梯度和破裂压力计算结果。
利用本发明计算jy2-3井2980.0-4490.0m井段页岩气层地层破裂压力为63.06mpa。完井压裂施工，实测该井20段平均地层破裂压力为63.48mpa，误差小于10％，两者计算结果非常接近，初期无阻流量日产天然气约116.39×104m3，压裂改造效果显著。
由实例1可见，本发明计算的地层破裂压力梯度、地层破裂压力与实测结果接近，误差小于10％，符合现场施工需要，具有较强的应用价值。
实例二：某页岩气田jy13-2井
jy13-2井是一口长水平段水平井，气藏水平段为2630-4078m，气藏垂深为2330.0-2412.0m，水平段在气藏中穿越。
1)收集该井全井段常规测井曲线数据(包括声波、密度、中子曲线)，采用加权平均法使用密度测井曲线数据计算岩石平均骨架密度ρma为2.67g/cm3，利用全井段常规测井曲线数据和区域探井取心井的岩心孔隙度分析资料确定地层平均孔隙度φ为0.05，流体密度ρw为1.05g/cm3；
2)确定页岩气储层井段为2630-4078m，垂深为2332.0-2412.0m，并且收集页岩储层段声波、密度、中子测井曲线数据；
3)通过ρ＝(1-φ)*ρma+φ*ρw；计算地层平均密度ρ为2.589g/cm3；
4)通过压裂段声波、密度、中子测井曲线数据确定破裂压力系数k(与区域地层有关的地区经验系数)，破裂压力系数计算公式(ac为声波，den为密度，cnl为中子，p0-p3为常数)：k＝p0+p1*ac+p2*den+p3*cnl,通过对涪陵地区260多口井4000余段压裂数据进行拟合分析，采用拟合回归方法得出p1＝-0.004274867，p2＝-0.046441009，p3＝0.004972802，p0＝2.019452937,计算得到该压裂段平均k值为1.036；
5)通过公式：frac＝k*ρ计算压裂段地层破裂压力梯度为2.137，平均破裂压力64.2mpa；
6)根据用户需求输出破裂压力梯度和破裂压力计算结果。
利用本发明计算的jy13-2井2630-4078m水平段页岩气层地层平均破裂压力为64.2mpa。完井压裂作业，分18段施工，施工实测地层平均破裂压力为60.0mpa，初期无阻流量日产天然气约111.02×104m3，压裂改造效果明显。
由实例1可见，本发明计算的地层破裂压力梯度、地层破裂压力与实测结果接近，误差小于10％，指导压裂施工效果良好。