[發明專利]一種基于巖石物理的泥頁巖可壓性定量表征方法

有效

• 申請號: 201310730747.8
• 申請日: 2013-12-26
• 公開（公告）號: CN104749622A
• 公開（公告）日: 2015-07-01
• 發明（設計）人: 劉建偉;張營革;譚明友;巴素玉;張云銀;師濤;陳香朋;龐紅磊;時瑞坤;魏欣偉
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司物探研究院
• 主分類號: G01V1/28
• 分類號: G01V1/28;G06F17/50
• 代理公司: 東營雙橋專利代理有限責任公司 37107
• 代理人: 侯華頌

1.基于巖石物理的泥頁巖可壓性定量表征方法，其特征是通過優選地層力學的表征因子，結合疊前參數反演獲取泥頁巖可壓性綜合數據體定量表征地層可壓性,包括如下步驟：

（1）建立泥頁巖可壓性數學模型；

（2）分析地層參數與力學關系，優選地層力學參數表征因子；

（3）回歸擬和抗壓強度彈性參數表征公式和建立地層破裂壓力彈性參數表征公式、主應力彈性參數表征公式；

（4）建立可壓性指數表征公式并驗證計算可壓性指數綜合數據體；

（5）定量表征地層可壓性并預測。

2.根據權利要求1基于巖石物理的泥頁巖可壓性定量表征方法，其特征是：

（1）借鑒破裂壓力經驗公式和已知的實測的地層參數數據(P_p，u，P_o，K)，求取井的破裂壓力

Pf=Pp+u1-u(Po-Pp)+K]]>

式中，P_f：破裂壓力，P_p：孔隙壓力，u：泊松比P_o:上覆巖層壓力k：抗壓強度；

通過對比破裂壓力和最大主應力的數值分析，結合實際測量的孔隙度曲線和實驗室分析結果，建立泥頁巖可壓性的基本數學模型,即

BI_(Break)＝ξ(σ_max-P_f)+ε

（1）

式中，BI_(Break)：可壓性指數，σ_max：最大應力，P_f：地層破裂壓力，ε、ξ：校正系數；

（2）建立與泥頁巖地層的相關參數信息庫，該參數信息包括泥頁巖的物理學參數、巖石物理彈性參數、礦物成分評價參數，并對參數信息進行測試分析；每次觀測值y_k的變差大小,用該次觀側值y_k與n次觀測值的平均值的差來表示,而全部n次觀測值的總變差可由總的離差平方和

Syy=Σk=1n(yk-y‾)2=Σk=1n(yk-y^)2+Σk=1n(y^k-y‾)2=Q+U---(2)]]>

其中:稱為回歸平方和,是回歸值與均值之差的平方和,它反映了自變量x₁,x₂,x₃,...,x_m的變化所引起的y的波動；

稱為剩余平方和,是實測值y_k與回歸值之差的平方和,它是由試驗誤差及其它因素引起的；

為檢驗總的回歸效果,用無量綱指標

R2=USyy=Syy-QSyy---(3)]]>

R稱為復相關系數；

（3）以優選的表征因子作為自變量對主應力、破裂壓力、抗壓強度分別進行多因子回歸，由于自變量的個數m>1,定義回歸公式為

Y=F（X₁，X₂…X_m）+ε???（4）

其中X_m為解釋變量的數目，通過對主應力、抗壓強度、破裂壓力進行多因子回歸分析擬合，分別得到主應力、破裂壓力、抗壓強度的擬合公式。

P_f=-0.14×YME_STA+0.994×BMK_STA+2.77×SMG_STA+24.59（5）

σmax=-0.02×YME_STA+0.698×BMK_STA+0.459×SMG_STA+42.81（6）

K=-0.13×YME_STA+0.8×BMK_STA+2.78×SMG_STA-13.6（7）

式中，P_f：破裂壓力，σmax：最大主應力，K：抗壓強度，YME_STA:楊氏模量，BMK_STA：體積模量，SMG_STA：剪切模量；

（4）將步驟（3）中的回歸結果代入到公式（1）中，整理得到符合研究工區的地層可壓性的表征公式：

BI_(Break)=K₁×YME_STA-K₂×BMK_STA-K₃×SMG_STA+C???（8）

式中，K₁K₂K₃C:矯正系數，K₁=0.12,K₂=0.296,K₃=2.311,C=18.22，YME_STA:楊氏模量，BMK_STA：體積模量，SMG_STA：剪切模量；

（5）以疊前反演為技術手段，得到全區的楊氏模量數據體、體積模量數據體和剪切模量數據體，通過數據體計算建立泥頁巖可壓性指數綜合數據模型，實現其可壓性指數的定量表征，對泥頁巖地層的可壓性進行有效預測。