[發明專利]一種水平應力測量方法及裝置

有效

• 申請號: 201710047302.8
• 申請日: 2017-01-22
• 公開（公告）號: CN106768580B
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發明（設計）人: 孫東生;陳群策;李阿偉
• 申請（專利權）人: 孫東生
• 主分類號: G01L5/16
• 分類號: G01L5/16;G01N33/24
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 呂靜

本發明提供了一種水平應力測量方法及裝置，包括：測量圓柱狀待測量巖芯曲面上多個監測位置的滯彈性恢復應變值，及獲取待測量巖芯所在鉆井的鉆井參數；確定滯彈性恢復應變值與待測量巖芯的水平應變分量之間的比例關系；根據滯彈性恢復應變值和比例關系，確定待測量巖芯的水平最大應變值和水平最小應變值；根據水平最大應變值和水平最小應變值，確定待測量巖芯的水平最大應力值與水平最小應力值的比值；根據泥漿壓力、孔隙壓力、巖石力學參數、待測量巖芯在巖石中所處深度的垂向應力和上述比值，確定水平應力的范圍。本發明中，根據測量的待測量巖芯的應變值以及鉆井參數，測量水平應力的范圍，能夠測量泥頁巖的水平應力，并且測量方法簡單。

技術領域

本發明涉及非常規油氣開發技術領域，具體而言，涉及一種水平應力測量方法及裝置。

背景技術

非常規油氣開發技術是近十年來全球最大的能源技術革命，以水平井多級壓裂和“井工廠模式”為核心的頁巖油氣勘探開發技術促使了全球頁巖油氣的成功開發。在頁巖油氣壓裂開發中，水平應力的范圍是頁巖氣等非常規油氣開發中的重要參數之一，因此，測量水平應力的范圍就顯得尤為重要。其中，上述水平應力的范圍包括水平最大應力的范圍和水平最小應力的范圍。

現有技術中，在進行水平應力的測量時，大都是先測量水平最小應力的范圍，再通過發生井壁破壞時的工程參數，如泥漿壓力、井底泥漿與巖石的溫度差等信息，確定出水平最大應力的范圍。

現有技術中的水平最小應力的范圍大都是通過壓裂施工曲線獲取，需要在壓裂施工時才能完成，但是，壓裂施工成本高且工期長，并且多數鉆井不能進行壓裂施工，因此，會導致無法獲取水平最小應力的范圍，進而無法確定出水平最大應力的范圍，最終導致無法測量水平應力。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例的目的在于提供一種水平應力測量方法及裝置，以解決現有技術中通過壓裂施工有時無法獲取泥頁巖的水平最小應力的范圍，從而導致無法確定出水平最大應力的范圍，最終導致無法測量水平應力的問題。

第一方面，本發明實施例提供了一種水平應力測量方法，其中，該方法包括：

測量圓柱狀待測量巖芯曲面上多個監測位置的滯彈性恢復應變值，以及獲取所述待測量巖芯所在鉆井的鉆井參數，所述鉆井參數包括泥漿壓力、孔隙壓力和巖石力學參數；

確定所述滯彈性恢復應變值與所述待測量巖芯的水平應變分量之間的比例關系；

根據所述滯彈性恢復應變值和所述比例關系，確定所述待測量巖芯的水平最大應變值和水平最小應變值；

根據所述水平最大應變值和所述水平最小應變值，確定所述待測量巖芯的水平最大應力值與水平最小應力值的比值；

根據所述泥漿壓力、所述孔隙壓力、所述巖石力學參數、所述待測量巖芯在巖石中所處深度的垂向應力和所述比值，確定所述待測量巖芯的水平應力的范圍。

結合第一方面，本發明實施例提供了上述第一方面的第一種可能的實現方式，其中，所述鉆井參數還包括：彈性模量、泊松比和熱膨脹系數；

所述巖石力學參數包括巖石的單軸抗壓強度或巖石的單軸抗拉強度。

結合第一方面的第一種可能的實現方式，本發明實施例提供了上述第一方面的第二種可能的實現方式，其中，所述根據所述泥漿壓力、所述孔隙壓力、所述巖石力學參數、所述待測量巖芯在巖石中所處深度的垂向應力和所述比值，確定所述待測量巖芯的水平應力的范圍，包括：

根據所述垂向應力和所述孔隙壓力，確定所述待測量巖芯的水平應力的第一范圍；

根據所述巖石力學參數、所述孔隙壓力、所述泥漿壓力和所述比值，確定所述待測量巖芯的水平應力的第二范圍；

確定所述水平應力的第一范圍與所述水平應力的第二范圍的交集；