[發明專利]一種巖石地層壓實系數和有效孔隙體積壓縮系數計算方法有效
| 申請號： | 201811494066.5 | 申請日： | 2018-12-07 |
| 公開（公告）號： | CN109583113B | 公開（公告）日： | 2023-02-03 |
| 發明（設計）人： | 何生;劉宇坤;楊銳;郭小文;朱彥先 | 申請（專利權）人： | 中國地質大學(武漢) |
| 主分類號： | G06F30/27 | 分類號： | G06F30/27;G06N3/00;G06F111/04;G06F119/14 |
| 代理公司： | 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222 | 代理人： | 齊晨涵 |
| 地址： | 430074 湖*** | 國省代碼： | 湖北;42 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 巖石 層壓 系數 有效 孔隙 體積 壓縮系數 計算方法 | ||
1.一種巖石地層壓實系數和有效孔隙體積壓縮系數計算方法，其特征在于，包括以下步驟：
S1選定研究區域，確定研究對象的儲層類型，并采集若干樣品；
S2采用PoroPDP-200型覆壓孔隙度滲透率測量儀測試巖石地層壓實系數，得到不同有效應力下一系列巖樣品的巖石地層壓實系數Cpc和孔隙體積離散值；
S3根據巖樣品孔隙體積與有效應力的離散測試值，對各個樣品孔隙體積和有效應力σm的非線性乘冪關系進行擬合；
S4將孔隙體積轉換為孔隙度，并根據S3的結果對巖樣孔隙度、有效應力和巖石地層壓實系數進行擬合，得到公式：
Cpc＝f(φ,σm)
式中，地層壓實系數Cpc、σm為有效應力，φ為孔隙度；
S5根據組成巖石樣品的各礦物體積百分數fi，采用Voigt-Reuss-Hill平均模量模型，計算待預測碳酸鹽巖地層的巖石基質壓縮系數Cs；
S6將S4中的公式與Biot-Willis有效應力定理聯立求解得到巖石孔隙度、有效應力、地層壓實系數；
S7根據巖石地層壓實系數和巖石基質壓縮系數，計算得到有效孔隙體積壓縮系數Cpp，其中用到的公式為：
Cpp＝Cpc-Cs。
2.根據權利要求1所述的巖石地層壓實系數和有效孔隙體積壓縮系數計算方法，其特征在于：所述步驟S3中，先將每個巖樣有效應力測試范圍進行擴展，然后通過實測和擴展數據擬合得到巖樣孔隙體積、有效應力和巖石地層壓實系數的三維曲面關系式，并由決定系數驗證該三維曲面關系式的吻合效果。
3.根據權利要求1所述的巖石地層壓實系數和有效孔隙體積壓縮系數計算方法，其特征在于：所述步驟S5中Voigt-Reuss-Hill平均模量模型計算公式如下：
4.根據權利要求1所述的巖石地層壓實系數和有效孔隙體積壓縮系數計算方法，其特征在于：所述步驟S6中的方程組為：
式中，σv為圍壓，為物理模擬實驗給定先驗值；p′為孔隙壓力，為物理模擬實驗給定先驗值；α為有效應力系數；Cs為巖石基質壓縮系數；
S6-1：由該公式整理得到非線性方程組；所述未知數包括：地層壓實系數、有效應力和孔隙度；
S6-2：通過粒子群算法搜索一個接近于解的初值；
S6-3：根據初值，采用非線性約束優化方法得到地層壓實系數、有效應力和孔隙度的準確解。
5.根據權利要求1所述的巖石地層壓實系數和有效孔隙體積壓縮系數計算方法，其特征在于：所述步驟S4中的擬合方式采用非線性最小二乘法。
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