[發(fā)明專利]一種巖石地層壓實(shí)系數(shù)和有效孔隙體積壓縮系數(shù)計(jì)算方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811494066.5
• 申請(qǐng)日: 2018-12-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109583113B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-02-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何生;劉宇坤;楊銳;郭小文;朱彥先
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)
• 主分類號(hào): G06F30/27
• 分類號(hào): G06F30/27;G06N3/00;G06F111/04;G06F119/14
• 代理公司: 武漢科皓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 齊晨涵

1.一種巖石地層壓實(shí)系數(shù)和有效孔隙體積壓縮系數(shù)計(jì)算方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1選定研究區(qū)域，確定研究對(duì)象的儲(chǔ)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(cè)量?jī)x測(cè)試巖石地層壓實(shí)系數(shù)，得到不同有效應(yīng)力下一系列巖樣品的巖石地層壓實(shí)系數(shù)C_pc和孔隙體積離散值；

S3根據(jù)巖樣品孔隙體積與有效應(yīng)力的離散測(cè)試值，對(duì)各個(gè)樣品孔隙體積和有效應(yīng)力σ_m的非線性乘冪關(guān)系進(jìn)行擬合；

S4將孔隙體積轉(zhuǎn)換為孔隙度，并根據(jù)S3的結(jié)果對(duì)巖樣孔隙度、有效應(yīng)力和巖石地層壓實(shí)系數(shù)進(jìn)行擬合，得到公式：

C_pc＝f(φ,σ_m)

式中，地層壓實(shí)系數(shù)C_pc、σ_m為有效應(yīng)力，φ為孔隙度；

S5根據(jù)組成巖石樣品的各礦物體積百分?jǐn)?shù)f_i，采用Voigt-Reuss-Hill平均模量模型，計(jì)算待預(yù)測(cè)碳酸鹽巖地層的巖石基質(zhì)壓縮系數(shù)C_s；

S6將S4中的公式與Biot-Willis有效應(yīng)力定理聯(lián)立求解得到巖石孔隙度、有效應(yīng)力、地層壓實(shí)系數(shù)；

S7根據(jù)巖石地層壓實(shí)系數(shù)和巖石基質(zhì)壓縮系數(shù)，計(jì)算得到有效孔隙體積壓縮系數(shù)C_pp，其中用到的公式為：

C_pp＝C_pc-C_s。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巖石地層壓實(shí)系數(shù)和有效孔隙體積壓縮系數(shù)計(jì)算方法，其特征在于：所述步驟S3中，先將每個(gè)巖樣有效應(yīng)力測(cè)試范圍進(jìn)行擴(kuò)展，然后通過(guò)實(shí)測(cè)和擴(kuò)展數(shù)據(jù)擬合得到巖樣孔隙體積、有效應(yīng)力和巖石地層壓實(shí)系數(shù)的三維曲面關(guān)系式，并由決定系數(shù)驗(yàn)證該三維曲面關(guān)系式的吻合效果。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巖石地層壓實(shí)系數(shù)和有效孔隙體積壓縮系數(shù)計(jì)算方法，其特征在于：所述步驟S5中Voigt-Reuss-Hill平均模量模型計(jì)算公式如下：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巖石地層壓實(shí)系數(shù)和有效孔隙體積壓縮系數(shù)計(jì)算方法，其特征在于：所述步驟S6中的方程組為：

式中，σ_v為圍壓，為物理模擬實(shí)驗(yàn)給定先驗(yàn)值；p′為孔隙壓力，為物理模擬實(shí)驗(yàn)給定先驗(yàn)值；α為有效應(yīng)力系數(shù)；C_s為巖石基質(zhì)壓縮系數(shù)；

S6-1：由該公式整理得到非線性方程組；所述未知數(shù)包括：地層壓實(shí)系數(shù)、有效應(yīng)力和孔隙度；

S6-2：通過(guò)粒子群算法搜索一個(gè)接近于解的初值；

S6-3：根據(jù)初值，采用非線性約束優(yōu)化方法得到地層壓實(shí)系數(shù)、有效應(yīng)力和孔隙度的準(zhǔn)確解。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巖石地層壓實(shí)系數(shù)和有效孔隙體積壓縮系數(shù)計(jì)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。