[發(fā)明專利]斷層發(fā)育油氣藏地應(yīng)力反演方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111193895.1
• 申請日: 2021-10-13
• 公開（公告）號: CN113935215B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 魏曉琛;劉向君;梁利喜;柳曈;施雷庭;熊健
• 申請（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/28;G06T17/20;E21B49/00;G06F111/04;G06F111/10;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 成都四合天行知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51274
• 代理人: 董斌

1.斷層發(fā)育油氣藏地應(yīng)力反演方法，包括以下步驟：

S1：選擇目標(biāo)儲層，獲取目標(biāo)儲層的巖石力學(xué)參數(shù)及應(yīng)力狀態(tài)；

其特征在于，還包括以下步驟：

S2：根據(jù)目標(biāo)儲層的巖石力學(xué)參數(shù)及應(yīng)力狀態(tài)，構(gòu)建數(shù)值模型；

S3：采用所述數(shù)值模型進(jìn)行數(shù)值試驗(yàn)，對斷層各因素的斷層主應(yīng)力量值和方向影響進(jìn)行單變量分析，并以分析結(jié)果對斷層各因素進(jìn)行權(quán)重分析，得到斷層帶應(yīng)力擾動的關(guān)鍵影響因素；

S4：根據(jù)斷層帶應(yīng)力擾動的關(guān)鍵影響因素，得到斷層帶應(yīng)力量值和方向的擾動規(guī)律，并構(gòu)建斷層內(nèi)主應(yīng)力擾動特征與等效體積模量的擬合函數(shù)；

S5：根據(jù)工程實(shí)測的斷層帶位置和圍巖中主應(yīng)力量值和方向，通過主應(yīng)力擾動特征與等效體積模量的擬合函數(shù)，得到斷層等效體積模量；

S6：獲取現(xiàn)場鉆井資料及地震資料，并建立目標(biāo)儲層三維數(shù)值模型，根據(jù)目標(biāo)儲層三維數(shù)值模型，在斷層位置加密網(wǎng)格，并將斷層等效體積模量在斷層位置賦值；

S7：以測點(diǎn)實(shí)際三維地應(yīng)力為基本約束，利用有限元法對目標(biāo)儲層現(xiàn)今三維地應(yīng)力場進(jìn)行反演，得到目標(biāo)儲層地應(yīng)力場的分布規(guī)律。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斷層發(fā)育油氣藏地應(yīng)力反演方法，其特征在于，采用變異系數(shù)法分析所述各因素的權(quán)重，根據(jù)所述斷層各因素的斷層主應(yīng)力量值和方向影響，采用各影響因素下最大水平主應(yīng)力量值和方向的變異系數(shù)衡量其差異程度，各影響因素所對應(yīng)的變異系數(shù)計算公式如下：

其中，V_i為第i項(xiàng)影響因素所對應(yīng)的變異系數(shù)，σ_i為第i項(xiàng)影響因素所對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)差，x_i為第i項(xiàng)影響因素所對應(yīng)的平均數(shù)；

各影響因素的權(quán)重為：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斷層發(fā)育油氣藏地應(yīng)力反演方法，其特征在于，在對所述三維地應(yīng)力場進(jìn)行反演時，采用以下步驟：

獲取地質(zhì)體的巖石力學(xué)參數(shù)和密度；

對地質(zhì)體的巖石力學(xué)參數(shù)和密度進(jìn)行賦值，并采用線彈性本構(gòu)模型進(jìn)行反演分析。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的斷層發(fā)育油氣藏地應(yīng)力反演方法，其特征在于，通過實(shí)驗(yàn)獲得靜態(tài)巖石力學(xué)參數(shù)和聲波時差，對靜態(tài)力學(xué)參數(shù)和聲波時差進(jìn)行參數(shù)擬合，獲得巖石力學(xué)參數(shù)測井預(yù)測模型；

通過巖石力學(xué)參數(shù)測井預(yù)測模型計算單井巖石力學(xué)參數(shù)縱向，并結(jié)合聲阻抗數(shù)據(jù)使用井震聯(lián)合建模技術(shù)，建立三維巖石力學(xué)參數(shù)模型。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斷層發(fā)育油氣藏地應(yīng)力反演方法，其特征在于，所述三維地應(yīng)力場的反演以實(shí)測地應(yīng)力量值和方向?yàn)橹笇?dǎo)，通過反演分析確定計算模型的邊界作用荷載，進(jìn)而計算分析目標(biāo)儲層地應(yīng)力場的分布規(guī)律。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的斷層發(fā)育油氣藏地應(yīng)力反演方法，其特征在于，所述邊界條件采用位移加載方式確定，則模型中各邊界面上的位移作用可表示為：

式中，u_x，u_y分別為X方向、Y方向邊界面水平加載位移矢量；P_xn，P_yn分別為X方向、Y方向水平位移矢量；P_t1，P_t2為剪切位移矢量。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的斷層發(fā)育油氣藏地應(yīng)力反演方法，其特征在于，在所述應(yīng)力場反演過程中，初始應(yīng)力場反演是基于逐步改正未知參數(shù)試算值，使誤差函數(shù)趨于極小值的迭代算法，誤差函數(shù)是用計算應(yīng)力與實(shí)測應(yīng)力的偏差來表示；現(xiàn)場實(shí)測點(diǎn)的應(yīng)力值為有限元計算所得的相應(yīng)測點(diǎn)的應(yīng)力值為假定實(shí)測地應(yīng)力及其所反映的初始應(yīng)力場σ_ij是變量u_x和u_y的函數(shù)，則有：

σ_ij＝f(P_xn，P_yn，P_t1，P_t2)

構(gòu)造聯(lián)合反演模型的誤差函數(shù)：

式中，n為測點(diǎn)個數(shù)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的斷層發(fā)育油氣藏地應(yīng)力反演方法，其特征在于，所述聯(lián)合反演模型的誤差函數(shù)采用遺傳算法進(jìn)行優(yōu)化反演，具體步驟如下：

A1：確定目標(biāo)函數(shù)函數(shù)值表示成個體的適應(yīng)度值；

A2：產(chǎn)生初始群體θ∈[θ_i，i＝1，2，...n]]；

A3：利用數(shù)據(jù)輸入接口，將初始種群參數(shù)組導(dǎo)入有限元軟件，計算模型應(yīng)力分布；

A4：利用數(shù)據(jù)輸出接口程序?qū)?yīng)力分布結(jié)果導(dǎo)出至主程序，計算初始群體個體適應(yīng)度；

A5：評價是否滿足中止條件，若滿足則轉(zhuǎn)到步驟A7輸出最優(yōu)解并結(jié)束；

若不滿足中止條件，則隨機(jī)選擇兩個個體，實(shí)施雜交和變異操作，形成新種群θ∈[θ_i+1，i＝1，2，...n]]；

A6：轉(zhuǎn)到步驟A3；

A7：輸出種群進(jìn)化信息，開始下一輪進(jìn)化。