[發明專利]斷層發育油氣藏地應力反演方法

有效

• 申請號: 202111193895.1
• 申請日: 2021-10-13
• 公開（公告）號: CN113935215B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發明（設計）人: 魏曉琛;劉向君;梁利喜;柳曈;施雷庭;熊健
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 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權代理有限公司 51274
• 代理人: 董斌

本發明公開了一種斷層發育油氣藏地應力反演方法，包括以下步驟：獲取巖石力學參數及應力狀態；構建數值模型；采用所述數值模型進行數值試驗，進行單變量分析，對斷層各因素進行權重分析，得到斷層帶應力擾動的關鍵影響因素；得到斷層帶應力量值和方向的擾動規律，并構建斷層內主應力擾動特征與模量的擬合函數；預測得到斷層等效體積模量；建立目標儲層三維數值模型，建立精細化斷層模型；以測點實際三維地應力為基本約束，利用有限元法對目標儲層現今三維地應力場進行反演。

技術領域

本發明涉及油氣地質勘探領域，具體是斷層發育油氣藏地應力反演方法。

背景技術

油氣田開發過程中，現今地應力場是鉆完井設計、開發方案部署及壓裂工藝設計的重要依據。現今地應力場由地層自重、地層壓力、構造應力及熱應力等共同構成，其量值和方向受儲層地層起伏、巖性參數及構造特征等因素共同影響。其中，國內外大量的地應力實測結果和數值模擬分析均證實了斷層發育特征對局部應力場的量值和方向有著十分復雜的影響，斷裂附近主應力方向發生偏轉，主應力量值和方向在圍巖和斷層內部差異顯著。因此，在斷層發育地油氣藏中三維地應力場的精確描述方法具有重要的工程意義和理論價值。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術由于斷層試樣的巖石力學測試結果較離散，難以反映斷層真實的彈性特征而采用折減圍巖彈性參數的方式等效斷層彈性參數，由于折減系數難以精確取值導致斷層區域局部地應力場的反演精度不高的不足，提供了一種斷層發育油氣藏地應力反演方法，通過數值模擬分析斷層特征對地應力的擾動規律，結合測井資料反算斷層帶等效彈性參數，在此基礎上提出斷層發育油氣藏地應力二次反演分析方法，從而提高斷層區域局部地應力場的反演精度。

本發明的目的主要通過以下技術方案實現：

斷層發育油氣藏地應力反演方法，包括以下步驟：

S1：選擇目標儲層，獲取目標儲層的巖石力學參數及應力狀態；

S2：根據目標儲層的巖石力學參數及應力狀態，構建數值模型；

S3：采用所述數值模型進行數值試驗，對斷層各因素的斷層主應力量值和方向影響進行單變量分析，并以分析結果對斷層各因素進行權重分析，得到斷層帶應力擾動的關鍵影響因素；

S4：根據斷層帶應力擾動的關鍵影響因素，得到斷層帶應力量值和方向的擾動規律，并構建斷層內主應力擾動特征與等效體積模量的擬合函數；

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

S6：獲取現場鉆井資料及地震資料，并建立目標儲層三維數值模型，根據目標儲層三維數值模型，在斷層位置加密網格，并將斷層等效體積模量在斷層位置賦值；

S7：以測點實際三維地應力為基本約束，利用有限元法對目標儲層現今三維地應力場進行反演，得到目標儲層地應力場的分布規律。

由于斷層帶內部結構復雜，巖心取樣制樣困難，斷層試樣的巖石力學測試結果較離散，難以反映斷層真實的彈性特征。現有技術通過折減圍巖彈性參數的方式等效斷層彈性參數，折減系數往往缺乏基于經驗值，其適用性難以判定，導致斷層區域局部地應力場的反演精度不高。本發明通過數值試驗分析斷層特征對地應力的擾動規律，結合測井資料反算斷層帶等效彈性參數，在此基礎上提出基于遺傳算法的斷層發育油氣藏地應力反演分析方法，并驗證反演分析方法的有效性和實用性；本發明中目標儲層的巖石力學參數及應力狀態的獲取通過現場資料得到，本發明中的數值模型為有限元平面應變數值模型，體積模量是儲層三維數值模型的基本材料參數，所述數值模型包含彈性參數和密度；本發明中的反演分析分為兩次，其中一次反演為對體積模量進行反演，另一次反演為對地應力場的邊界進行反演。