[發明專利]基于巖芯和井眼結構恢復確定井下現今地應力方向的方法

有效

• 申請號: 202210003111.2
• 申請日: 2022-01-04
• 公開（公告）號: CN114442191B
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: 張小菊;何建華;鄧虎成;李勇;李瑞雪;李可賽
• 申請（專利權）人: 成都理工大學
• 主分類號: G01V11/00
• 分類號: G01V11/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 鄒仕娟

本發明提供基于巖芯和井眼結構確定井下現今地應力方向的方法，包括步驟1.巖芯誘導縫判識。在鉆井、取芯和搬運處理過程中會導致巖芯誘導縫的形成，故先在巖芯上宏觀判識出由現今地應力所引起的誘導縫，并用一條線標記出誘導縫收斂方向，即為相對最大水平主應力方向。步驟2.基于古地磁實驗的巖芯定向。在巖芯誘導縫收斂方向判識的基礎上，利用古地磁實驗測試對取芯巖芯發育的誘導縫的收斂方向進行定向。本發明在單井井壁成像影像資料不清楚的情況下，由于在單井井段上很難辨識誘導縫，可以結合巖芯去對該井段上發育的誘導縫影像特征進行標定，從而來確定出單井井段上現今地應力方向。

技術領域

本發明屬于油氣勘探技術領域，尤其涉及基于巖芯測試和井眼結構恢復確定井下現今地應力方向的方法。

背景技術

現今地應力方向是頁巖氣等非常規油氣資源勘探開發中水平井部署、壓裂設計和井壁穩定性分析等方面的重要基礎數據，也是認識和理解區域構造應力場特征，分析油氣保存條件的重要依據，現存的不同組系裂縫的保存狀態和張開程度受現今應力場方向控制，從而影響儲層自身滲透率及油氣運移效率，現今應力場最大水平主應力方向控制著油氣主滲流方向。前人主要是利用天然地震資料、FMI測井資料、微地震資料、巖芯古地磁測量確定地應力場方向。一些學者采用有限元法對現今地應力場進行了模擬，得出現今地應力場方向分布。也有部分學者基于鉆孔崩落法，利用鉆孔成像測井圖像資料對鉆孔崩落長軸方位進行了方向統計。從而獲取最大水平主應力方位。ASR法也通常被應用到地應力方向的獲取，其主要是利用鉆孔巖芯卸荷后的非彈性恢復變形信息，結合巖芯定向結果，來估算地應力方向的近原位地應力。

現有技術一的技術方案

宮紅良等、周新桂等主要是基于鉆孔巖芯樣品古地磁定向巖石差應變法分析，確定現今主地應力方向。用古地磁方法確定巖芯在地下的自然方位后，采用差應變實驗可以確定巖石在地下的現今最大主應力方向。

現有技術一的缺點

①差應變分析是一種理論基礎可靠的常用地應力測量方法，從巖芯制備、黏貼應變片到實驗過程均比較復雜，受測試條件限制及測試技術難度等因素的影響，目前該方法的實際應用有一定限制。

②前人研究思路單一，運用多維的思路去確定井下地應力方向還很欠缺。

③巖芯地應力測量只能給出地應力相對于巖芯的方位，如何給出巖芯在地下原始方位則是該方法的一個技術關鍵。

發明內容

本發明的目的在于解決上述現有技術存在的缺陷，提供基于巖芯和井眼結構確定井下現今地應力方向的方法，首先是針對某口井某段巖芯對其發育的誘導縫進行判識，而誘導縫的收斂方向即為相對最大主應力方向，并對其進行標記，畫出標志線；其次，利用古地磁實驗測試對取芯巖芯發育的誘導縫的收斂方向進行定向；然后，利用巖芯誘導縫的基本特征，標定成像上井壁真正能反映現今地應力方向的影像特征，結合該單井某井段井壁誘導縫的典型影像特征恢復的最大主應力方向進行對比分析；最后，綜合上述研究確定該單井某井段上的現今地應力方向。

本發明采用如下技術方案：

基于巖芯和井眼結構確定井下現今地應力方向的方法，包括：

(1)巖芯誘導縫判識

在鉆井、取芯和搬運處理過程中會導致巖芯誘導縫的形成，故可以先在巖芯上宏觀判識出由現今地應力引起的誘導縫，并用一條線標記出誘導縫收斂方向，即為相對最大水平主應力方向。

(2)基于古地磁實驗的巖芯定向

在巖芯誘導縫收斂方向判識的基礎上，利用古地磁實驗測試對取芯巖芯發育的誘導縫的收斂方向進行定向。

古地磁定向實驗測試過程包括：

①將全直徑巖芯，按其標志線方向將截取的巖心加工制成直徑25mm、高25mm的標準試樣。