[發明專利]一種提高深層碳酸鹽巖地層動靜態楊氏模量轉換精度的方法

在審

• 申請號: 202211672130.0
• 申請日: 2022-12-26
• 公開（公告）號: CN116044375A
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 孫建孟;張冉;張明星;董懷民;張琳璞;閔偉;劉海青;彭輝;黃雅睿;謝寧
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）;勝利油田石油開發中心有限公司;長安大學
• 主分類號: E21B47/00
• 分類號: E21B47/00;G06Q50/02;G06F30/20
• 代理公司: 青島智地領創專利代理有限公司 37252
• 代理人: 陳海濱

本發明公開了一種提高深層碳酸鹽巖地層動靜態楊氏模量轉換精度的方法。本發明方法通過在工區內采集深層碳酸鹽巖巖樣，利用巖石物理實驗獲取巖樣動靜態彈性模量差值與孔隙度的關系，構建針對不同孔隙度的動靜態彈性模量差轉換模型，再結合工區的測井資料得到地層各深度處的總孔隙度、原生孔隙度、次生孔隙度和孔隙度比值，計算地層的孔隙度節點后，基于碳酸鹽巖地層的動態彈性模量曲線，結合孔隙度節點對碳酸鹽巖地層各深度點處的動態彈性模量進行校正后，得到校正后碳酸鹽巖地層的靜態彈性模量曲線。本發明提高了深層碳酸鹽巖地層動靜態楊氏模量的轉換精度，實現了對靜態楊氏模量的精確獲取，為深層碳酸鹽巖的儲層評價和勘探開發奠定了基礎。

技術領域

本發明涉及碳酸鹽巖儲層測井技術領域，具體涉及一種提高深層碳酸鹽巖地層動靜態楊氏模量轉換精度的方法。

背景技術

彈性模量、泊松比等基本巖石力學參數在鉆井、水力壓裂和地下工程中具有重要作用，基本巖石力學參數的準確測量是石油工程勘探開發設計的基礎。根據試驗方法可知巖石力學參數分為動態參數和靜態參數，動態參數通過測量巖樣的密度和縱波、橫波時間差確定，其中，動態彈性模量E_D表示為：

式中，ρ_b為巖樣的密度，單位為g/cm³；Δt_s為橫波時差，單位為s/m；Δt_p為縱波時差，單位為s/m，根據實際測井資料計算獲得。

靜態彈性模量則是通過測試巖石應力與應變之間的關系獲得，將彈性形變范圍內巖樣的應力與應變間的比值定義為靜態彈性模量，實驗中通常將靜態彈性模量E_S表示為：

式中，(σ₁-σ₂)₅₀為巖樣最大主應力差值的50％，單位為MPa；ε_h50為相應時間點的應變，單位為MPa。

動態彈性模量的實驗測量具有時間少、成本低、實用性強的優點，靜態彈性模量的實驗測量周期長、成本高但準確度較高，且靜態彈性模量的實驗測量過程充分考慮了巖石地下賦存狀態和石油勘探開發特點，更加符合石油工程的需求。

因此，為了方便施工測量和降低測量成本，實際勘探過程中，通常是通過室內巖石物理實驗得到動靜態參數之間的轉換關系，再引入測井資料獲取連續的動態參數，從而得到工程所需的靜態參數。

但是，現階段針對巖石動靜態參數轉換關系的研究主要集中于砂巖、泥頁巖等物性較好的巖石，大量實驗數據表明，這類巖石一般具有較好的線性動靜態轉換關系，動靜態轉換的線性擬合度大都在0.85以上，而深層碳酸鹽巖儲層地質環境復雜，在“三高一擾動”下其發育的裂縫、溶洞和復雜孔隙結構對動靜態參數影響顯著，非線性力學現象明顯，導致了動靜態參數轉換模型精度很低，無法滿足實際生產需求，極大地影響了儲層的高效勘探開發。

發明內容

本發明針對現階段深層碳酸鹽巖地層動靜態彈性模量轉換模型精度的不足的問題，基于三孔隙度測井資料和碳酸鹽巖的孔隙結構特征，提出了一種提高深層碳酸鹽巖地層動靜態楊氏模量轉換精度的方法，通過將碳酸鹽巖微觀孔隙形態和實際測井資料相結合，提高了深層碳酸鹽巖地層靜態楊氏模量的轉換精度，對深層碳酸鹽巖中油氣的勘探開發奠定了基礎。

本發明采用以下的技術方案：

一種提高深層碳酸鹽巖地層動靜態楊氏模量轉換精度的方法，具體包括以下步驟：

步驟1，獲取目標工區的深層碳酸鹽巖巖樣，通過還原碳酸鹽巖巖樣所處的地層環境進行巖石物理實驗，獲取碳酸鹽巖巖樣動靜態彈性模量差值與孔隙度之間的關系，構建大孔隙度動靜態彈性模量差轉換模型M₁和小孔隙度動靜態彈性模量差轉換模型M₂；