一种水平应力差异系数测量方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种水平应力差异系数测量方法及装置，包括：确定圆柱状的待测量岩芯曲面上多个监测位置的滞弹性恢复应变值；以待测量岩芯的底面中点为原点，以过中点的两条垂直线为横轴和纵轴，以过中点的轴线为竖轴，建立坐标系；确定各个监测位置与待测量岩芯的底面平行的切线相对于坐标系的横轴和纵轴的方向余弦，根据方向余弦确定应变值与待测量岩芯的水平应变分量之间的比例关系；根据上述应变值和比例关系，确定水平应变分量；根据水平应变分量，确定水平应力差异系数。本发明专利技术中，仅通过测量圆柱状岩芯的滞弹性恢复应变值，并根据已知的滞弹性应变恢复参数，就可以确定出泥页岩储层的水平应力差异系数，测量速度快，操作简单，成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种水平应力差异系数测量方法及装置
本专利技术涉及非常规油气开发
，具体而言，涉及一种水平应力差异系数测量方法及装置。
技术介绍
非常规油气开发技术是近十年来全球最大的能源技术革命，以水平井多级压裂和“井工厂模式”为核心的页岩油气勘探开发技术促使了全球页岩油气的成功开发。在页岩油气压裂开发中，水平应力差异系数是决定页岩储层能否体积压裂和实现经济开采的关键参数之一，水平应力差异系数指的是两相水平主应力差值与最小水平主应力的比值。现有技术中，大多是通过小型测试压裂和井壁破坏相结合的方法确定水平应力差异系数，即通过小型测试压裂获取最小水平主应力，通过孔壁破坏或岩石蠕变参数估算最大水平主应力的范围，进而确定水平应力差异系数，或者直接通过水压致裂地应力测量获取水平主应力信息。但是，通过小型测试压裂和井壁破坏相结合的方法确定水平应力差异系数，成本较高，且无法在压裂设计和评估前获取该系数；通过水压致裂地应力测量的方法，需要利用钻井平台进行，因此影响施工作业，且需要在裸眼段进行测试，容易发生事故，测试成本高，周期长。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例的目的在于提供一种水平应力差异系数测量方法及装置，以试图解决或者缓解上述问题。第一方面，本专利技术实施例提供了一种水平应力差异系数测量方法，所述方法包括：确定圆柱状的待测量岩芯曲面上多个监测位置的滞弹性恢复应变值；以所述待测量岩芯的底面的中点作为原点，以过所述中点的两条垂直线作为横轴和纵轴，以过所述中心的轴线作为竖轴，建立坐标系；确定各个所述监测位置与所述待测量岩芯的底面平行的切线相对于所述坐标系的横轴和纵轴的方向余弦，根据所述方向余弦确定所述滞弹性恢复应变值与所述待测量岩芯的水平应变分量之间的比例关系；根据确定的所述滞弹性恢复应变值和所述比例关系，确定所述待测量岩芯的水平应变分量；根据所述水平应变分量，确定所述待测量岩芯的水平最大应变值和水平最小应变值；根据所述水平最大应变值和所述水平最小应变值确定所述待测量岩芯的水平应力差异系数。结合第一方面，本专利技术实施例提供了上述第一方面的第一种可能的实现方式，其中，所述根据所述水平最大应变值和所述水平最小应变值确定所述待测量岩芯的水平应力差异系数，包括：根据所述水平最大应变值和所述水平最小应变值确定待测量岩芯的滞弹性恢复平均应变值；根据所述水平最大应变值和所述平均应变值，确定待测量岩芯的水平最大应力值；根据所述水平最小应变值和所述平均应变值，确定待测量岩芯的水平最小应力值；根据所述水平最大应力值和所述水平最小应力值的比值，确定所述水平应力差异系数。结合第一方面的第一种可能的实现方式，本专利技术实施例提供了上述第一方面的第二种可能的实现方式，其中，所述根据所述水平最大应力值和所述水平最小应力值的比值，确定所述水平应力差异系数，包括：计算所述水平最大应力值与所述水平最小应力值的比值与1之间的差值；将所述差值确定为所述水平应力差异系数。结合第一方面，本专利技术实施例提供了上述第一方面的第三种可能的实现方式，其中，所述方法还包括：根据所述水平最大应变值、矿物失水导致的应变值以及孔隙压力逸散导致的应变值确定水平实际最大应变值；根据所述水平最小应变值、矿物失水导致的应变值以及空隙压力逸散导致的应变值确定水平实际最小应变值；根据所述水平实际最大应变值和所述水平实际最小应变值确定所述水平应力差异系数。结合第一方面，本专利技术实施例提供了上述第一方面的第四种可能的实现方式，其中，各个所述监测位置在圆柱状的所述待测量岩芯曲面上同一高度处均匀分布。结合第一方面，本专利技术实施例提供了上述第一方面的第五种可能的实现方式，其中，相邻的所述监测位置之间间隔45°。结合第一方面，本专利技术实施例提供了上述第一方面的第六种可能的实现方式，其中，所述监测位置的个数大于或等于3。结合第一方面，本专利技术实施例提供了上述第一方面的第七种可能的实现方式，其中，所述确定圆柱状的待测量岩芯曲面上多个监测位置的滞弹性恢复应变值，包括：分别采集各个所述监测位置在多个预设时刻对应的应变值；统计每个监测位置对应的应变值在多个预设时刻出现的次数；将出现次数最多的所述应变值确定为所述监测位置对应的滞弹性恢复应变值。结合第一方面的第七种可能的实现方式，本专利技术实施例提供了上述第一方面的第八种可能的实现方式，其中，各个所述监测位置处设置有应变计，通过所述应变计采集各个所述监测位置在多个预设时刻对应的应变值。第二方面，本专利技术实施例提供了一种水平应力差异系数测量装置，其中，所述装置包括：第一确定模块，用于确定圆柱状的待测量岩芯曲面上多个监测位置的滞弹性恢复应变值；建立模块，用于以所述待测量岩芯的底面的中点作为原点，以过所述中点的两条垂直线作为横轴和纵轴，以过所述中线的轴线作为竖轴，建立坐标系；第二确定模块，用于确定各个所述监测位置与所述待测量岩芯的底面平行的切线相对于所述坐标系的横轴和纵轴的方向余弦，根据所述方向余弦确定所述滞弹性恢复应变值与所述待测量岩芯的水平应变分量之间的比例关系；第三确定模块，用于根据确定的所述滞弹性恢复应变值和所述比例关系，确定所述待测量岩芯的水平应变分量；第四确定模块，用于根据所述水平应变分量，确定所述待测量岩芯的水平最大应变值和水平最小应变值；第五确定模块，用于根据所述水平最大应变值和所述水平最小应变值确定所述待测量岩芯的水平应力差异系数。本专利技术实施例提供的水平应力差异系数测量方法及装置，仅通过测量圆柱状岩芯的滞弹性恢复应变值，并根据已知的滞弹性应变恢复参数，就可以确定出泥页岩储层的水平应力差异系数，测量速度快，操作简单，成本低。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1示出了本专利技术实施例1所提供的水平应力差异系数测量方法的流程图；图2示出了本专利技术实施例1所提供的水平应力差异系数测量方法中确定各个监测位置对应的滞弹性恢复应变值的流程图；图3示出了本专利技术实施例1所提供的水平应力差异系数测量方法中的待测量岩芯的示意图；图4示出了本专利技术实施例2所提供的水平应力差异系数测量装置的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。考虑到现有技术中，大都是通过小型测试压裂和井壁破坏相结合的方法测量水平应力差异系数，或者直接通过水压致裂地应力测量获取水平主应力信息。但是，如果通过小型测试压裂和井壁破坏相结合的方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水平应力差异系数测量方法，其特征在于，所述方法包括：确定圆柱状的待测量岩芯曲面上多个监测位置的滞弹性恢复应变值；以所述待测量岩芯的底面的中点作为原点，以过所述中点的两条垂直线作为横轴和纵轴，以过所述中点的轴线作为竖轴，建立坐标系；确定各个所述监测位置与所述待测量岩芯的底面平行的切线相对于所述坐标系的横轴和纵轴的方向余弦，根据所述方向余弦确定所述滞弹性恢复应变值与所述待测量岩芯的水平应变分量之间的比例关系；根据确定的所述滞弹性恢复应变值和所述比例关系，确定所述待测量岩芯的水平应变分量；根据所述水平应变分量，确定所述待测量岩芯的水平最大应变值和水平最小应变值；根据所述水平最大应变值和所述水平最小应变值确定所述待测量岩芯的水平应力差异系数。

【技术特征摘要】
1.一种水平应力差异系数测量方法，其特征在于，所述方法包括：确定圆柱状的待测量岩芯曲面上多个监测位置的滞弹性恢复应变值；以所述待测量岩芯的底面的中点作为原点，以过所述中点的两条垂直线作为横轴和纵轴，以过所述中点的轴线作为竖轴，建立坐标系；确定各个所述监测位置与所述待测量岩芯的底面平行的切线相对于所述坐标系的横轴和纵轴的方向余弦，根据所述方向余弦确定所述滞弹性恢复应变值与所述待测量岩芯的水平应变分量之间的比例关系；根据确定的所述滞弹性恢复应变值和所述比例关系，确定所述待测量岩芯的水平应变分量；根据所述水平应变分量，确定所述待测量岩芯的水平最大应变值和水平最小应变值；根据所述水平最大应变值和所述水平最小应变值确定所述待测量岩芯的水平应力差异系数。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述水平最大应变值和所述水平最小应变值确定所述待测量岩芯的水平应力差异系数，包括：根据所述水平最大应变值和所述水平最小应变值确定待测量岩芯的滞弹性恢复平均应变值；根据所述水平最大应变值和所述平均应变值，确定待测量岩芯的水平最大应力值；根据所述水平最小应变值和所述平均应变值，确定待测量岩芯的水平最小应力值；根据所述水平最大应力值和所述水平最小应力值的比值，确定所述水平应力差异系数。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述水平最大应力值和所述水平最小应力值的比值，确定所述水平应力差异系数，包括：计算所述水平最大应力值与所述水平最小应力值的比值与1之间的差值；将所述差值确定为所述水平应力差异系数。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：根据所述水平最大应变值、矿物失水导致的应变值以及孔隙压力逸散导致的应变值确定水平实际最大应变值；根据所述水平最小应变值、矿物失水导致的应变值以及孔隙压力逸散导致的...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙东生，陈群策，李阿伟，
申请(专利权)人：孙东生，
类型：发明
国别省市：北京,11