一种改进的疏松砂岩地应力计算方法技术

本发明专利技术公开了一种改进的疏松砂岩地应力计算方法，开展室内岩石力学实验，模拟油藏环境下疏松砂岩的受力变形过程，测得等效地层围压下的压缩模量，用于代替常规方法中的杨氏模量，得到改进的地应力计算模型；综合应用室内实验和测井数据，通过回归分析构建区域动态与静态岩石力学参数转换公式，计算静态压缩模量、泊松比；利用井眼重力仪测量数据，对浅层数据缺失段的地层密度曲线进行重构，对现场小型压裂测试曲线进行处理分析，得到最大和最小水平主应力的实测值，获得区域构造应力系数。实现了疏松砂岩地应力定量评价。本发明专利技术提高了浅层疏松砂岩地应力计算精度，可为安全钻井液密度确定与过筛管压裂工艺设计提供科学依据。度确定与过筛管压裂工艺设计提供科学依据。度确定与过筛管压裂工艺设计提供科学依据。

【技术实现步骤摘要】
一种改进的疏松砂岩地应力计算方法


[0001]本专利技术属于油气勘探开发
，尤其涉及一种改进的疏松砂岩地应力计算方法。

技术介绍

[0002]浅层疏松砂岩油藏埋深浅、压实程度低，钻井过程中井眼扩径严重、工程作业风险大，导致资料录取不充分。这一问题的根源是疏松砂岩储层地应力计算精度低，导致钻井液参数设计不合理。因此，开展疏松砂岩储层地应力精细评价，对于优化钻井液密度、提高井壁稳定性等至关重要。目前常用的地应力计算方法包括黄氏模型、各向同性模型、横向各向同性模型。
[0003]黄氏模型假设地下岩层的地应力主要由上覆地层压力与水平方向的构造应力产生，且水平方向的构造应力与上覆压力成正比，其形式为：
[0004][0005][0006]其中，σ
v
、σ
H
、σ
h
、σ
pp
分别为上覆地层压力、最大和最小水平主应力、地层孔隙压力，单位为MPa；
[0007]v、α分别为泊松比、Biot系数，无量纲；
[0008]ε
H
、ε...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改进的疏松砂岩地应力计算方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、地应力计算模型建立：利用单轴应变压缩实验，模拟油藏环境下疏松砂岩的受力变形过程，测量得出等效地层围压下岩石的压缩模量，用于代替常规方法中的杨氏模量，改进各向同性地应力计算模型；S2、静态压缩模量、泊松比计算：综合应用室内实验和测井数据，通过回归分析构建区域动态与静态岩石力学参数转换公式，计算静态压缩模量、泊松比；S3、地层孔隙压力计算：经现场实测地层压力数据证实，浅层疏松砂岩地层为正常压力系统，由静水压力近似表示地层孔隙压力；S4、上覆地层压力计算：综合应用地层密度测井和井眼重力仪测量数据，对地层密度数据进行数学积分，计算得出上覆地层压力；S5、构造应力系数计算：基于水力压裂缝的张开机理和破裂压力的柯西解，对现场小型压裂测试数据进行处理分析，得到最大和最小水平主应力的实测值，并将该实测值与步骤S2、S3、S4得到的各参数，代入至步骤S1中改进的地应力计算模型中，获得区域构造应力系数。2.根据权利要求1所述的改进的疏松砂岩地应力计算方法，其特征在于，所述步骤S1中改进的各向同性地应力计算模型为：改进的各向同性地应力计算模型为：其中，σ
v
、σ
H
、σ
h
、σ
pp
分别为上覆地层压力、最大和最小水平主应力、地层孔隙压力，单位为MPa；v
sta
为静态泊松比，无量纲；C
sta
为静态压缩模量，单位为GPa；ε
H
、ε
h
分别为最大和最小构造应力系数，无量纲；对于疏松砂岩地层，Biot系数α取近似值为1。3.根据权利要求1所述的改进的疏松砂岩地应力计算方法，其特征在于，所述步骤S2中静态压缩模量的计算分为两步：第一步，利用单轴应变和三轴应力压缩实验分别测得静态压缩模量和静态杨氏模量，建立两参数的线性回归关系；第二步，利用地层密度测井和阵列声波测井数据计算动态杨氏模量，并建立动态与静态杨氏模量的回归关系，从而得到静态压缩模量与动态杨氏模量的关系；静态压缩模量与静态杨氏模量的关系为：C
sta
＝5.5498*E

【专利技术属性】
技术研发人员：韩志磊，崔云江，许赛男，关叶钦，李志愿，时新磊，杨洪伟，齐奕，
申请(专利权)人：中海石油中国有限公司天津分公司，
类型：发明
国别省市：