公开了一种基于胡克定律的地层压力计算方法及系统。该方法可以包括：根据纵波波动方程，计算流体体积模量；根据流体体积模量，计算干燥体积模量；根据干燥体积模量，通过胡克定律，计算有效应力；根据有效应力与上覆地层压力，计算地层压力。本发明专利技术基于波动方程和初等弹性理论推导有效应力与岩石速度之间的理论关系，结合有效应力原理进行地层压力预测，不需要构造正常压实趋势线，更好的适应碳酸盐岩地层压力预测。地层压力预测。地层压力预测。
【技术实现步骤摘要】
基于胡克定律的地层压力计算方法及系统
[0001]本专利技术涉及油气地球物理勘探领域，更具体地，涉及一种基于胡克定律的地层压力计算方法及系统。
技术介绍
[0002]异常地层压力是含油气盆地普遍存在的一种现象，与油气的生成、运移和聚集有密切的关系。研究地层压力的变化可以找出油气运移方向、富集特点以及油气压力与岩性变化特征等基本规律。异常地层压力尤其是异常高压直接关系到钻井、压裂安全，从而关系到人身、财产安全，关系到油气的勘探进程。在钻前做好异常压力预测，对于发现油气藏、设计合理的钻井液密度和井身结构、保障钻井安全、提高钻井成功率、降低钻井成本、保护油气层具有十分重要的意义。
[0003]由于测井资料受人为影响因素少，且能随井深连续变化，资料连续性好、纵向分辨率及可靠性高，地层的声波速度、密度、电阻率等参数都与地层孔隙压力存在一定关系，表现出一定的规律性。被公认为是较理想确定地层孔隙压力的方法。在测井资料中，能检测地层岩石孔隙度变化的多种测井方法(如声波时差测井、补偿密度测井、电阻率测井以及中子测井等)都能用于检测地层孔隙压力。深侧向电阻率和声波时差是两种常用于预测地层孔隙压力的方法。其基本原理是基于欠压实理论，在正常压实地层，随着埋深的增加，泥页岩的孔隙度减小，导致地层含水量减小，波速、电阻率升高。而在异常高压地层，地层孔隙度增大，导致地层含水量增大，波速、电阻率降低。根据这种反向关系预测地层孔隙压力。由于声波测井较密度测井、电阻率测井等受井眼、地层条件等环境影响较小，而且声波测井资料齐全并容易收集。选用声波时差资料计算地层孔隙压力具有代表性和普遍性及可比性。利用声波测井资料对已钻井地区的单井或区域进行地层孔隙压力预测，是建立单井或区域地层孔隙压力剖面的一种常用而有效的方法。
[0004]但常规基于欠压实理论的一些方法或模型，比如等效深度法、Eaton法、Bowers法等在理论上都不能很好的适应碳酸盐岩地层。碳酸盐岩异常地层压力成因不同于碎屑沉积岩的欠压实机制，其纵波速度一孔隙度关系分散，采用常规方法进行碳酸盐岩地层压力预测具有很大的不确定性。因此，有必要开发一种基于胡克定律的地层压力计算方法及系统。
[0005]公开于本专利技术
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本专利技术的一般
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
[0006]本专利技术提出了一种基于胡克定律的地层压力计算方法及系统，其能够基于波动方程和初等弹性理论推导有效应力与岩石速度之间的理论关系，结合有效应力原理进行地层压力预测，不需要构造正常压实趋势线，更好的适应碳酸盐岩地层压力预测。
[0007]根据本专利技术的一方面，提出了一种基于胡克定律的地层压力计算方法。所述方法
可以包括：根据纵波波动方程，计算流体体积模量；根据所述流体体积模量，计算干燥体积模量；根据所述干燥体积模量，通过胡克定律，计算有效应力；根据所述有效应力与上覆地层压力，计算地层压力。
[0008]优选地，所述纵波波动方程为：
[0009][0010]其中，Vp
sat
为流体纵波速度，μ
sat
为流体剪切模量，ρ
sat
为流体密度，K
sat
为流体体积模量。
[0011]优选地，通过公式(2)计算所述流体体积模量：
[0012][0013]优选地，通过公式(3)计算所述干燥体积模量：
[0014][0015]其中，K
dry
为干燥体积模量，K0为岩石基质等效模量，K
f
为混合流体的体积模量，φ为孔隙度。
[0016]优选地，通过公式(4)计算所述有效应力：
[0017]σ＝(ΔV/V)
·
K
dry
ꢀꢀ
(4)
[0018]其中，σ为有效应力，ΔV/V为体积应变。
[0019]优选地，通过公式(5)计算所述地层应力：
[0020]P
f
＝P
OV-σ
ꢀꢀ
(5)
[0021]其中，P
f
为地层应力，P
OV
为上覆地层压力。
[0022]根据本专利技术的另一方面，提出了一种基于胡克定律的地层压力计算系统，其特征在于，该系统包括：存储器，存储有计算机可执行指令；处理器，所述处理器运行所述存储器中的计算机可执行指令，执行以下步骤：根据纵波波动方程，计算流体体积模量；根据所述流体体积模量，计算干燥体积模量；根据所述干燥体积模量，通过胡克定律，计算有效应力；根据所述有效应力与上覆地层压力，计算地层压力。
[0023]优选地，所述纵波波动方程为：
[0024][0025]其中，Vp
sat
为流体纵波速度，μ
sat
为流体剪切模量，ρ
sat
为流体密度，K
sat
为流体体积模量。
[0026]优选地，通过公式(2)计算所述流体体积模量：
[0027][0028]优选地，通过公式(3)计算所述干燥体积模量：
[0029][0030]其中，K
dry
为干燥体积模量，K0为岩石基质等效模量，K
f
为混合流体的体积模量，φ为孔隙度。
[0031]优选地，通过公式(4)计算所述有效应力：
[0032]σ＝(ΔV/V)
·
K
dry
ꢀꢀ
(4)
[0033]其中，σ为有效应力，ΔV/V为体积应变。
[0034]优选地，通过公式(5)计算所述地层应力：
[0035]P
f
＝P
OV-σ
ꢀꢀ
(5)
[0036]其中，P
f
为地层应力，P
OV
为上覆地层压力。
[0037]本专利技术的方法和装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本专利技术的特定原理。
附图说明
[0038]通过结合附图对本专利技术示例性实施例进行更详细的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本专利技术示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。
[0039]图1示出了根据本专利技术的基于胡克定律的地层压力计算方法的步骤的流程图。
[0040]图2a、图2b、图2c、图2d、图2e、图2f分别示出了根据本专利技术的一个实施例的预测的地层压力、地层压力系数、纵波速度、横波速度、密度和泊松比的示意图。
具体实施方式
[0041]下面将参照附图更详细地描述本专利技术。虽然附图中显示了本专利技术的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于胡克定律的地层压力计算方法，其特征在于，包括：根据纵波波动方程，计算流体体积模量；根据所述流体体积模量，计算干燥体积模量；根据所述干燥体积模量，通过胡克定律，计算有效应力；根据所述有效应力与上覆地层压力，计算地层压力。2.根据权利要求1所述的基于胡克定律的地层压力计算方法，其中，所述纵波波动方程为：其中，Vp
sat
为流体纵波速度，μ
sat
为流体剪切模量，ρ
sat
为流体密度，K
sat
为流体体积模量。3.根据权利要求1所述的基于胡克定律的地层压力计算方法，其中，通过公式(2)计算所述流体体积模量：4.根据权利要求1所述的基于胡克定律的地层压力计算方法，其中，通过公式(3)计算所述干燥体积模量：其中，K
dry
为干燥体积模量，K0为岩石基质等效模量，K
f
为混合流体的体积模量，φ为孔隙度。5.根据权利要求1所述的基于胡克定律的地层压力计算方法，其中，通过公式(4)计算所述有效应力：σ＝(ΔV/V)
·
K
dry
ꢀꢀ
(4)其中，σ为有效应力，ΔV/V为体积应变。6.根据权利要求1所述的基于胡克定律的地层压力计算方法，其中，通过公式(5)计算所述地层应...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡华锋，刘婵娟，林正良，杨丽，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油物探技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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