砂岩储层胶结前的多期构造压实减孔程度定量评价方法技术

本发明专利技术公开了砂岩储层胶结前的多期构造压实减孔程度定量评价方法，包括以下步骤：步骤S1、构建砂岩构造压实减孔数学模型，并分析构造压实过程得出所述砂岩构造压实减孔数学模型的关键参数；步骤S2、基于所述砂岩构造压实减孔数学模型开展早期构造压实和重力压实综合减孔过程数值模拟，并针对不同期次的构造压实作用分别进行构造压实减孔程度的定量评价。本发明专利技术实现砂岩储层早期构造压实减孔过程的分期评价和动态评价，评价精度高，同时利用相似度比对在砂岩储层中选取包含重要特征且具有普遍研究价值的目标研究层，可保证选取的目标研究层岩性特征代表性精度高以及研究普遍性强。遍性强。遍性强。

【技术实现步骤摘要】
砂岩储层胶结前的多期构造压实减孔程度定量评价方法


[0001]本专利技术涉及岩层分析
，具体涉及砂岩储层胶结前的多期构造压实减孔程度定量评价方法。

技术介绍

[0002]随着油气勘探事业的发展，勘探中心逐渐由浅到深转移。深层油气资源已成为我国油气勘探的重要领域，其中，碎屑岩油气资源潜力巨大。储层质量是制约深层碎屑岩油气勘探的关键因素之一，机械压实作用是造碎屑岩储层孔渗降低的重要原因。对于重力主导的垂向埋藏压实而言，一般可以简化为单轴压缩的情况，无论物理模拟还是数值模拟，都比较容易实现。在构造挤压情况下侧向挤压应力很大，地层处于一种三维压实状态，情况就变得非常复杂。中国尤其中国西北部叠合盆地众多,其形成演化受到多期构造作用制约。因此，在多期构造挤压背景下，胶结作用发生前的早期构造压实减孔程度便成为砂岩储层评价和预测研究的重要内容。
[0003]目前，砂岩构造压实减孔程度定量评价方法主要是岩石薄片镜下鉴定与统计方法，即在偏光显微镜下统计不同构造位置砂岩储层现今孔隙度，并将构造挤压强烈和微弱的地区进行对比，从而求取构造压实减孔程度。然而，该静态统计方法定量评价多期构造压实减孔幅度时存在一些问题。例如：(1) 镜下统计的孔隙度只是一个静态的结果，不能反映多期构造活动背景下垂向和侧向双重压实效应的耦合过程；(2)这种静态对比评价方法更适合于一期构造挤压运动的情况，但对于多期构造挤压，该方法无法区分每一期构造压实分别对应多大幅度的孔隙度减少量；(3)在选取目标研究层时主要依靠人为经验进行选取，选取的目标研究层岩性特征代表性精度低，难以保证研究普遍性。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供砂岩储层胶结前的多期构造压实减孔程度定量评价方法，以解决现有技术中不能反映多期构造活动背景下垂向和侧向双重压实效应的耦合过程，无法区分每一期构造压实分别对应多大幅度的孔隙度减少量，以及在选取目标研究层时主要依靠人为经验进行选取，选取的目标研究层岩性特征代表性精度低，难以保证研究普遍性的技术问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术具体提供下述技术方案：
[0006]砂岩储层胶结前的多期构造压实减孔程度定量评价方法，包括以下步骤：
[0007]步骤S1、构建砂岩构造压实减孔数学模型，并分析构造压实过程得出所述砂岩构造压实减孔数学模型的关键参数；
[0008]步骤S2、基于所述砂岩构造压实减孔数学模型开展早期构造压实和重力压实综合减孔过程数值模拟，并针对不同期次的构造压实作用分别进行构造压实减孔程度的定量评价。
[0009]作为本专利技术的一种优选方案，所述步骤S1中，构建砂岩构造压实减孔数学模型的
具体方法包括：
[0010]对砂岩储层中的目标研究层分别进行垂直和水平方向的受力分析，并基于所述受力分析结果计算得出目标研究层的三维合力，所述三维合力公式为：
[0011][0012]其中，F
α
为目标研究层位于α方向的三维合力，F
v
为目标研究层位于垂直方向的上覆岩层压力，F
H
、F
h
分别为目标研究层位于水平方向的最大主应力、最小主应力；
[0013]基于三维有效应力定理求取目标研究层位于α方向的有效应力，所述三维有效应力定理公式为：
[0014]F
α
＝σ
eα
+P
f
，
[0015]其中，σ
eα
为目标研究层α方向的有效应力，P
f
为目标研究层的孔隙流体压力；
[0016]利用所述三维合力公式和三维有效应力定理公式求得目标研究层α方向的有效应力σ
eα
，并利用所述目标研究层α方向的有效应力σ
eα
对所述孔隙度和有效应力的三维关系模型进行改造获得砂岩构造压实减孔数学模型，所述孔隙度和有效应力的三维关系模型为具体的：
[0017]利用所述三维合力公式和三维有效应力定理公式求得目标研究层α方向的有效应力σ
eα
，可得：
[0018][0019]利用所述目标研究层α方向的有效应力σ
eα
对所述孔隙度和有效应力的三维关系模型进行改造获得砂岩构造压实减孔数学模型，可得：
[0020][0021]其中，为目标研究层的三维关系模型的孔隙度，为目标研究层的三维关系模型的初始孔隙度，d为指数项系数，exp为e指数运算函数。
[0022]作为本专利技术的一种优选方案，所述步骤S1中，所述关键参数为指数项系数d，获得指数项系数d的具体方法包括：
[0023]基于单井综合柱状图在垂向重力压实占主导的地区选取砂岩储层的目标研究层，并利用孔隙度解释模型获得目标研究层的孔隙度和埋藏深度的拟合系数以及目标研究层的初始孔隙度构建孔隙度和埋藏深度的一维关系模型，所述孔隙度和埋藏深度的一维关系模型为：
[0024][0025]其中，为目标研究层的一维关系模型的孔隙度，为目标研究层的一维关系模型的初始孔隙度，c为一维关系模型的孔隙度和埋藏深度的拟合系数， h为目标研究层的埋藏深度；
[0026]构建目标研究层的上覆地层压力和埋藏深度的关系模型，所述上覆地层压力和埋
藏深度的关系模型为：
[0027][0028]其中，F
v
为目标研究层位于垂直方向的上覆地层压力，ρ为目标研究层的密度，g为重力加速度；
[0029]利用所述孔隙度和埋藏深度的一维关系模型和所述目标研究层的上覆地层压力和埋藏深度的关系模型求解得出指数项系数d，具体的：
[0030]基于所述孔隙度和有效应力的三维关系模型为获得目标研究层的孔隙度和垂直方向的有效应力的一维关系模型究层的孔隙度和垂直方向的有效应力的一维关系模型利用目标研究层的孔隙度和垂直方向的有效应力的一维关系模型与所述孔隙度和埋藏深度的一维关系模型隙度和埋藏深度的一维关系模型联立，可得：
[0031]‑
ch＝
‑
dσ
ev
；
[0032]基于所述目标研究层位于α方向的三维合力的三维有效力定理公式F
α
＝σ
eα
+P
f
获得目标研究层垂直方向的一维有效应力定理公式F
v
＝σ
ev
+P
f
，利用目标研究层垂直方向的一维有效应力定理公式F
v
＝σ
ev
+P
f
与所述目标研究层的上覆地层压力和埋藏深度的关系模型联立，可得：
[0033][0034]其中，σ
ev
为目标研究层垂直方向的有效应力，P
f
为目标研究层的孔隙流体压力；
[0035]联立
‑
ch＝
‑
dσ
ev
和可得：
[0036][0037]利用所述一维本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.砂岩储层胶结前的多期构造压实减孔程度定量评价方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、构建砂岩构造压实减孔数学模型，并分析构造压实过程得出所述砂岩构造压实减孔数学模型的关键参数；步骤S2、基于所述砂岩构造压实减孔数学模型开展早期构造压实和重力压实综合减孔过程数值模拟，并针对不同期次的构造压实作用分别进行构造压实减孔程度的定量评价。2.根据权利要求1所述的砂岩储层胶结前的多期构造压实减孔程度定量评价方法，其特征在于：所述步骤S1中，构建砂岩构造压实减孔数学模型的具体方法包括：对砂岩储层中的目标研究层分别进行垂直和水平方向的受力分析，并基于所述受力分析结果计算得出目标研究层的三维合力，所述三维合力公式为：其中，F
α
为目标研究层位于α方向的三维合力，F
v
为目标研究层位于垂直方向的上覆岩层压力，F
H
、F
h
分别为目标研究层位于水平方向的最大主应力、最小主应力；基于三维有效应力定理求取目标研究层位于α方向的有效应力，所述三维有效应力定理公式为：F
α
＝σ
eα
+P
f
，其中，σ
eα
为目标研究层α方向的有效应力，P
f
为目标研究层的孔隙流体压力；利用所述三维合力公式和三维有效应力定理公式求得目标研究层α方向的有效应力σ
eα
，并利用所述目标研究层α方向的有效应力σ
eα
对所述孔隙度和有效应力的三维关系模型进行改造获得砂岩构造压实减孔数学模型，所述孔隙度和有效应力的三维关系模型为具体的：利用所述三维合力公式和三维有效应力定理公式求得目标研究层α方向的有效应力σ
eα
，可得：利用所述目标研究层α方向的有效应力σ
eα
对所述孔隙度和有效应力的三维关系模型进行改造获得砂岩构造压实减孔数学模型，可得：其中，为目标研究层的三维关系模型的孔隙度，为目标研究层的三维关系模型的初始孔隙度，d为指数项系数，exp为e指数运算函数。3.根据权利要求2所述的砂岩储层胶结前的多期构造压实减孔程度定量评价方法，其特征在于：所述步骤S1中，所述关键参数为指数项系数d，获得指数项系数d的具体方法包括：基于单井综合柱状图在垂向重力压实占主导的地区选取砂岩储层的目标研究层，并利用孔隙度解释模型获得目标研究层的孔隙度和埋藏深度的拟合系数以及目标研究层的初
始孔隙度构建孔隙度和埋藏深度的一维关系模型，所述孔隙度和埋藏深度的一维关系模型为：其中，为目标研究层的一维关系模型的孔隙度，目标研究层的一维关系模型的初始孔隙度，c为一维关系模型的孔隙度和埋藏深度的拟合系数，h为目标研究层的埋藏深度；构建目标研究层的上覆地层压力和埋藏深度的关系模型，所述上覆地层压力和埋藏深度的关系模型为：其中，F
v
为目标研究层位于垂直方向的上覆地层压力，ρ为目标研究层密度，g为重力加速度；利用所述孔隙度和埋藏深度的一维关系模型和所述目标研究层的上覆地层压力和埋藏深度的关系模型求解得出指数项系数d，具体的：基于所述孔隙度和有效应力的三维关系模型为获得目标研究层的孔隙度和垂直方向的有效应力的一维关系模型的孔隙度和垂直方向的有效应力的一维关系模型利用目标研究层的孔隙度和垂直方向的有效应力的一维关系模型与所述孔隙度和埋藏深度的一维关系模型埋藏深度的一维关系模型联立，可得：
‑
ch＝
‑
dσ
ev
；基于所述目标研究层位于α方向的三维合力的三维有效力定理公式F
α
＝σ
eα
+P
f
获得目标研究层垂直方向的一维有效应力定理公式F
v
＝σ
ev
+P
f
，利用目标研究层垂直方向的一维有效应力定理公式F
v
＝σ
ev
+P
f
与所述目标研究层的上覆地层压力和埋藏深度的关系模型F联立，可得：其中，σ
ev
为目标研究层垂直方向的有效应力，P
f
为目标研究层的孔隙流体压力；联立
‑
ch＝
‑
dσ
ev
和可得：利用所述一维关系模型的孔隙度和埋藏深度的拟合系数c、目标研究层的埋藏深度h和目标研究层的孔隙流体压力P
f
的已知取值带入的已知取值带入求解出指数项系数d。4.根据权利要求3所述的砂岩储层胶结前的多期构造压实减孔程度定量评价方法，其特征在于：步骤S2中，开展早期构造压实和重力压实综合减孔过程数值模拟的具体方法包括：步骤S201、构造所述目标研究层的挤压时期，具体的：
基于目标研究层的地震剖面解释明确所述目标研究层构造样式与几何学特征，并结合不整合面分析、分层数据和地层年代表确定目标研究层在不同地质时期发生构造挤压的时间节点；步骤S202、构造所述目标研究层的挤压应力，具体的：分析所述目标研究层的挤压时期的水平主应力：选取目标研究层的砂岩岩心样品，利用声发射法测量相关参数，得出砂岩岩心样品所在位置处的不同所述挤压时期的水平方向的最大主应力F
H
、最小主应力F
h
以及水平主应力合力σ
h
；分析所述水平主应力的垂向分布特征：依据所述水平方向的最大主应力F
H
、最小主应力F
h
随所述埋藏深度h的变化规律构建最大主应力F
H
、最小主应力F
h
以及水平主应力合力σ
h
与所述埋藏深度h关系模型用以表征所述水平主应力的垂向分布特征。5.根据权利要求4所述的砂岩储层胶结前的多期构造压实减孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏鲁，秦志军，胡秋媛，孙阳珍，宋梦娇，朱志远，郭雨，
申请(专利权)人：中国石油大学胜利学院，
类型：发明
国别省市：