本发明专利技术提供了一种获取深层碳酸盐岩岩石力学参数的方法及系统，属于石油工程技术领域。该方法包括：(1)对元素录井的深度进行校正；(2)利用元素录井的元素含量获得矿物组分及其百分含量；(3)利用矿物组分及其百分含量获得重构的密度、纵波时差、横波时差；(4)利用重构的密度、纵波时差、横波时差获得岩石力学参数。本发明专利技术方法原理清晰，过程可追溯性强，误差范围合理。利用本发明专利技术实现了随钻过程中低成本快速评价岩石力学参数，不仅能够为深层碳酸盐岩钻井工程提供可靠的参考，还可适用于其他岩性段，包括页岩、致密砂岩，应用领域及应用前景广阔。景广阔。景广阔。
【技术实现步骤摘要】
一种获取深层碳酸盐岩岩石力学参数的方法及系统
[0001]本专利技术属于石油工程
，具体涉及一种获取深层碳酸盐岩岩石力学参数的方法及系统。
技术介绍
[0002]深层碳酸盐岩广泛存在于四川盆地和塔里木盆地中，油气埋深超过3500米，岩性复杂，岩石研磨性高，可钻性差。钻井工程师迫切需要实时岩石力学参数来指导施工。
[0003]目前获取实时岩石力学参数最常用的方法就是利用随钻声波测井，实时测量纵波、横波时差，计算岩石力学参数，但费用高昂，且受井眼扩径影响严重，普及性较差。
[0004]地质录井是获取随钻信息的重要手段，尤其元素录井近年来进步迅速，国外公司用该技术评价地质参数和岩石力学参数。这为钻井工程提供实时岩石力学参数提供了新机遇。国内元素录井技术引入较晚，初始目的是为了解决PDC钻头及空气钻条件下的粉末状岩屑的岩性识别问题，目前采集的元素种类30余种，应用上较为薄弱，只是在岩性识别、地层对比与划分、地质导向、界面/层位卡取、沉积环境识别等前期应用的基础上，增加了一个脆性评价，岩石力学参数还处于探索阶段，存在技术壁垒。
[0005]现有文献中，中国专利公开文献201710791386.6公开了基于XRF元素录井随钻中获取页岩TOC参数的方法，其主要是基于元素录井与测井、实验数据之间的相关性，通过多元回归的方法求取TOC参数，但是其没有考虑岩石物理模型；中国专利公开文献201711076066.9公开了一种表征深层碳酸盐岩岩石物理学特征方法，其完全基于岩心实验表征深层碳酸盐岩孔隙度、渗透率等岩石物理特征，未涉及岩石力学参数表征。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种获取深层碳酸盐岩岩石力学参数的方法及系统，解决深层碳酸盐岩钻井工程师对岩石力学参数的迫切需求，在元素录井资料识别矿物基础上建立一套可靠的获取岩石力学参数方法，为未进行随钻声波测井数据的深层碳酸盐岩钻井提供低成本、快速评价岩石力学参数的途径。
[0007]本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0008]本专利技术的第一个方面，提供了一种获取深层碳酸盐岩岩石力学参数的方法，所述方法包括：
[0009](1)对元素录井的深度进行校正；
[0010](2)利用元素录井的元素含量获得矿物组分及其百分含量；
[0011](3)利用矿物组分及其百分含量获得重构的密度、纵波时差、横波时差；
[0012](4)利用重构的密度、纵波时差、横波时差获得岩石力学参数。
[0013]本专利技术的进一步改进在于，所述步骤(1)是通过将元素录井数据与伽马能谱测井数据进行比对实现对元素录井的深度的校正。
[0014]优选的，所述步骤(1)的操作包括：
[0015]找到伽马能谱测井中的钾含量高的深度段；
[0016]对比该深度段内的元素录井得到的钾含量包络线和伽马能谱测井得到的钾含量曲线得到校正量；
[0017]利用该校正量对元素录井的深度进行校正。
[0018]本专利技术的进一步改进在于，所述步骤(3)是基于岩石物理模型，利用步骤(2)计算得到的百分含量及密度、纵波时差、横波时差的理论值进行正演获得重构的密度、纵波时差、横波时差。
[0019]优选的，所述步骤(3)的操作包括：
[0020]分别利用步骤(2)得到的各组分的百分含量与各组分对应的理论值相乘再求和得到重构的密度、纵波时差、横波时差。
[0021]所述步骤(4)的操作包括：
[0022]利用下式计算获得岩石力学参数：
[0023][0024][0025]其中，YMOD是杨氏模量，POIS是泊松比，ρ
b
为重构的密度，Δt
p
、Δt
s
分别为重构的纵波时差、横波时差。
[0026]本专利技术的进一步改进在于，在步骤(3)和步骤(4)之间还包括：
[0027]将重构的密度、纵波、横波时差与测井测量的结果进行比较获得三种参数的误差；
[0028]判断三种参数的误差中是否至少有一个大于30％，如果是，则返回步骤(3)，如果否，则进入步骤(4)。
[0029]优选的，对误差进行以下分级：
[0030]误差在0-10％，分级为I级；
[0031]误差在10-20％，分级为II级；
[0032]误差在20-30％，分级为III级：，
[0033]误差>30％，分级为VI级。
[0034]本专利技术的第二个方面，提供了一种获取深层碳酸盐岩岩石力学参数的系统，所述系统包括：
[0035]深度校正单元，被配置为对元素录井的深度进行校正；
[0036]百分含量获取单元，与所述深度校正单元连接，被配置为利用元素录井的元素含量获得矿物组分及其百分含量；
[0037]重构单元，与所述百分含量获取单元连接，被配置为利用矿物组分及其百分含量获得重构的密度、纵波时差、横波时差；
[0038]力学参数获取单元，与所述重构单元连接，被配置为利用重构的密度、纵波时差、横波时差获得岩石力学参数。
[0039]优选的，所述深度校正单元通过将元素录井数据与伽马能谱测井数据进行比对实现对元素录井的深度的校正。
[0040]优选的，所述重构单元是基于岩石物理模型，利用百分含量获取单元获得的百分含量及密度、纵波时差、横波时差的理论值进行正演获得重构的密度、纵波时差、横波时差值。
[0041]所述力学参数获取单元利用下式计算获得岩石力学参数：
[0042][0043][0044]其中，YMOD是杨氏模量，POIS是泊松比，ρ
b
为重构的密度，Δt
p
、Δt
s
分别为重构的纵波时差、横波时差。
[0045]所述系统进一步包括判断单元，分别与所述重构单元、力学参数获取单元连接，被配置为将重构的密度、纵波时差、横波时差与测井测量的结果进行比较获得三种参数的误差，并判断三种参数的误差中是否至少有一个大于30％，如果是，则启动重构单元，如果否，则启动力学参数获取单元。
[0046]所述系统进一步包括分级单元，与所述判断单元连接，被配置为对判断单元得到的误差进行以下分级：
[0047]误差在0-10％，分级为I级；
[0048]误差在10-20％，分级为II级；
[0049]误差在20-30％，分级为III级；
[0050]误差>30％，分级为VI级。
[0051]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术方法原理清晰，过程可追溯性强，误差范围合理。利用本专利技术实现了随钻过程中低成本快速评价岩石力学参数，不仅能够为深层碳酸盐岩钻井工程提供可靠的参考，还可适用于其他岩性段，包括页岩、致密砂岩，应用领域及应用前景广阔。
附图说明
[0052]图1本专利技术方法的步骤框图；
[0053]图2-1本本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种获取深层碳酸盐岩岩石力学参数的方法，其特征在于：所述方法包括：(1)对元素录井的深度进行校正；(2)利用元素录井的元素含量获得矿物组分及其百分含量；(3)利用矿物组分及其百分含量获得重构的密度、纵波时差、横波时差；(4)利用重构的密度、纵波时差、横波时差获得岩石力学参数。2.根据权利要求1所述的获取深层碳酸盐岩岩石力学参数的方法，其特征在于：所述步骤(1)是通过将元素录井数据与伽马能谱测井数据进行比对实现对元素录井的深度的校正。3.根据权利要求1所述的获取深层碳酸盐岩岩石力学参数的方法，其特征在于：所述步骤(1)的操作包括：找到伽马能谱测井中的钾含量高的深度段；对比该深度段内的元素录井得到的钾含量包络线和伽马能谱测井得到的钾含量曲线得到校正量；利用该校正量对元素录井的深度进行校正。4.根据权利要求1所述的获取深层碳酸盐岩岩石力学参数的方法，其特征在于：所述步骤(3)是基于岩石物理模型，利用步骤(2)计算得到的百分含量及密度、纵波时差、横波时差的理论值进行正演获得重构的密度、纵波时差、横波时差。5.根据权利要求4所述的获取深层碳酸盐岩岩石力学参数的方法，其特征在于：所述步骤(3)的操作包括：分别利用步骤(2)得到的各组分的百分含量与各组分对应的理论值相乘再求和得到重构的密度、纵波时差、横波时差。6.根据权利要求1所述的获取深层碳酸盐岩岩石力学参数的方法，其特征在于：所述步骤(4)的操作包括：利用下式计算获得岩石力学参数：利用下式计算获得岩石力学参数：其中，YMOD是杨氏模量，POIS是泊松比，ρ
b
为重构的密度，Δt
p
、Δt
s
分别为重构的纵波时差、横波时差。7.根据权利要求1所述的获取深层碳酸盐岩岩石力学参数的方法，其特征在于：在步骤(3)和步骤(4)之间还包括：将重构的密度、纵波、横波时差与测井测量的结果进行比较获得三种参数的误差；判断三种参数的误差中是否至少有一个大于30％，如果是，则返回步骤(3)，如果否，则进入步骤(4)。8.根据权利要求7所述的获取深层碳酸盐岩岩石力学参数的方法，其特征在于：对误差进行以下分级：
误差在0-10％，分级为I级；误差在10-20％，分...
【专利技术属性】
技术研发人员：张元春，王志战，刘江涛，廖东良，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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