一种利用纵横波速度联合预测有效应力系数的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种利用纵横波速度联合预测有效应力系数的方法及系统，其中，该方法包括：将孔隙压力设置为固定值，分别测量不同差应力下的横波速度；将差应力设置为固定值，分别测量不同孔隙压力下的纵波速度；分别计算在孔隙压力一定时横波速度随差应力变化的第一变化率及在差应力一定时纵波速度随孔隙压力变化的第二变化率；根据所述第一变化率及第二变化率得到有效应力系数，利用该有效应力系数计算得到的地层参数精度更高，更符合实际情况。况。况。

【技术实现步骤摘要】
一种利用纵横波速度联合预测有效应力系数的方法及系统


[0001]本专利技术涉及石油勘探
，尤指一种利用纵横波速度联合预测有效应力系数的方法及系统。

技术介绍

[0002]有效应力的概念最早是由Terzaghi提出的，他把有效应力定义为上层总压力与孔隙流体压力的差值：
[0003]P
d
＝P
c-P
p
；
[0004]其中，P
d
表示Terzaghi有效应力，即压差(单位：MPa)；P
c
是围压(单位：MPa)；P
p
是孔隙流体压力(单位：MPa)。有效应力把围压和孔隙流体压力这两个独立的变量简化为一个变量，从而方便了对多孔材料性质的分析，围压和孔隙流体压力变化引起的任意物理性质的变化都可以用有效应力来描述。
[0005]有效应力与材料性质具有一一对应关系，只要有效应力保持不变，无论P
c
和P
p
如何变化，性质Q都不会改变。假定函数Q(P
c
，P
p
)足够光滑，根据二元函数的全微分形式：
[0006][0007]整理得到：
[0008][0009]上式可写为：
[0010][0011]其中，dP
eff
＝dP
c-nQdP
p
，该式中的系数nQ就称为性质Q的有效应力系数。有效应力系数反映了性质Q对P
c
和P
p
变化的相对敏感程度。Robin指出，材料的不同性质具有不同的有效应力系数。
[0012]Biot有效应力系数是Biot在中等及强固结岩石中，考虑到颗粒岩石内部存在较强的压实及胶结作用对Terzaghi有效应力定理提出修改后引入的修正参数。经过前人研究表明，Biot理论不仅适用于沉积岩体，也适用于孔隙度低于1％的结晶岩体，因此具有广阔的适用空间。但在计算Biot有效应力系数时，目前常用的方法均存在一定的问题，例如在利用物性参数如孔隙度计算岩石Biot系数时，考虑的参数较少。对于致密砂岩来说，Biot系数的降低机制除受压实减孔影响外，还受强胶结作用的影响，Biot系数变化幅度较大，因而但依靠孔隙度对致密砂岩Biot系数进行预测，可靠度相对较低；而利用声学参数预测岩石Biot系数虽然考虑的因素较为全面，但仅代表一种动态结果，与静态结果间具有一定差异，需要进行相应校正。
[0013]综上来看，亟需一种可以克服上述问题的有效应力系数计算方法。

技术实现思路

[0014]参考现有技术可知，目前没有通过岩石物理实验利用纵横波速度的变化率计算致密砂岩有效应力系数的方法，为克服现有的有效应力系数计算存在的问题，本专利技术提出了一种利用纵横波速度联合预测有效应力系数的方法及系统，以致密砂岩储层为研究对象，基于岩石物理实验利用纵横波速度联合预测有效应力系数，利用该有效应力系数计算得到的地层参数精度更高，更符合实际情况，为地震反演、压裂设计、出砂趋势预测、储层应力敏感性研究等领域提供了重要的参数支持。
[0015]在本专利技术实施例的第一方面，提出了一种利用纵横波速度联合预测有效应力系数的方法，该方法包括：
[0016]将孔隙压力设置为固定值，分别测量不同差应力下的横波速度；
[0017]将差应力设置为固定值，分别测量不同孔隙压力下的纵波速度；
[0018]分别计算在孔隙压力一定时横波速度随差应力变化的第一变化率及在差应力一定时纵波速度随孔隙压力变化的第二变化率；
[0019]根据所述第一变化率及第二变化率得到有效应力系数。
[0020]进一步的，将孔隙压力设置为固定值，分别测量不同差应力下的横波速度，还包括：记录测量的横波速度值，并将所述横波速度值绘制在有效应力与横波速度的交会图中。
[0021]进一步的，将差应力设置为固定值，分别测量不同孔隙压力下的纵波速度，还包括：记录测量的纵波速度值，并将所述纵波速度值绘制在有效应力与纵波速度的交会图中。
[0022]进一步的，分别计算在孔隙压力一定时横波速度随差应力变化的第一变化率及在差应力一定时纵波速度随孔隙压力变化的第二变化率，包括：
[0023]在孔隙压力一定时，横波速度随差应力变化的第一变化率的计算式为：
[0024][0025]其中，R1为在孔隙压力一定时横波速度随差应力变化的第一变化率；V
s
为横波速度；P
d
为差应力；
[0026]在差应力一定时，纵波速度随孔隙压力变化的第二变化率的计算式为：
[0027][0028]其中，R2为在差应力一定时纵波速度随孔隙压力变化的第二变化率；V
s
为纵波速度；P
f
为孔隙压力。
[0029]进一步的，根据所述第一变化率及第二变化率得到有效应力系数，包括：
[0030]有效应力系数的计算式为：
[0031][0032]其中，n为有效应力系数；分式中分母为在孔隙压力一定时横波速度随差应力变化的第一变化率；分式中分子为在差应力一定时纵波速度随孔隙压力变化的第二变化率。
[0033]在本专利技术实施例的第二方面，提出了一种利用纵横波速度联合预测有效应力系数的系统，该系统包括：
[0034]横波速度测量模块，用于将孔隙压力设置为固定值，分别测量不同差应力下的横波速度；
[0035]纵波速度测量模块，用于将差应力设置为固定值，分别测量不同孔隙压力下的纵波速度；
[0036]变化率计算模块，用于分别计算在孔隙压力一定时横波速度随差应力变化的第一变化率及在差应力一定时纵波速度随孔隙压力变化的第二变化率；
[0037]有效应力系数计算模块，用于根据所述第一变化率及第二变化率得到有效应力系数。
[0038]在本专利技术实施例的第三方面，提出了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现利用纵横波速度联合预测有效应力系数的方法。
[0039]在本专利技术实施例的第四方面，提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现利用纵横波速度联合预测有效应力系数的方法。
[0040]本专利技术提出的利用纵横波速度联合预测有效应力系数的方法及系统，以致密砂岩储层为研究对象，基于岩石物理实验利用纵横波速度联合预测有效应力系数，利用该有效应力系数计算得到的地层参数精度更高，更符合实际情况，为地震反演、压裂设计、出砂趋势预测、储层应力敏感性研究等领域提供了重要的参数支持。
附图说明
[0041]为了更清楚地说明本申请实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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它的附图。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用纵横波速度联合预测有效应力系数的方法，其特征在于，该方法包括：将孔隙压力设置为固定值，分别测量不同差应力下的横波速度；将差应力设置为固定值，分别测量不同孔隙压力下的纵波速度；分别计算在孔隙压力一定时横波速度随差应力变化的第一变化率及在差应力一定时纵波速度随孔隙压力变化的第二变化率；根据所述第一变化率及第二变化率得到有效应力系数。2.根据权利要求1所述的利用纵横波速度联合预测有效应力系数的方法，其特征在于，将孔隙压力设置为固定值，分别测量不同差应力下的横波速度，还包括：记录测量的横波速度值，并将所述横波速度值绘制在有效应力与横波速度的交会图中。3.根据权利要求2所述的利用纵横波速度联合预测有效应力系数的方法，其特征在于，将差应力设置为固定值，分别测量不同孔隙压力下的纵波速度，还包括：记录测量的纵波速度值，并将所述纵波速度值绘制在有效应力与纵波速度的交会图中。4.根据权利要求3所述的利用纵横波速度联合预测有效应力系数的方法，其特征在于，分别计算在孔隙压力一定时横波速度随差应力变化的第一变化率及在差应力一定时纵波速度随孔隙压力变化的第二变化率，包括：在孔隙压力一定时，横波速度随差应力变化的第一变化率的计算式为：其中，R1为在孔隙压力一定时横波速度随差应力变化的第一变化率；V
s
为横波速度；P
d
为差应力；在差应力一定时，纵波速度随孔隙压力变化的第二变化率的计算式为：其中，R2为在差应力一定时纵波速度随孔隙压力变化的第二变化率；V
s
为纵波速度；P
f
为孔隙压力。5.根据权利要求4所述的利用纵横波速度联合预测有效应力系数的方法，其特征在于，根据所述第一变化率及第二变化率得到有效应力系数，包括：有效应力系数的计算式为：其中，n为有效应力系数；分式中分母为在孔隙压力一定时横波速度随差应力变化的第一变化率；分式中分子为在差应力一定时纵波速度随孔隙压力变化的第二变化率。6.一种利用纵横波速度联合预测有效应力系数的系统，其特征在于，该系统包括：横波速度测量模块，用于将孔隙压力设置为固定值，分别测量不同差应力下的横波速度；纵波速度测量模块，用于将差应力设置为固定值，分别测...

【专利技术属性】
技术研发人员：王斌，谭开俊，乐幸福，陈娟，滕团余，陈更新，关旭，姚军，张永峰，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：