【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种地质稳定性定量评价方法，尤其适用于油气地质领域。
技术介绍
1、地质稳定性对油气勘探开发、地震地质以及工程地质等具有重要的现实意义。钻井井轨迹可选择地质稳定性高的区域，实现井轨迹优化。
2、当前，针对地质稳定性的研究主要集中在两方面：第一是边坡、工程地质领域研究，如授权公告号为cn109117586b的专利技术专利提出一种顺层岩质边坡三维地质模型建立及稳定性评价方法，通过地质要素表达，借助三维地质建模软件构建边坡三维地质模型，并通过科学合理的三维计算模型进行边坡稳定性评价；申请公布号为cn116341909a的专利技术专利提出了一种高寒区水库工程地质稳定性评价系统，包括区域稳定性、工程地质条件、水文地质条件与地质灾害，通过全面地评价区域工程地质问题性特征，改进层次分析法的主观性，科学选择指标，定量确定分级阈值，采用大数据深度学习的方法综合评价工程地质稳定性。第二是地质角度的区域地质稳定性评价研究，如谭术魁和邓健如(1995)发表的“武汉市区域地质稳定性评价”论文，主要根据新构造运动、地震震级等特征，划分稳定性等级。
3、总体上，目前还没有一套针对油气地质领域的地质稳定性评价方法，已有的在工程地质、地震地质领域的方法在油气地质领域存在适用性问题。区域地质稳定性评价方法则主要是定性评价，无法给出量化指标，结果可靠性存疑。
技术实现思路
1、为解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种原理严谨、步骤简单、可靠性高的地质稳定性定量评价方法，在获
2、为实现上述目标，本专利技术提出了一种地质稳定性定量评价方法，在待评价区域布置多口钻井，在所有钻井不同深度布置测点，并采集测点岩样制作实验样品，利用实验样品开展三轴岩石力学实验，从而获取到不同钻井、不同深度岩石的内摩擦角和内聚力信息；收集钻井的测井资料与补心高数据，利用测井资料开展钻井中岩石力学性质的敏感性分析，优选测井曲线，利用卷积神经网络法分别建立内摩擦角、内聚力与所选测井曲线之间数学模型，进而构建内摩擦角、内聚力单井剖面；开展待评价区域三维地质建模和沉积相建模，并通过插值法分别建立内摩擦角、内聚力属性模型；根据上述二维信息通过三维建模和插值建立三维地质力学模型，通过数值模拟法获取三轴现今地应力大小；提出并定义地质稳定系数λ，依据现今地应力、内摩擦角和内聚力计算获取λ分布特征，实现地质稳定性定量评价。
3、具体的步骤如下：
4、步骤1，采集待评价区域内多个钻井不同深度的岩芯样品，记录采样深度，至少30个深度点，每个深度点至少采集3个样品，制备成直径25mm、高50mm的柱塞实验样品，用磨床加工样品端面，使上下端面保持平行；
5、步骤2，针对所有柱塞实验样品开展三轴岩石力学实验，对每个深度点对应的柱塞实验样品施加差异围压条件，计算出所有柱塞实验样品的岩石内摩擦角、内聚力，从而获得每个深度点的岩石内摩擦角、内聚力信息；
6、步骤3，收集步骤1对应钻井的常规测井资料与补心高数据，利用常规测井资料开展岩石力学性质的敏感性分析，选择声波时差ac、密度den、伽马gr、深侧向电阻率rd和浅侧向电阻率rs五条常规测井曲线，利用卷积神经网络法分别建立步骤2获取的内摩擦角、内聚力分别与所选择出的五条常规测井曲线之间的两个数学模型，获取整个钻井井筒深度范围内的内聚力和内摩擦角信息；以此类推构建出所有钻井的内摩擦角、内聚力单井剖面；
7、步骤4，收集待评价区域的基础地质资料和地震资料，结合步骤3所获取的常规测井资料，建立待评价区域的三维地质模型和沉积相模型，基于步骤3所构建的内摩擦角、内聚力单井剖面，通过插值法分别建立待评价区域的三维内摩擦角、内聚力属性模型；
8、步骤5，收集成像测井资料，拾取钻井诱导缝和井壁垮塌方位，利用井壁崩落、诱导缝与现今地应力方向的关系计算获取钻井附近现今地应力优势方位；
9、步骤6，建立待评价区域的三维地质力学模型，结合步骤5所获取的钻井附近现今地应力的优势方位，通过有限元数值模拟法获取三轴现今地应力σ1、σ2和σ3的大小，其中σ1为最大主应力，σ2为中间主应力，σ3为最小主应力；
10、步骤7，利用三轴现今地应力σ1、σ2和σ3、内摩擦角和内聚力计算地质稳定系数λ，并获取地质稳定系数λ的分布特征，利用地质稳定系数λ实现待评价区域的地质稳定性定量评价，地质稳定系数λ与实际地质稳定性呈正相关。
11、进一步，利用图解法计算获取步骤2中所述岩石内聚力、内摩擦角：建立原点为o、横轴为正应力、纵轴为剪应力的坐标系，根据步骤2获取的实验结果绘制不同围压条件的应力圆，拟合所有应力圆的公切线交纵轴于b点、交横轴于a点，b点读值的绝对值为岩石内聚力，记为c，∠bao为岩石内摩擦角，记为φ。
12、进一步，步骤3中常规测井资料的采样数据间距小于等于0.125m。
13、进一步，步骤4中的基础地质资料包含待评价区域的构造等值线图和单井地层柱状图，插值法为序贯高斯插值法或克里金插值法。
14、进一步，步骤5中现今地应力优势方位的确定方法为：将钻井井壁崩落方位±90°后记为βj，将钻井诱导缝方位记为βk，将βj和βk通过±180°全部转换成[0，180°)区间范围内的数值，利用井壁崩落、诱导缝与现今地应力方向的关系计算获取钻井附近现今地应力优势方位α：
15、
16、式中：α为钻井附近现今地应力优势方位，a和b分别代表据成像测井资料拾取的井壁崩落和钻井诱导缝数量。
17、进一步，步骤7中提出并定义的地质稳定系数λ计算方法为：
18、
19、
20、
21、
22、
23、式中：m、n为与岩石内摩擦角和内聚力相关的材料参数，i1和j2分别为应力偏张量的第一不变量和第二不变量，σ1为最大主应力，σ2为中间主应力，σ3为最小主应力，φ为岩石内摩擦角，c为岩石内聚力，λ为地质稳定系数。
24、进一步，步骤7中地质稳定系数λ值越大，地质稳定性越高，λ值越小，地质稳定性越低。
25、有益效果：
26、本方法可有效、定量评价油气地质领域的地质稳定性，并可在此结果的基础上开展井轨迹优化研究，规避钻井风险，实现效益油气开发。
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1.一种地质稳定性定量评价方法，其特征在于，在待评价区域布置多口钻井，在所有钻井不同深度布置测点，并采集测点岩样制作实验样品，利用实验样品开展三轴岩石力学实验，从而获取到不同钻井、不同深度岩石的内摩擦角和内聚力信息；收集钻井的测井资料与补心高数据，利用测井资料开展钻井中岩石力学性质的敏感性分析，优选测井曲线，利用卷积神经网络法分别建立内摩擦角、内聚力与所选测井曲线之间数学模型，进而构建内摩擦角、内聚力单井剖面；开展待评价区域三维地质建模和沉积相建模，并通过插值法分别建立内摩擦角、内聚力属性模型；根据上述二维信息通过三维建模和插值建立三维地质力学模型，通过数值模拟法获取三轴现今地应力大小；提出并定义地质稳定系数λ，依据现今地应力、内摩擦角和内聚力计算获取λ分布特征，实现地质稳定性定量评价。
2.根据权利要求1所述的一种地质稳定性定量评价方法，其特征在于，具体的步骤如下：
3.根据权利要求2所述的一种地质稳定性定量评价方法的具体步骤，其特征在于，利用图解法计算获取步骤2中所述岩石内聚力、内摩擦角：建立原点为O、横轴为正应力、纵轴为剪应力的坐标系，根据步骤2获取
4.根据权利要求2所述的一种地质稳定性定量评价方法的具体步骤，其特征在于，步骤3中常规测井资料的采样数据间距小于等于0.125m。
5.根据权利要求2所述的一种地质稳定性定量评价方法的具体步骤，其特征在于，步骤4中的基础地质资料包含待评价区域的构造等值线图和单井地层柱状图，插值法为序贯高斯插值法或克里金插值法。
6.根据权利要求2所述的一种地质稳定性定量评价方法的具体步骤，其特征在于，步骤5中现今地应力优势方位的确定方法为：将钻井井壁崩落方位±90°后记为βj，将钻井诱导缝方位记为βk，将βj和βk通过±180°全部转换成[0，180°)区间范围内的数值，利用井壁崩落、诱导缝与现今地应力方向的关系计算获取钻井附近现今地应力优势方位α：
7.根据权利要求2所述的一种地质稳定性定量评价方法的具体步骤，其特征在于，步骤7中提出并定义的地质稳定系数λ计算方法为：
8.根据权利要求2所述的一种地质稳定性定量评价方法的具体步骤，其特征在于，步骤7中地质稳定系数λ值越大，地质稳定性越高，λ值越小，地质稳定性越低。
...【技术特征摘要】
1.一种地质稳定性定量评价方法，其特征在于，在待评价区域布置多口钻井，在所有钻井不同深度布置测点，并采集测点岩样制作实验样品，利用实验样品开展三轴岩石力学实验，从而获取到不同钻井、不同深度岩石的内摩擦角和内聚力信息；收集钻井的测井资料与补心高数据，利用测井资料开展钻井中岩石力学性质的敏感性分析，优选测井曲线，利用卷积神经网络法分别建立内摩擦角、内聚力与所选测井曲线之间数学模型，进而构建内摩擦角、内聚力单井剖面；开展待评价区域三维地质建模和沉积相建模，并通过插值法分别建立内摩擦角、内聚力属性模型；根据上述二维信息通过三维建模和插值建立三维地质力学模型，通过数值模拟法获取三轴现今地应力大小；提出并定义地质稳定系数λ，依据现今地应力、内摩擦角和内聚力计算获取λ分布特征，实现地质稳定性定量评价。
2.根据权利要求1所述的一种地质稳定性定量评价方法，其特征在于，具体的步骤如下：
3.根据权利要求2所述的一种地质稳定性定量评价方法的具体步骤，其特征在于，利用图解法计算获取步骤2中所述岩石内聚力、内摩擦角：建立原点为o、横轴为正应力、纵轴为剪应力的坐标系，根据步骤2获取的实验结果绘制不同围压条件的应力圆，拟合所有应力圆的公切线交纵轴于...
【专利技术属性】
技术研发人员：鞠玮，宁卫科，辛红刚，冯胜斌，尤源，李永康，袁航，吴春龙，李亚鹏，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：
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