页岩储层地应力预测建模方法技术

本发明专利技术公开了一种页岩储层地应力预测建模方法，包括：根据σH＝K0[σV‑α(1‑ξ)pP]+ΔpP(1+K0)+αpP+K2εH获得页岩储层水平最大地应力，其中，σH为页岩储层水平最大地应力，K0为第一系数，σV为垂直地应力，α为有效应力系数，ξ为渗流系数，pP为地层空隙压力，K2为第二系数，εH为水平最大构造应变；根据σh＝K0[σV‑α(1‑ξ)pP]+ΔpP(1+K0)+αpP+K1εh获得页岩储层水平最小地应力，其中，σh为页岩储层水平最小地应力，K1为第三系数，εh为水平最小构造应变。本发明专利技术提供的页岩储层地应力预测建模方法，简单且所需的数据可通过测井解释方法获取，便于实际应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及页岩气开采
，具体涉及一种页岩储层地应力预测建模方法。
技术介绍
目前，常规能源的开发和利用已逐渐不能满足现代工业的发展需要，勘探开发的重点投向了难以开采的页岩气。页岩是一种沉积岩，成分复杂，但都具有薄页状或薄片层状的节理，主要是由黏土沉积经压力和温度形成的岩石，但其中混杂有石英、长石的碎屑以及其他矿物。页岩储层是一种低孔隙度和特低渗透率的致密储层，其生产完全依赖于压裂效果。对页岩进行压裂施工必须对页岩起裂的规律有足够的认识，其中地应力模型是指导页岩压裂施工的极为重要的理论基础。目前地应力预测模型大部分建立在地层均质各向同性的基础上，而页岩储层具有较强的非均质性和各向异性。Thiercelin讨论了线弹性的横观各向同性地层地应力的计算模型，Higgins在研究Baxter页岩地层的地应力时分别应用了各向同性和横观各向同性的地应力计算模型，并对二者进行了计算和比较。然而，目前多数学者的理论都只考虑上覆地层压力和构造应力的影响，对地应力的描述并不全面，因此并不能完全描述横观各向同性地层地应力的特性。
技术实现思路
本专利技术所要解决的是现有技术中不能完全描述页岩横观各向同性地层地应力特性的问题。本专利技术通过下述技术方案实现：一种页岩储层地应力预测建模方法，包括：根据σH＝K0[σV-α(1-ξ)pP]+ΔpP(1+K0)+αpP+K2εH获得页岩储层水平最大地应力，其中，σH为页岩储层水平最大地应力，K0为第一系数，σV为垂直地应力，α为有效应力系数，ξ为渗流系数，pP为地层空隙压力，K2为第二系数，εH为水平最大构造应变；根据σh＝K0[σV-α(1-ξ)pP]+ΔpP(1+K0)+αpP+K1εh获得页岩储层水平最小地应力，其中，σh为页岩储层水平最小地应力，K1为第三系数，εh为水平最小构造应变。可选的，所述第一系数根据获得，其中，Ev为垂直方向上的弹性模量，Eh为垂直方向上的泊松比，vv为水平方向上的弹性模量，vh为水平方向上的泊松比。可选的，所述第二系数根据获得。可选的，所述第三系数根据获得。本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：本专利技术提供的页岩储层地应力预测建模方法，给出考虑页岩横观各向同性的地应力计算模型，通过此计算模型，水平与垂直弹性模量之比、垂直与水平泊松比的比值和孔隙压力的变化对地应力的预测影响较大，且以上三种因素增大，地应力的预测结果也将增大，升沉作用对地应力的影响较小。对于页岩储层，横观各向同性的地应力模型要比各向同性的地应力模型更能表示地层地应力的真实情况，本专利技术获得的计算模型对准确计算地应力的分布对页岩储层现场的完井压裂增产设计有重要的指导作用。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定。在附图中：图1是本专利技术实施例页岩储层中影响水平地应力的各种因素的示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术的限定。实施例地应力场中垂直地应力由上覆地层的重力产生，可通过地层的密度和厚度的积分计算得到。水平地应力的形成由地层构造运动产生的应变、不同地层之间地层性质的各向异性和非均质性及其他地质因素共同作用产生。为了预测水平地应力并构建理想的地应力模型，首先必须对所研究地层的物理力学参数的各向异性情况有足够的了解。对于各向同性地层，在平面应变的假设下，考虑上覆地层压力和构造应力的影响，水平地应力模型可表示为： σ H = μ 1 - μ ( σ V - αp P ) + E 1 - μ 2 ϵ H + E μ 1 - μ 2 ϵ h , ]]> σ h = μ 1 - μ ( σ V - αp P ) + E 1 - μ 2 ϵ h + E μ 1 - μ 2 ϵ H . ]]>式中，σV为垂直地应力；σH和σh分别为水平最大和最小地应力；pP为地层孔隙压力；α为有效应力系数，通常取1；εH和εh分别为水平最大和最小构造应变。对于横观各向同性的地层，建立横观各向同性地层地应力模型，即： σ H = ( E h E v ) ( v v 1 - 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种页岩储层地应力预测建模方法，其特征在于，包括：根据σH＝K0[σV‑α(1‑ξ)pP]+ΔpP(1+K0)+αpP+K2εH获得页岩储层水平最大地应力，其中，σH为页岩储层水平最大地应力，K0为第一系数，σV为垂直地应力，α为有效应力系数，ξ为渗流系数，pP为地层空隙压力，K2为第二系数，εH为水平最大构造应变；根据σh＝K0[σV‑α(1‑ξ)pP]+ΔpP(1+K0)+αpP+K1εh获得页岩储层水平最小地应力，其中，σh为页岩储层水平最小地应力，K1为第三系数，εh为水平最小构造应变。

【技术特征摘要】
1.一种页岩储层地应力预测建模方法，其特征在于，包括：
根据σH＝K0[σV-α(1-ξ)pP]+ΔpP(1+K0)+αpP+K2εH获得页岩储层水平最大地应力，其中，σH为页岩储层水平最大地应力，K0为第一系数，σV为垂直地应力，α为有效应力系数，ξ为渗流系
数，pP为地层空隙压力，K2为第二系数，εH为水平最大构造应变；
根据σh＝K0[σV-α(1-ξ)pP]+ΔpP(1+K0)+αpP+K1εh获得页岩储层水平最小地应力，其中，σh为页岩储层水平最...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄勇斌，康立权，罗迪，
申请(专利权)人：成都创源油气技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51