[发明专利]一种地应力的确定方法及装置

权利要求书

1.一种地应力的确定方法，其特征在于，提供有目的储层的有效孔隙度和渗透率，以及所述目的储层中流体的压缩系数和岩石骨架的压缩系数；所述方法包括：

基于所述目的储层的有效孔隙度和渗透率，以及所述目的储层中流体的压缩系数和岩石骨架的压缩系数，建立所述目的储层中流体流动与固体变形的耦合模型，以及所述目的储层的孔隙压力模型；其中，所述流体流动与固体变形的耦合模型用于表征所述目的储层的孔隙压力变化与主应力变化的关联关系；所述孔隙压力模型用于表征所述目的储层的孔隙压力变化特征；

基于指定初始条件和指定边界条件，以及所述目的储层的孔隙压力模型和所述流体流动与固体变形的耦合模型，确定所述目的储层的地应力；包括：基于所述指定初始条件和所述指定边界条件，以及所述目的储层的孔隙压力模型，确定所述目的储层的孔隙压力改变量；基于所述目的储层的孔隙压力改变量，和所述流体流动与固体变形的耦合模型，确定所述目的储层的地应力；其中，采用下述公式确定所述目的储层的孔隙压力改变量：

其中，Δp表示所述目的储层的孔隙压力改变量，q表示钻遇所述目的储层的注采井的井流量，φ表示所述目的储层的有效孔隙度，E₁表示一阶指数积分函数，k_Hmax和k_Hmin分别表示所述目的储层的水平最大渗透率和水平最小渗透率，h表示所述目的储层的地层厚度，μ表示所述目的储层中流体的粘度，c_t表示所述目的储层的总压缩系数，所述总压缩系数与所述目的储层中流体的压缩系数、岩石骨架的压缩系数相关联；k_r表示所述目的储层的径向渗透率，θ表示k_r与k_Hmax轴的夹角，t表示时间，r表示径向距离。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用下述公式确定所述目的储层的地应力值：

σ_xx＝σ_xx0+Δσ_xx

σ_yy＝σ_yy0+Δσ_yy

σ_xy＝Δσ_xy

σ_zz＝σ_zz0+Δσ_zz

Δσ_xx＝(-ξ)×(0.5Δp+gcos2θ)

Δσ_yy＝(-ξ)×(0.5Δp-gcos2θ)

Δσ_zz＝(-ξ)×Δp

Δσ_xy＝(-ξ)×gsin2θ

其中，σ_xx、σ_yy和σ_zz分别表示所述目的储层在三维直角坐标系下沿x轴、y轴和z轴方向的主应力值，z轴方向与钻遇所述目的储层的注采井的井轴方向一致；σ_xx0、σ_yy0和σ_zz0分别表示所述目的储层在三维直角坐标系下沿x轴、y轴和z轴方向的初始主应力值；Δσ_xx、Δσ_yy和Δσ_zz分别表示所述目的储层在三维直角坐标系下沿x轴、y轴和z轴方向的主应力改变量；σ_xy表示所述目的储层在xy水平面上的剪应力值，Δσ_xy表示所述目的储层在xy水平面上的剪应力改变量；ν表示所述目的储层的泊松比，α表示所述目的储层的Biot系数，用于反映孔隙弹性特征。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，采用下述公式确定所述目的储层的地应力的方向：

其中，β表示所述目的储层的地应力的方向与x轴正方向的夹角。