[发明专利]一种地应力的确定方法及装置

说明书

本申请实施例公开了一种地应力的确定方法及装置。所述方法包括：基于目的储层的有效孔隙度和渗透率，以及目的储层中流体的压缩系数和岩石骨架的压缩系数，建立目的储层中流体流动与固体变形的耦合模型，以及目的储层的孔隙压力模型；其中，流体流动与固体变形的耦合模型用于表征目的储层的孔隙压力变化与主应力变化的关联关系；孔隙压力模型用于表征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，以及目的储层的孔隙压力模型和流体流动与固体变形的耦合模型，确定目的储层的地应力。本申请实施例提供的技术方案，可以提高所确定的地应力的准确度。

技术领域

本申请涉及地质力学研究技术领域，特别涉及一种地应力的确定方法及装置。

背景技术

对于注水开发油田，随着油藏开发过程中液体的采出或注入，储层岩石孔隙和裂缝中的孔隙压力发生变化，岩体收缩或膨胀，储层地应力大小和方向都会发生变化。国外学者在不同油田观察到：若储层中闭合的断层与水平最大主应力呈一定夹角，长期开发储层中液体采出，导致孔隙压力严重衰减时，水平最大主应力会发生旋转，使得最大水平应力方向平行于局部断层的走向。在国内，对于长期注水开发的油田，原来只在一个方向(水平最大主应力方向)见水，后来多方向出现水淹的情况，这表明，注水使得储层两个水平主应力之间的差值变小，不同组的天然裂缝张开，从而在不同方向出现水窜现象。

地应力的改变会引起诸多问题，比如油水井出砂停产、井壁坍塌使得油水井报废、裂缝闭合与地层应力伤害导致产能下降、压裂裂缝方位的改变导致油水井提前见水等。油藏孔隙压力的变化是致使油藏应力改变的一个重要原因，孔隙压力的改变会引起了油藏应力的重新分布，从而导致原地应力特别是主应力场的改变。

目前地应力研究(尤其是三维地应力研究)技术及其在钻井、压裂设计与优化领域的应用越来越受到广大石油科技工作者的重视。在进行地质工程一体化建模过程中，研究人员发现三维地应力建模技术在复杂构造区域以及井况、开发条件比较复杂的情况下，并不能得到比较准确的地应力模拟结果。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种地应力的确定方法及装置，以提高所确定的地应力的准确度。

为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种地应力的确定方法及装置是这样实现的：

一种地应力的确定方法，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。

优选方案中，所述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。

优选方案中，采用下述公式确定所述目的储层的孔隙压力改变量：