[发明专利]地层坍塌压力预测方法、存储介质和计算机设备

说明书

本发明提供一种地层坍塌压力预测方法、存储介质和计算机设备。该方法包括：根据地震数据，通过反演得到目标储层的泥质含量、波阻抗、弹性参数和裂缝岩石物理参数；确定目标储层的抗压强度，确定目标储层的体积模量，根据目标储层的抗压强度和体积模量确定目标储层的内聚力；根据密度确定目标储层的上覆岩层压力和静水压力，基于地层压力预测模型，确定目标储层的地层压力；基于胡克定律，构建地应力预测模型；确定目标储层的法向柔度，基于地应力预测模型，确定目标储层的最大水平地应力及最小水平地应力；利用基于Mohr‑Coulomb准则的坍塌压力预测模型，确定目标储层的地层坍塌压力。本发明能够准确预测地层坍塌压力，为钻井施工和井壁稳定性分析提供依据。

技术领域

本发明涉及页岩油气地球物理勘探领域，尤其涉及一种地层坍塌压力预测方法、存储介质和计算机设备。

背景技术

地层的坍塌压力是指井壁受到剪切作用而发生剪切破坏时的临界井眼压力。从岩石力学的角度来讲，当井眼液柱压力过低时会导致井壁周围岩石所承受的应力超过岩石的抗剪强度而发生剪切破坏。根据地层岩石的性质不同，可能会使得井壁发生崩落、坍塌扩径或屈服缩径等现象，造成钻井施工过程中井塌、卡钻等事故的发生。目前，坍塌压力研究方法主要基于实验研究或基于测井资料的计算等方法。通过测井信息，给出地层坍塌压力和安全的钻井液密度，为钻井施工和固井作业提供重要的依据。

选择合适的井壁坍塌压力预测的岩石强度准则是研究井壁稳定性的关键，与井壁坍塌压力的求取直接相关，能够提高井壁稳定性预测的精度。常见的井壁坍塌压力预测的岩石强度准则包括Mohr-Coulomb准则、Druck-Prager准则、非线性Pariseau准则和Hoek-Brown准则。实际经验表明，Mohr-Coulomb准则和Hoek-Brown准则适用于比较坚硬的岩石，但Hoek-Brown准则中的参数难以通过测量得到，且考虑页岩气井大多采用水平井钻井方式来实现勘探开发的目的，Mohr-Coulomb准则更为准确。因此，在研究页岩地层时，选用Mohr-Coulomb准则作为岩石强度破坏准则更为合适。

由于开展岩石力学地震预测技术研究的要求较高，不仅需要高质量的数据，还需要较为完善的技术储备，使得预测地层坍塌压力具有一定的难度。因此，亟需提出一种基于地震数据的地层坍塌压力预测方法。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种地层坍塌压力预测方法、存储介质和计算机设备，以解决利用地震资料预测地层坍塌压力的问题。

第一方面，本申请的是实施例提供一种地层坍塌压力预测方法，包括以下步骤：

根据地震数据，通过反演得到目标储层的泥质含量、波阻抗、弹性参数和裂缝岩石物理参数，其中，所述弹性参数包括杨氏模量、密度和泊松比，所述裂缝岩石物理参数包括法向弱度；

根据杨氏模量和泥质含量确定目标储层的抗压强度，根据目标储层的杨氏模量和泊松比确定目标储层的体积模量，根据目标储层的抗压强度和体积模量确定目标储层的内聚力；

根据密度确定目标储层的上覆岩层压力和静水压力，基于地层压力预测模型，根据目标储层的波阻抗、密度、上覆岩层压力和静水压力确定目标储层的地层压力；

基于胡克定律，构建考虑目标储层的岩石各向异性特征、地层压力和构造应力的地应力预测模型；

根据目标储层的法向弱度确定目标储层的法向柔度，基于地应力预测模型，根据目标储层的法向柔度、上覆岩层压力、地层压力、杨氏模量和泊松比确定目标储层的最大水平地应力及最小水平地应力；

利用基于Mohr-Coulomb准则的坍塌压力预测模型，根据目标储层的内聚力、地层压力、最大水平地应力和最小水平地应力，确定目标储层的地层坍塌压力。

在一个实施例中，所述地震数据包括方位地震数据；

根据地震数据，通过反演得到目标储层的弹性参数和裂缝岩石物理参数，包括：