[发明专利]一种预测水平地应力差的方法、装置及存储介质

说明书

本公开涉及一种预测水平地应力差的方法、装置及存储介质，其中该方法包括：确定水平地应力差预测模型的输入参数的值，其中，水平地应力差预测模型是在组合弹簧地应力模型中引入各向异性引起的水平应力扰动得到的，以各向异性介质的法向柔度和杨氏模量指示水平应力扰动，输入参数包括：垂向地应力、流体压力、有效压力系数、泊松比、杨氏模量、法向柔度、水平最大主应变，以及水平最小主应变；使用水平地应力差预测模型，根据输入参数的值确定水平地应力差。实现了水平地应力差绝对值的预测，相比水平地应力差异系数(DHSR)，实用性和适用性更强，可有效指导页岩气勘探及开发。

技术领域

本公开涉及油气勘探领域，尤其涉及一种预测水平地应力差的方法、装置及存储介质。

背景技术

地应力是油气勘探开发领域的重要研究内容，其重要作用贯穿于各个阶段，勘探阶段与构造及其形成演化密切相关，开发阶段是井筒稳定性的重要考虑因素，同时在生产阶段可以预防套损等。近年来页岩气勘探开发实践揭示，水平地应力差是决定压裂能否形成复杂缝网的关键参数，水平地应力差的评价及预测对于页岩气商业勘探开发至关重要。

相关技术中，主要的地应力研究方法主有测量法、测井计算法、数值模拟方法及地震预测方法。测量法数据较为准确，方法又包括声发射法及水利压裂法等；测井法主要是利用测井的声波、密度等，基于一定的理论进行计算，在实际资料中也有一定的应用，尤其黄荣樽教授(1983)考虑了构造应力对地应力的影响，根据不同的地区选取不同的构造应力值，建立了一种地应力计算模式，称为黄氏模型，后又有学者根据广义胡克定律推导了均匀各向同性线弹性介质的地应力计算模型，称为弹簧模型；但这两种方法只有在钻井的基础上进行，成本较高，尤其无法在钻前预知和评价。

为了能够对地下介质进行有效的钻前预测，数值模拟是一种有效的方法，通过建立区域力学地质模型，不断调整边界值迭代计算，模拟应力场分布规律，这种方法横向分辨率较低，且计算效率较低，无法满足大面积勘探三维区的评价需求。

基于地震资料的地应力预测方法中，常用的水平地应力差异系数(DHSR)预测方法是由Gray(2012)基于地应力的基础理论以及地震各向异性介质地震岩石物理理论，推导的地应力差系数与各种弹性参数、各向异性参数之间的定量关系，该方法基于水平介质横向位移为零的假设条件，只能实现水平地应力差异比(DHSR)的预测，无法得到水平地应力差的大小，影响了地应力的有效评价。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种预测水平地应力差的方法、装置及存储介质。

第一方面，本公开提供了一种预测水平地应力差的方法，包括：确定水平地应力差预测模型的输入参数的值，其中，水平地应力差预测模型是在组合弹簧地应力模型中引入各向异性引起的水平应力扰动得到的，以各向异性介质的法向柔度和杨氏模量指示水平应力扰动，输入参数包括：垂向地应力、流体压力、有效压力系数、泊松比、杨氏模量、法向柔度、水平最大主应变，以及水平最小主应变；使用水平地应力差预测模型，根据输入参数的值确定水平地应力差。

在一些实施例中，水平地应力差预测模型表示为：

其中，Δσ表示水平地应力差，σ_V表示垂向地应力，P_P表示流体压力，α表示有效压力系数，Z_N表示法向柔度，E表示杨氏模量，v表示泊松比，ε_H表示水平最大主应变；ε_h表示水平最小主应变。