[发明专利]一种构造变形对现今地应力方位扰动的定量分析方法

说明书

本发明公开一种构造变形对现今地应力方位扰动的定量分析方法，包括以下步骤：进行研究区局部褶皱变形样式的精细解析，并划分内部岩石力学层结构类型，建立井剖面的地应力方位判定技术、构建褶皱几何学描述参数与地应力扰动量之间的定量关系、明确引起地应力场扰动的关键因素和进行水平井区内地应力场的分布预测；本发明综合利用地质力学、应用物理及人工智能与大数据等多学科交叉，实现井筒剖面地应力方位的准确判定，并结合数值模拟实验结果，建立地应力方位扰动量与扰动范围的定量评价图版，可以为复杂褶皱变形区受地应力场扰动后水平井轨迹优化和井壁稳定提供科学的建议，提高水力压裂效果，减少钻井失利，具有精度高，限制小的优点。

技术领域

本发明涉及现今地应力测量技术领域，尤其涉及一种构造变形对现今地应力方位扰动的定量分析方法。

背景技术

目前较为常用的地应力现场测量方法主要包括了浅层与深层地应力测量的现场测量、岩石室内分析测试及地球物理资料分析等系列间接或直接测量方法，目前油气田钻井地应力方向确定的技术主要包括了古地磁与波速各向异性或差应变的岩心实验测试方法，井壁崩落法、井径测井、交叉偶极子横波测井、地震震源机制解及微地震监测方法等十余种基于均质各向同性介质地层的测量方法，而对于深层页岩储层强非均质性、强各向异性的特点，往往降低了其测量结果的有效性，使各种方法展现出了其各自的局限性；

这些方法往往集中于断层对地应力场影响的变化规律上，尚缺乏从岩石力学和力的叠加合成角度揭示其深层的力学机理，且这些描述大多以定性描述为主，而对于断层及其附近地应力场偏转角度和扰动范围的定量评价研究明显不足，相比断层对地应力场的影响研究，褶皱对地应力场扰动的规律研究就更少了，且未从岩体弹性力学出发，揭示褶皱曲率、褶皱岩石力学及褶皱与断层复合时褶皱中性面上下或不同构造部位地应力场的偏转规律，也缺乏褶皱发育区地应力方位偏转量和扰动宽度的定量分析方法；

目前关于复杂构造对地应力场扰动的影响研究，大多集中于变化规律的定性描述，尚缺乏对于这种变化规律背后所蕴含的力学机理的深刻认识，也缺少复杂构造及其附近地应力场扰动量和扰动宽度的定量评价技术与方法，而页岩气井通常采用“水平井+分段压裂”工艺实现经济开采，这对水平井段间横向应力状态的预测和变化规律描述提出了较高的要求，依靠传统的有限元和地震数据预测方法，其精度和预测方法本身的限制性较强，因此，本发明提出一种复杂区现今地应力方位扰动量与范围的定量评方法以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提出一种构造变形对现今地应力方位扰动的定量分析方法，该方法通过综合利用地质力学、应用物理及人工智能与大数据等多学科交叉，实现井筒剖面地应力方位的准确判定，并结合数值模拟实验结果，建立地应力方位扰动量与扰动范围的定量评价图版,可以为复杂变形区受地应力场扰动后水平井轨迹优化和井壁稳定提供科学的建议。

为了实现本发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：一种构造变形对现今地应力方位扰动的定量分析方法，包括以下步骤：

步骤一

利用研究区二维或三维地震资料，进行构造变形的精细解析，明确褶皱变形样式类型及相应的几何学描述参数，利用褶皱变形区单井的阵列声波测井资料与岩石力学实验结果，完成单井的岩石力学参数精细解释，并划分褶皱变形层内部的岩石力学层结构类型；

步骤二

利用资料研究天然裂缝、页理与井壁崩落、人工裂缝、横波各向异性和现今地应力方向之间的相关关系，分析深埋背景下非均质性极强的页岩地层地应力方向测量方法的适用性，修正和完善页岩单井地应力方向判定与测量方法，建立基于钻井地质力学环境分析与井点地应力监测大数据的井剖面地应力方位判定技术，为受复杂构造扰动下钻井地应力方位纵向变化规律研究和扰动分析提供数据支撑；

步骤三