[发明专利]断层发育油气藏地应力反演方法

说明书

本发明公开了一种断层发育油气藏地应力反演方法，包括以下步骤：获取岩石力学参数及应力状态；构建数值模型；采用所述数值模型进行数值试验，进行单变量分析，对断层各因素进行权重分析，得到断层带应力扰动的关键影响因素；得到断层带应力量值和方向的扰动规律，并构建断层内主应力扰动特征与模量的拟合函数；预测得到断层等效体积模量；建立目标储层三维数值模型，建立精细化断层模型；以测点实际三维地应力为基本约束，利用有限元法对目标储层现今三维地应力场进行反演。

技术领域

本发明涉及油气地质勘探领域，具体是断层发育油气藏地应力反演方法。

背景技术

油气田开发过程中，现今地应力场是钻完井设计、开发方案部署及压裂工艺设计的重要依据。现今地应力场由地层自重、地层压力、构造应力及热应力等共同构成，其量值和方向受储层地层起伏、岩性参数及构造特征等因素共同影响。其中，国内外大量的地应力实测结果和数值模拟分析均证实了断层发育特征对局部应力场的量值和方向有着十分复杂的影响，断裂附近主应力方向发生偏转，主应力量值和方向在围岩和断层内部差异显著。因此，在断层发育地油气藏中三维地应力场的精确描述方法具有重要的工程意义和理论价值。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术由于断层试样的岩石力学测试结果较离散，难以反映断层真实的弹性特征而采用折减围岩弹性参数的方式等效断层弹性参数，由于折减系数难以精确取值导致断层区域局部地应力场的反演精度不高的不足，提供了一种断层发育油气藏地应力反演方法，通过数值模拟分析断层特征对地应力的扰动规律，结合测井资料反算断层带等效弹性参数，在此基础上提出断层发育油气藏地应力二次反演分析方法，从而提高断层区域局部地应力场的反演精度。

本发明的目的主要通过以下技术方案实现：

断层发育油气藏地应力反演方法，包括以下步骤：

S1：选择目标储层，获取目标储层的岩石力学参数及应力状态；

S2：根据目标储层的岩石力学参数及应力状态，构建数值模型；

S3：采用所述数值模型进行数值试验，对断层各因素的断层主应力量值和方向影响进行单变量分析，并以分析结果对断层各因素进行权重分析，得到断层带应力扰动的关键影响因素；

S4：根据断层带应力扰动的关键影响因素，得到断层带应力量值和方向的扰动规律，并构建断层内主应力扰动特征与等效体积模量的拟合函数；

S5：根据工程实测的断层带位置和围岩中主应力量值和方向，通过主应力扰动特征与等效体积模量的拟合函数，得到断层等效体积模量；

S6：获取现场钻井资料及地震资料，并建立目标储层三维数值模型，根据目标储层三维数值模型，在断层位置加密网格，并将断层等效体积模量在断层位置赋值；

S7：以测点实际三维地应力为基本约束，利用有限元法对目标储层现今三维地应力场进行反演，得到目标储层地应力场的分布规律。

由于断层带内部结构复杂，岩心取样制样困难，断层试样的岩石力学测试结果较离散，难以反映断层真实的弹性特征。现有技术通过折减围岩弹性参数的方式等效断层弹性参数，折减系数往往缺乏基于经验值，其适用性难以判定，导致断层区域局部地应力场的反演精度不高。本发明通过数值试验分析断层特征对地应力的扰动规律，结合测井资料反算断层带等效弹性参数，在此基础上提出基于遗传算法的断层发育油气藏地应力反演分析方法，并验证反演分析方法的有效性和实用性；本发明中目标储层的岩石力学参数及应力状态的获取通过现场资料得到，本发明中的数值模型为有限元平面应变数值模型，体积模量是储层三维数值模型的基本材料参数，所述数值模型包含弹性参数和密度；本发明中的反演分析分为两次，其中一次反演为对体积模量进行反演，另一次反演为对地应力场的边界进行反演。