[发明专利]一种水平应力测量方法及装置

摘要

本发明提供了一种水平应力测量方法及装置，包括：测量圆柱状待测量岩芯曲面上多个监测位置的滞弹性恢复应变值，及获取待测量岩芯所在钻井的钻井参数；确定滞弹性恢复应变值与待测量岩芯的水平应变分量之间的比例关系；根据滞弹性恢复应变值和比例关系，确定待测量岩芯的水平最大应变值和水平最小应变值；根据水平最大应变值和水平最小应变值，确定待测量岩芯的水平最大应力值与水平最小应力值的比值；根据泥浆压力、孔隙压力、岩石力学参数、待测量岩芯在岩石中所处深度的垂向应力和上述比值，确定水平应力的范围。本发明中，根据测量的待测量岩芯的应变值以及钻井参数，测量水平应力的范围，能够测量泥页岩的水平应力，并且测量方法简单。

主权项

1.一种水平应力测量方法，其特征在于，所述方法包括：分别采集各个预设的监测位置在多个预设时刻对应的应变值；统计每个监测位置对应的应变值在多个预设时刻出现的次数；将出现次数最多的所述应变值确定为所述监测位置对应的滞弹性恢复应变值；以及获取待测量岩芯所在钻井的钻井参数，所述钻井参数包括泥浆压力、孔隙压力和岩石力学参数；以所述待测量岩芯的底面的中点作为原点，以过所述中点的两条垂直线作为横轴和纵轴，以过所述中点且垂直于所述横轴和所述纵轴的轴线作为竖轴，建立坐标系；确定各个所述监测位置与所述待测量岩芯的底面平行的切线相对于所述坐标系的横轴和纵轴的方向余弦；根据所述方向余弦确定所述滞弹性恢复应变值与所述待测量岩芯的水平应变分量之间的比例关系；在每个监测位置上均设置一个应变计，通过每个监测位置上的应变计确定出每个监测位置对应的滞弹性恢复应变值，根据确定的所述滞弹性恢复应变值和所述比例关系，确定所述待测量岩芯的水平应变分量；根据所述水平应变分量，通过公式(1)得到未知参数λ的两个根λ₁和λ₂，将λ₁和λ₂中较大的一个根确定为待测量岩芯的水平最大应变值，将λ₁和λ₂中较小的一个根确定为待测量岩芯的水平最小应变值；(ε'_x‑λ)(ε'_y‑λ)‑ε'_xyε'_yx＝0      (1)其中，ε′_x为X轴方向的应变分量，ε′_y为Y轴方向的应变分量，ε′_xy和ε′_yx均为剪应变，且ε′_xy和ε′_yx大小相等，但是正负号不一样；根据所述水平最大应变值和所述水平最小应变值，确定所述待测量岩芯的水平最大应力值与水平最小应力值的比值；根据垂向应力和孔隙压力，确定待测量岩芯的水平应力的第一范围；根据所述岩石力学参数、所述孔隙压力、所述泥浆压力和所述比值，确定待测量岩芯的水平应力的第二范围；确定所述水平应力的第一范围与水平应力的第二范围的交集；将所述交集确定为待测量岩芯的水平应力的范围。