一種基于三模量的泥頁巖地應(yīng)力三維地震表征方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及非常規(guī)油氣藏地質(zhì)勘探數(shù)據(jù)處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及到一種以巖石物理參數(shù)為分析基礎(chǔ)，利用巖石彈性模量預(yù)測地應(yīng)力的三維地震預(yù)測，是一種地應(yīng)力的定量表征方法。
【背景技術(shù)】
[0002]地應(yīng)力是油氣富集成藏，油藏優(yōu)勢產(chǎn)能的重要評價(jià)參數(shù)之一，其相關(guān)理論現(xiàn)被運(yùn)用于油氣勘探開發(fā)的各個(gè)環(huán)節(jié)之中，地應(yīng)力場及其演化與油氣的運(yùn)移聚集，關(guān)系密切。在油氣田開發(fā)和工程中，地應(yīng)力的研究現(xiàn)被廣泛應(yīng)用于油層壓裂、油層射孔、井網(wǎng)部署、儲(chǔ)層裂縫預(yù)測、套管柱的設(shè)計(jì)、井壁穩(wěn)定和合理的鉆井液密度的確定。
[0003]地應(yīng)力是指存在于地殼中的內(nèi)應(yīng)力。在進(jìn)行地應(yīng)力研究時(shí)，常用三向地應(yīng)力模型來描述地應(yīng)力，即垂直方向主應(yīng)力和兩個(gè)水平方向主應(yīng)力，分別叫做最大水平主應(yīng)力與最小水平主應(yīng)力，由于一定范圍工區(qū)內(nèi)，垂直方向主應(yīng)力變化相對穩(wěn)定，而水平方向主應(yīng)力變化復(fù)雜，且與泥頁巖油氣勘探開發(fā)關(guān)系密切。地應(yīng)力的準(zhǔn)確預(yù)測一直是需要解決的難題，以往對于地應(yīng)力的研究多以數(shù)學(xué)應(yīng)力模型建立為主，開展了基于彈性有限元法模擬和基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的地應(yīng)力預(yù)測，主要是以應(yīng)力數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)的測井計(jì)算方法，存在較大的局限性和誤差，計(jì)算結(jié)果多以井點(diǎn)應(yīng)力為參考，應(yīng)力模型正演外推的精度有限，并且由于實(shí)際地層內(nèi)部應(yīng)力的非均質(zhì)性特點(diǎn)，基于模型計(jì)算的應(yīng)力預(yù)測能力有限，難以實(shí)現(xiàn)面積較大工區(qū)的地應(yīng)力平面預(yù)測。通過檢索，目前還沒有發(fā)現(xiàn)利用地震資料進(jìn)行地應(yīng)力預(yù)測與評價(jià)的相關(guān)文獻(xiàn)，也沒有學(xué)者利用地震資料對地應(yīng)力進(jìn)行預(yù)測和評價(jià)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種基于三模量的泥頁巖地應(yīng)力三維地震表征方法，即一種基于巖石物理參數(shù)分析的泥頁巖地應(yīng)力三維地震預(yù)測方法。該方法避免了以往采用單井信息對地應(yīng)力數(shù)學(xué)計(jì)算的局限性，提高了應(yīng)力預(yù)測的精度，為非常規(guī)油氣的勘探提供了有效的技術(shù)指導(dǎo)。
[0005]本發(fā)明的總體技術(shù)路線是通過多參數(shù)分析，選擇工區(qū)地應(yīng)力表征的優(yōu)勢自變量，利用多元回歸擬合，求取工區(qū)的地應(yīng)力表征公式，通過地震疊前彈性參數(shù)的反演得到楊氏模量、剪切模量、體積模量體，并以地應(yīng)力表征公式對多個(gè)彈性參數(shù)體進(jìn)行地應(yīng)力的計(jì)算，再結(jié)合相關(guān)誤差分析，開展地應(yīng)力校正，完成地應(yīng)力的平面預(yù)測。
[0006]本發(fā)明通過如下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn):
[0007]一種基于三模量的泥頁巖地應(yīng)力三維地震表征方法包括:
[0008]從具備實(shí)測地應(yīng)力的典型井測井?dāng)?shù)據(jù)中選定巖石物理彈性參數(shù)為表征水平地應(yīng)力的主要參數(shù)；
[0009]地應(yīng)力計(jì)算公式的建立；
[0010]彈性參數(shù)反演三種模量數(shù)據(jù)體；
[0011]地應(yīng)力計(jì)算誤差分析及校正；
[0012]地應(yīng)力預(yù)測三維體求取。
[0013]所述地應(yīng)力計(jì)算公式的建立是指:分析工區(qū)的水平最大主應(yīng)力、最小主應(yīng)力與巖石物理彈性參數(shù)的關(guān)系，基于實(shí)測井的巖石物理參數(shù)對地應(yīng)力數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，建立符合研究工區(qū)地應(yīng)力趨勢的水平地應(yīng)力表征公式；
[0014]所述彈性參數(shù)反演三模量體是指:通過地震疊前彈性反演得到楊氏模量、體積模量、剪切模量的數(shù)據(jù)體，通過體運(yùn)算得到基于三模量的水平最和水平最小地應(yīng)力計(jì)算數(shù)據(jù)體；
[0015]所述地應(yīng)力計(jì)算誤差分析及校正是指:求取計(jì)算地應(yīng)力與實(shí)測地應(yīng)力的誤差曲線，分析地應(yīng)力誤差的敏感參數(shù)，求取地應(yīng)力誤差計(jì)算公式，得到地應(yīng)力深度誤差校正和地應(yīng)力流體誤差校正數(shù)據(jù)體；
[0016]所述地應(yīng)力預(yù)測三維體求取是指:把計(jì)算地應(yīng)力數(shù)據(jù)體與地應(yīng)力誤差數(shù)據(jù)體相力口，得到校正后的地應(yīng)力預(yù)測三維體，完成地應(yīng)力的有效預(yù)測。
[0017]在地應(yīng)力計(jì)算誤差分析及校正過程中，包括兩個(gè)方面的校正，一是與深度、壓力、溫度相關(guān)的地應(yīng)力誤差校正，包括三個(gè)步驟:(1)深度誤差公式擬合；(2)運(yùn)用平均速度場進(jìn)行應(yīng)力時(shí)間-深度體轉(zhuǎn)換；(3)求取深度誤差校正應(yīng)力體；二是與巖石流體變化相關(guān)的地應(yīng)力誤差校正，包括三個(gè)步驟:(1)分析實(shí)測應(yīng)力與三模量回歸應(yīng)力的誤差變化規(guī)律，明確誤差數(shù)據(jù)段的影響因素，分析優(yōu)選出對誤差曲線信息敏感的彈性參數(shù)；(2)通過歸一化分析及曲線擬合建立表征應(yīng)力誤差的方法；(3)求取流體誤差校正應(yīng)力體。
[0018]在地應(yīng)力預(yù)測三維體求取過程中，由于研究區(qū)不同井間地應(yīng)力測試時(shí)間不同、測試條件及方法的差異也可導(dǎo)致地應(yīng)力回歸的差異，有時(shí)需要加上其他校正因子，提高地應(yīng)力預(yù)測準(zhǔn)確度。
[0019]上述方案中選定巖石物理彈性參數(shù)為表征水平地應(yīng)力的主要參數(shù)具體包括:選取具備實(shí)測地應(yīng)力的典型井，利用其測井?dāng)?shù)據(jù)分析、計(jì)算出與泥頁巖地應(yīng)力相關(guān)的各類參數(shù)，具體是巖石物理彈性參數(shù)、物理學(xué)參數(shù)、儲(chǔ)集空間參數(shù)這三大類；其中巖石物理彈性參數(shù)包括楊氏模量、剪切模量和體積模量；通過實(shí)測的地應(yīng)力數(shù)據(jù)與上述三類參數(shù)相關(guān)分析對比，巖石物理彈性參數(shù)與水平地應(yīng)力相關(guān)性最好，因此選定巖石物理彈性參數(shù)為表征水平地應(yīng)力的主要參數(shù)。
[0020]本發(fā)明的有益效果:
[0021]本發(fā)明首次實(shí)現(xiàn)了泥頁巖地應(yīng)力的地震預(yù)測。利用實(shí)際測井資料，通過回歸性分析對地層的不同測井信息進(jìn)行分析與判定，優(yōu)選巖石物理彈性參數(shù)作為應(yīng)力評價(jià)的表征自變量，對水平最大主應(yīng)力、水平最小主應(yīng)力進(jìn)行表征；平面上發(fā)揮地震資料三維數(shù)據(jù)體的優(yōu)勢，結(jié)合地震疊前彈性反演技術(shù)，反演得到地應(yīng)力表征的彈性參數(shù)數(shù)據(jù)體。最終通過計(jì)算地應(yīng)力數(shù)據(jù)體的誤差分析、校正，實(shí)現(xiàn)了地應(yīng)力的三維定量評價(jià)，為地應(yīng)力的預(yù)測與有效評價(jià)提供了一種三維定量判別方法，較好的解決了地應(yīng)力難以進(jìn)行平面預(yù)測的問題。
【附圖說明】
[0022]圖1:本發(fā)明的一種具體實(shí)施例的流程圖
[0023]圖2:巖石力學(xué)強(qiáng)度與彈性參數(shù)分析示意圖
[0024]圖3:L69井水平最小主應(yīng)力與彈性參數(shù)關(guān)系圖
[0025]圖4:L69井水平最大主應(yīng)力與彈性參數(shù)關(guān)系圖
[0026]圖5:水平最大主應(yīng)力與彈性參數(shù)的回歸擬合
[0027]圖6:地應(yīng)力誤差與深度關(guān)系分析圖
[0028]圖7:地應(yīng)力誤差與流體參數(shù)關(guān)系分析圖
[0029]圖8:L69井水平最大主應(yīng)力校正曲線圖
[0030]圖9:L69井水平最大主應(yīng)力誤差分析圖
[0031]圖10:BN地區(qū)最ES3下水平最大主應(yīng)力平面預(yù)測圖
【具體實(shí)施方式】
[0032]本實(shí)施例提供一種適用研究工區(qū)的，基于巖石物理參數(shù)的綜合定量評價(jià)泥頁巖水平地應(yīng)力大小的表征方法。判別分析的基本思想是通過利用測井?dāng)?shù)據(jù)與地應(yīng)力的相關(guān)性判定，優(yōu)選地應(yīng)力的有效表征因子；通過多參數(shù)回歸擬合與有效校正對應(yīng)力進(jìn)行表征。在此基礎(chǔ)上通過利用地震數(shù)據(jù)進(jìn)行疊前反演，求取相關(guān)彈性參數(shù)體，通過計(jì)算求取地應(yīng)力的平面展布規(guī)律。
[0033]本實(shí)施例通過如下技術(shù)流程來實(shí)現(xiàn):1、分析表征地應(yīng)力的敏感參數(shù)。根據(jù)