采用差应变分析法计算地应力的方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及石油天然气领域，特别涉及一种采用差应变分析法计算地应力的方法及装置。
【背景技术】
[0002]页岩岩心在地层深处由于地应力的存在处于压缩状态，含有的天然裂缝也处于闭合状态。将岩心取到地面后，由于地应力解除将引起岩心膨胀，从而产生许多新的微裂缝。这些微裂缝张开的程度、产生的密度和方向，与岩心所处的地应力场有关，是地层深处地应力场的反映。而差应变分析法正是基于岩心应力释放后产生的微裂缝，用实验手段使其恢复原地应力状态而产生微应变的实验方法，所以，可以根据差应变分析法对页岩地层深处的地应力进行测量。
[0003]另外，页岩气相对于常规天然气来说，开采难度更大，这主要是由页岩气藏的特点决定的，即，页岩气藏的储层一般呈低孔、超低渗透率的物性特征，气流的阻力比常规天然气大，所有的井都需要实施储层压裂改造才能将页岩气开采出来。而气田储层压裂改造过程中，不仅会产生上述的微裂缝，还会产生层理裂缝，当页岩层理面发育时，肉眼就能看到层理裂缝，导致对岩心样品加压过程中产生的应变值较大，并且通过常规方法无法区分层理应变值和微裂缝产生的应变值，进而使测出的页岩应变比值较小，导致计算出的地应力值较低，与实际地层原地应力状态不符，从而对页岩气的开采量造成影响。
【发明内容】
[0004]为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种采用差应变分析法计算地应力的方法及装置。所述技术方案如下:
[0005]—方面，提供了一种采用差应变分析法计算地应力的方法，所述方法包括:
[0006]对岩心样品进行静水加压，并通过所述岩心样品上粘贴的应变片，测量所述岩心样品在预设数值个方向上产生的应变值，所述预设数值个方向上产生的应变值是所述岩心样品中微裂缝、岩石固体变形和层理裂缝共同产生的应变值；
[0007]根据所述静水加压的压力和所述预设数值个方向上产生的应变值，绘制预设数值条应变曲线；
[0008]根据所述预设数值条应变曲线，计算所述岩心样品的应变变形量中微裂缝引起的应变变形量，所述岩心样品的应变变形量包括微裂缝引起的应变变形量、岩石固体变形引起的应变变形量和层理裂缝引起的应变变形量；
[0009]根据所述微裂缝引起的应变变形量，计算所述岩心样品的地应力。
[0010]可选地，所述根据所述预设数值条应变曲线，计算所述岩心样品的应变变形量中微裂缝引起的应变变形量，包括:
[0011 ] 从所述预设数值条应变曲线中，选择第一应变曲线、第二应变曲线和第三应变曲线，所述第一应变曲线为水平方向对应的应变曲线，所述第二应变曲线为垂直方向对应的应变曲线，所述第三应变曲线为与水平方向之间的夹角为45度的45度方向对应的应变曲线，且所述第一应变曲线、所述第二应变曲线和所述第三应变曲线均包括两段子曲线；
[0012]基于所述第一应变曲线，计算第一应变变形量，所述第一应变变形量为所述岩心样品中微裂缝在水平方向上引起的应变变形量；
[0013]基于所述第一应变变形量和所述第二应变曲线，计算第二应变变形量，所述第二应变变形量为所述岩心样品中微裂缝在垂直方向上引起的应变变形量；
[0014]基于所述第一应变变形量和所述第三应变曲线，计算第三应变变形量，所述第三应变变形量为所述岩心样品中微裂缝在45度方向上引起的应变变形量。
[0015]可选地，所述基于所述第一应变曲线，计算第一应变变形量，包括:
[0016]计算第一斜率和第二斜率，所述第一斜率为所述第一应变曲线中第一段子曲线的斜率，所述第二斜率为所述第一应变曲线中第二段子曲线的斜率；
[0017]计算所述第一斜率与所述第二斜率之间的差值，得到第一应变变形量。
[0018]可选地，所述基于所述第一应变变形量和所述第二应变曲线，计算第二应变变形量，包括:
[0019]计算第三斜率和第四斜率，所述第三斜率为所述第二应变曲线中第一段子曲线的斜率，所述第四斜率为所述第二应变曲线中第二段子曲线的斜率；
[0020]计算所述第三斜率和所述第四斜率之间的差值，得到第四应变变形量，所述第四应变变形量为所述岩心样品中微裂缝和层理裂缝共同在垂直方向上引起的应变变形量；
[0021]根据所述第四应变变形量和所述第一应变变形量，计算第二应变变形量。
[0022]可选地，所述预设数值为9。
[0023]另一方面，提供了一种采用差应变分析法计算地应力的装置，所述装置包括:
[0024]测量模块，用于对岩心样品进行静水加压，并通过所述岩心样品上粘贴的应变片，测量所述岩心样品在预设数值个方向上产生的应变值，所述预设数值个方向上产生的应变值是所述岩心样品中微裂缝、岩石固体变形和层理裂缝共同产生的应变值；
[0025]绘制模块，用于根据所述静水加压的压力和所述预设数值个方向上产生的应变值，绘制预设数值条应变曲线；
[0026]第一计算模块，用于根据所述预设数值条应变曲线，计算所述岩心样品的应变变形量中微裂缝引起的应变变形量，所述岩心样品的应变变形量包括微裂缝引起的应变变形量、岩石固体变形弓I起的应变变形量和层理裂缝弓I起的应变变形量；
[0027]第二计算模块，用于根据所述微裂缝引起的应变变形量，计算所述岩心样品的地应力。
[0028]可选地，所述第一计算模块包括:
[0029]选择单元，用于从所述预设数值条应变曲线中，选择第一应变曲线、第二应变曲线和第三应变曲线，所述第一应变曲线为水平方向对应的应变曲线，所述第二应变曲线为垂直方向对应的应变曲线，所述第三应变曲线为与水平方向之间的夹角为45度的45度方向对应的应变曲线，且所述第一应变曲线、所述第二应变曲线和所述第三应变曲线均包括两段子曲线；
[0030]第一计算单元，用于基于所述第一应变曲线，计算第一应变变形量，所述第一应变变形量为所述岩心样品中微裂缝在水平方向上引起的应变变形量；
[0031]第二计算单元，用于基于所述第一应变变形量和所述第二应变曲线，计算第二应变变形量，所述第二应变变形量为所述岩心样品中微裂缝在垂直方向上引起的应变变形量;
[0032]第三计算单元，用于基于所述第一应变变形量和所述第三应变曲线，计算第三应变变形量，所述第三应变变形量为所述岩心样品中微裂缝在45度方向上引起的应变变形量。
[0033]可选地，所述第一计算单元包括:
[0034]第一计算子单元，用于计算第一斜率和第二斜率，所述第一斜率为所述第一应变曲线中第一段子曲线的斜率，所述第二斜率为所述第一应变曲线中第二段子曲线的斜率；
[0035]第二计算子单元，用于计算所述第一斜率与所述第二斜率之间的差值，得到第一应变变形量。
[0036]可选地，所述第二计算单元包括:
[0037]第三计算子单元，用于计算第三斜率和第四斜率，所述第三斜率为所述第二应变曲线中第一段子曲线的斜率，所述第四斜率为所述第二应变曲线中第二段子曲线的斜率；
[0038]第四计算子单元，用于计算所述第三斜率和所述第四斜率之间的差值，得到第四应变变形量，所述第四应变变形量为所述岩心样品中微裂缝和层理裂缝共同在垂直方向上引起的应变变形量；
[0039]第五计算子单元，用于根据所述第四应变变形量和所述第一应变变形量，计算第二应变变形量。
[0040]可选地，所述预设数值为9。
[0041]在本发明实施例中，当根据第一应变曲线，计算微裂缝在水平方向上引起的第一应变变形量之后，基于第二应变曲线，计算微裂缝和层理裂缝在垂直方向上共同引起的第四应变变形量，根据第四应变变形量和第一应变变形量，计算微裂缝在垂直方向引起的第二应变变形量，以及，基于第三应变曲线，计算微裂缝和层理裂缝在45度方向上共同引起的第五应变变形量，根据第五应变变形量和第一应变变形量，计算微裂缝在45度方向上引起的第三应变变形量，进而区分出微裂缝引起的应变值和层理裂缝引起的应变值，避免计算出的页岩应变比值较小，使计算出的地应力值与实际地层原地应力状态符合，从而不影响页岩气的开米量。
【附图说明】
[0042]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的