基于多孔弹性力学的碳酸盐地层孔隙压力预测方法及系统

本申请涉及地层孔隙压力预测，具体而言，涉及一种基于多孔弹性力学的碳酸盐地层孔隙压力预测方法及系统。

背景技术：

1、许多沉积盆地油气的储集和运移与地层压力系统密切相关，异常高压可能造成井喷、井壁失稳、井眼冲蚀和钻井液循环漏失等多种工程安全问题；同时，地层孔隙压力作为自然产能对常规和非常规油气开发有重要影响，也是储层建模和油气藏数值模拟和甜点预测的重要参数。以往常用的孔隙压力预测方法有：利用孔隙度和声波测井资料的等效深度法；利用声波和电阻率测井资料的eaton公式法；利用地震层速度的fillippone公式法；通过建立声波速度-孔隙度-泥质含量-terzaghi有效应力等参数之间经验关系的eberhart-phillips模型和bowers模型，以及在此基础上衍生的一些改进方法。对于我国深部海相碳酸盐岩地层，terzaghi有效应力定理明显是不适用的，这主要是由于深部碳酸盐岩地层化学压实作用强烈(压溶作用、重结晶作用、交代作用等)，原始沉积物的矿物成分、早期孔隙度、孔隙结构等方面均发生了重大的变化，现今碳酸盐岩储层岩石是经过多次改造的产物，难以找到反映terzaghi有效应力变化的测井、地震响应参数，致使碳酸盐岩储层孔隙压力预测成为国内外尚未解决的难题和前沿性问题。

2、针对海相碳酸盐岩地层大多数压力预测方法是基于碎屑岩预测方法的改进，为建立易于应用的碳酸盐岩地层孔隙压力预测方法，atashbari和tingay尝试利用岩石体积压缩系数预测碳酸盐岩地层孔隙压力，该模型的推导过程中没有考虑岩石机制矿物、孔隙度的非均质性和忽略了孔隙流体的可压缩性。azadpour等基于孔隙体积压缩性推导了孔隙压力预测公式，其主要是孔隙度的函数。一些学者通过对测井资料中纵波速度高频细节值的分解，提供了一种基于孔隙压力与纵波速度经验关系的孔隙压力预测方法。上述这些方法为解决碳酸盐岩地层孔隙压力预测这一世界性难题尝试了不同的思路和改进办法，但在实际应用中还是存在一定的局限性和不确定性。目前尚没有成熟的针对复杂岩性剖面的地层孔隙压力预测技术，现有预测技术适用性不强，对于复杂非均质性强的碳酸盐岩地层现今压力定量预测技术仍有待完善。

3、此外，碳酸盐岩孔隙压力预测的另一个挑战是碳酸盐岩在岩石成分、孔隙度和其它物性的非均质性，这使得从速度、孔隙度等单一物性参数预测孔隙压力更加困难。目前已有地层压力预测模型中，多数方法均具有局限性，仅适用于定性估算或只适用于特定地区；当前尚缺乏一种真正适用于碳酸盐岩地层且可方便推广到全井段纵向和平面上孔隙压力分布预测的碳酸盐岩地层孔隙压力预测方法，预测技术仍有待完善。

技术实现思路

1、本申请实施例的目的在基于提供一种基于多孔弹性力学的碳酸盐地层孔隙压力预测方法及系统，可以准确反映纵向和平面上非均匀质性强的碳酸盐储层的真实情况。

2、本申请实施例还提供了一种基于多孔弹性力学的碳酸盐地层孔隙压力预测方法，包括以下步骤：

3、s1、获取待预测碳酸盐地层中的各矿物组成的体积含量vi、岩石孔隙度φ、流体混合物中流体各组分的体积百分数xi；

4、s2、基于所述体积含量vi、以及岩石中各种矿物等效体积模量mi，计算得到待预测碳酸盐地层的岩石基质体积模量ks；

5、s3、基于所述体积百分数xi，根据wood模型和patch模型，计算得到待预测碳酸盐岩地层的孔隙流体体积模量kf；

6、s4、采用bisq模型，计算得到待预测碳酸盐岩地层的岩石骨架体积模量kd；

7、s5、确定校正系数γ，基于所述校正系数γ、岩石孔隙度φ、岩石基质体积模量ks、孔隙流体体积模量kf、以及岩石骨架体积模量kd，进行孔隙压力预测模型的构建。

8、第二方面，本申请实施例还提供了一种基于多孔弹性力学的碳酸盐地层孔隙压力预测系统，所述系统包括数据处理模块、以及模型构建模块，其中：

9、所述数据处理模块，用于获取待预测碳酸盐地层中的各矿物组成的体积含量vi、岩石孔隙度φ、流体混合物中流体各组分的体积百分数xi；

10、所述数据处理模块，还用于基于所述体积含量vi、以及岩石中各种矿物等效体积模量mi，计算得到待预测碳酸盐地层的岩石基质体积模量ks；

11、所述数据处理模块，还用于基于所述体积百分数xi，根据wood模型和patch模型，计算得到待预测碳酸盐岩地层的孔隙流体体积模量kf；

12、所述数据处理模块，还用于采用bisq模型，计算得到待预测碳酸盐岩地层的岩石骨架体积模量kd；

13、所述模型构建模块，用于确定校正系数γ，基于所述校正系数γ、岩石孔隙度φ、岩石基质体积模量ks、孔隙流体体积模量kf、以及岩石骨架体积模量kd，进行孔隙压力预测模型的构建。

14、第三方面，本申请实施例还提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质中包括基于多孔弹性力学的碳酸盐地层孔隙压力预测方法程序，所述基于多孔弹性力学的碳酸盐地层孔隙压力预测方法程序被处理器执行时，实现如上述任一项所述的一种基于多孔弹性力学的碳酸盐地层孔隙压力预测方法的步骤。

15、由上可知，本申请实施例提供的一种基于多孔弹性力学的碳酸盐地层孔隙压力预测方法、系统及存储介质，包括：获取待预测碳酸盐地层中的各矿物组成的体积含量vi、岩石孔隙度φ、流体混合物中流体各组分的体积百分数xi；基于所述体积含量vi、以及岩石中各种矿物等效体积模量mi，计算得到待预测碳酸盐地层的岩石基质体积模量ks；基于所述体积百分数xi，根据wood模型和patch模型，计算得到待预测碳酸盐岩地层的孔隙流体体积模量kf；采用bisq模型，计算得到待预测碳酸盐岩地层的岩石骨架体积模量kd；确定校正系数γ，基于所述校正系数γ、岩石孔隙度φ、岩石基质体积模量ks、孔隙流体体积模量kf、以及岩石骨架体积模量kd，进行孔隙压力预测模型的构建。上述方案的实施，通过对以往碳酸盐岩孔隙压力预测模型的多孔弹性力学理论修正和应用过程改进，推导建立了改进的基于多孔弹性力学理论的碳酸盐岩储层孔隙压力预测模型，并基于新提出的校正方法结合实际钻测录井资料，实现了能准确地反映纵向和平面上变化的碳酸盐岩储层孔隙压力预测，具有一定的工业应用价值。

16、本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请实施例了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

技术特征：

1.一种基于多孔弹性力学的碳酸盐地层孔隙压力预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s2中，所述基于所述体积含量vi、以及岩石中各种矿物等效体积模量mi，计算得到待预测碳酸盐地层的岩石基质体积模量ks，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤s21中，所述voigt-reuss-hill模型的计算公式包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s3中，所述基于所述体积百分数xi，根据wood模型和patch模型，计算得到待预测碳酸盐岩地层的孔隙流体体积模量kf，包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s5中，所述校正系数γ基于以下步骤确定：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤s53中，所述基于最大最小孔隙压力条件设定，构建碳酸盐岩地层孔隙压力系数pg的预测模型，并基于这一预测模型确定校正系数γ，包括：

7.一种基于多孔弹性力学的碳酸盐地层孔隙压力预测系统，其特征在于，所述系统包括数据处理模块、以及模型构建模块，其中：

8.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质中包括基于多孔弹性力学的碳酸盐地层孔隙压力预测方法程序，所述基于多孔弹性力学的碳酸盐地层孔隙压力预测方法程序被处理器执行时，实现如权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。

技术总结
本申请实施例提供的一种基于多孔弹性力学的碳酸盐地层孔隙压力预测方法及系统，该方法包括获取待预测碳酸盐地层中的各矿物组成的体积含量V<subgt;i</subgt;、岩石孔隙度φ、流体混合物中流体各组分的体积百分数x<subgt;i</subgt;；基于体积含量V<subgt;i</subgt;、以及岩石中各种矿物等效体积模量M<subgt;i</subgt;，进行岩石基质体积模量K<subgt;s</subgt;的计算；基于体积百分数x<subgt;i</subgt;，根据wood模型和patch模型，进行孔隙流体体积模量K<subgt;f</subgt;的计算；采用BISQ模型，进行岩石骨架体积模量K<subgt;d</subgt;的计算；确定校正系数γ，基于校正系数γ、岩石孔隙度φ、岩石基质体积模量K<subgt;s</subgt;、孔隙流体体积模量K<subgt;f</subgt;、以及岩石骨架体积模量K<subgt;d</subgt;，进行孔隙压力预测模型的构建。

技术研发人员：刘宇坤,王晓龙,康志梅,陶泽,黄亚浩,魏思乐,陈云巧
受保护的技术使用者：长江大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/31