[发明专利]一种碳酸盐岩储层钻井放空的预警方法及系统

权利要求书

1.一种碳酸盐岩储层钻井放空的预警方法，其特征在于，包括：

建立有孔洞模式碳酸盐岩储层的力学模型；

根据有孔洞模式碳酸盐岩储层的力学模型实验确定有孔洞模式下钻头反扭矩的变化规律；

监测实际钻进过程中钻头反扭矩的变化规律；

将实际钻进过程中钻头反扭矩的变化规律与有孔洞模式下钻头反扭矩的变化规律进行对比，若实际钻进过程中钻头反扭矩的变化规律符合有孔洞模式下钻头反扭矩的变化规律，则进行预警；

其中，建立有孔洞模式碳酸盐岩储层的力学模型的过程包括：

确定有孔洞碳酸盐岩储层的几何模型及几何模型顶面深度；

确定碳酸盐岩储层的物理力学参数；

根据几何模型顶面深度及物理力学参数确定碳酸盐岩储层边界应力条件；

根据几何模型及边界应力条件确定有孔洞模式碳酸盐岩储层各点的地应力。

2.如权利要求1所述的碳酸盐岩储层钻井放空的预警方法，其特征在于，确定有孔洞碳酸盐岩储层的几何模型包括：

确定孔洞深度，孔洞长轴及短轴长度，几何模型的边界条件。

3.如权利要求1所述的碳酸盐岩储层钻井放空的预警方法，其特征在于，根据几何模型顶面深度及物理力学参数确定碳酸盐岩储层边界应力条件的计算公式如下：

其中，σ_v为垂向地应力，MPa；h_i为第i层岩性地层的厚度，m；ρ_i为第i层岩性地层的岩石密度，g/cm³；n表示不同岩性的岩层数目；g为重力加速度，取9.8m/s²；σ_H为水平最大主应力，MPa；σ_h为水平最小主应力，MPa；E为岩石弹性模量，MPa；μ为岩石泊松比；α为Biot系数；ε_H、ε_h为构造应变系数；P_p为储层压力。

4.如权利要求1所述的碳酸盐岩储层钻井放空的预警方法，其特征在于，监测实际钻进过程中钻头反扭矩的变化规律进一步为：

监测实际钻进过程中最近N米内测得的钻头反扭矩的变化规律。

5.一种碳酸盐岩储层钻井放空的预警系统，其特征在于，包括：

力学模型建立模块，用于建立有孔洞模式碳酸盐岩储层的力学模型；

钻头反扭矩变化规律确定模块，用于根据有孔洞模式碳酸盐岩储层的力学模型实验确定有孔洞模式下钻头反扭矩的变化规律；

监测模块，用于监测实际钻进过程中钻头反扭矩的变化规律；

预测模块，用于将实际钻进过程中钻头反扭矩的变化规律与有孔洞模式下钻头反扭矩的变化规律进行对比，若实际钻进过程中钻头反扭矩的变化规律符合有洞模式下砖头反扭矩的变化规律，则进行预警；

其中，所述力学模型建立模块建立有孔洞模式碳酸盐岩储层的力学模型的过程包括：

确定有孔洞碳酸盐岩储层的几何模型及几何模型顶面深度；

确定碳酸盐岩储层的物理力学参数；

根据几何模型顶面深度及物理力学参数确定碳酸盐岩储层边界应力条件；

根据几何模型及边界应力条件确定有孔洞碳酸盐岩储层各点的地应力。

6.如权利要求5所述的碳酸盐岩储层钻井放空的预警系统，其特征在于，所述力学模型建立模块确定有孔洞碳酸盐岩储层的几何模型包括：

确定孔洞深度，孔洞长轴及短轴长度，几何模型的边界条件。

7.如权利要求5所述的碳酸盐岩储层钻井放空的预警系统，其特征在于，所述力学模型建立模块根据几何模型顶面深度及物理力学参数确定碳酸盐岩储层边界应力条件的计算公式如下：

其中，σ_v为垂向地应力，MPa；h_i为第i层岩性地层的厚度，m；ρ_i为第i层岩性地层的岩石密度，g/cm³；n表示不同岩性的岩层数目；g为重力加速度，取9.8m/s²；σ_H为水平最大主应力，MPa；σ_h为水平最小主应力，MPa；E为岩石弹性模量，MPa；μ为岩石泊松比；α为Biot系数；ε_H、ε_h为构造应变系数；P_p为储层压力。