[发明专利]利用应力场评价储气库圈闭动态密封性的方法及装置

说明书

本发明公开了利用应力场评价储气库圈闭动态密封性的方法及装置，该方法包括：获取单井地应力参数；基于三维地质模型和单井地应力参数，获得地应力空间分布特征；基于地应力空间分布特征，判断断层的稳定性；若断层为稳定，计算最大孔隙压力；基于最大空隙压力，评价储气库断层动态密封性的应力风险。本发明建立三维地应力场模型，对三维地应力场模型进行分析，获得地应力空间分布特征，判断断层是否稳定，计算获得最大孔隙压力，当储气库注气的压力小于最大孔隙压力时，评价圈闭动态的密封性的应力风险为稳定，当注气的压力大于最大孔隙压力时，评价圈闭动态的密封性的应力风险为不稳定，系统完整的评价储气库圈闭动态密封。

技术领域

本发明属于天然气储运领域，具体涉及一种利用应力场评价储气库圈闭动态密封性的方法及装置。

背景技术

目前国内外对储气库圈闭密封性评价非常重视，对储气库建设前的密封性评价不论是在广度还是在深度方面越来越多；不论是在静态密封性评价还是在动态密封性评价方面研究越来越多。国外的地下储气库埋深一般在2000m以浅，构造简单、储层厚度大、物性好，地质条件较好，易于建库。我国的地下储气库的建库目标的地质条件相对较差，埋深较大、普遍大于3000m，断层相对较多、构造较复杂、沉积相变快、储层物性较差、非均质强。从目前技术方面来看，在储气库圈闭的静态密封性评价方面已经有较成熟的评价指标和评价方法。但在储气库动态密封性评价方面，评价指标和评价因素很多，目前还没形成一套动态密封性评价的方法和技术系列。

在储气库圈闭静态密封性评价方面，主要是一些动态参数实验和计算等，一般多是通过分析盖层厚度、稳定分布程度、断层性质、倾向、延展性等评价圈闭静态密封性；通过动态突破压力、最小水平主应力、剪切安全指数、滑移指数等室内试验评价盖、断层的动态密封性。

在储气库圈闭静态密封性评价方面，针对盖层主要包括突破压力，渗透率，孔喉分布，孔隙度静态测试分析；针对断层包括断层应力，两盘岩性配置分析，涂抹系数，封闭系数计算分析。

在储气库圈闭动态密封性评价方面，针对盖层主要包括毛管密封能力评价，在常规静态突破压力测试基础上，根据实际地应力和设计的压力区间开展岩心交变载荷疲劳损伤实验，获取周期注采后盖层岩心临界突破压力，确定盖层动态毛管密封承压极限。另外还包括拉张破坏评价，利用矿场水力压裂及岩心声发射凯瑟尔效应等实验测定储、盖层现今地应力，评估拉张破坏风险。

在储气库建设过程中，断层在周期荷载作用后的再活化机理与评价方面的相关研究还比较少，主要有以下文献涉及密封性评价。Gartrell A通过对隆起期后的盆地进行评价研究后发现断裂的重新活动造成了盖层的破坏，讨论盖层的完整性对油气重新分布所有的作用，以此为基础建立油气风险评价模型。H.R.Grunau指出在研究盖层分布方面，尤其要注重横向连续性特征分析，当地层中有断裂存在时，盖层的有效性会明显降低。Prozorovich的研究表明，在成岩过程中形成的微裂缝密度与盖层的厚度呈负相关性。付广等统计、分析我国主要含油气盆地泥岩盖层后发现，盖层中的活动裂缝是油气散失的唯一通道，且这种油气散失的地质时间呈周期性。吕延防等认为断裂会使盖层平面展布面积变小、厚度变薄；研究还发现盖层厚度、断距、倾角是断层破坏盖层的主要影响因素，定义了盖层的断接厚度的概念，通过对应的计算方法定量评价了断裂破坏后的盖层的封闭能力，用库车坳陷盖层的实例验证该结论的正确性。刘安英等对徐家围子盖层进行评价后发现，盖层被破坏的程度不同油气聚集成藏也发生不同，即破坏程度大的盖层利于油气聚集成藏，但油气会在盖层破坏程度大时发生散失。

综上，在储气库圈闭动态密封性方面，研究较少，且主要是针对盖层的封闭能力，目前没有一套系统的、完整的储气库圈闭动态密封评价方法和体系。

发明内容

本发明的目的是提出一种利用应力场评价储气库圈闭动态密封性的方法及装置，解决现有储气库圈闭动态密封性方面主要是针对盖层的封闭能力，缺少系统的、完整的储气库圈闭动态密封评价方法和体系的问题。