[发明专利]一种基于声波远探测和岩石力学的裂缝有效性评价方法

说明书

本发明公开一种基于井中声波远探测和岩石力学分析的井外裂缝有效性评价方法，包括：在目标靶区利用声波远探测成像技术对井旁构造进行反射波成像，得到裂缝的走向、倾角等产状信息；结合现场实际资料选取相应模型进行三维地应力及岩石内部孔隙压力的计算；通过阵列声波测井提取到的快横波方位确定最大水平主应力的方位；计算裂缝平面上的应力状态并进行三维莫尔圆分析；结合莫尔‑库仑破裂准则，得到裂缝开启的临界应力状态并以此来判断裂缝的渗透性或流体疏导性能。重复步骤至整个靶区处理完毕，获得目标靶区内所有井外地层裂缝的流体疏导性能。本发明可用于井外几十米范围内储层裂缝的有效性评价，大大提高了测井资料裂缝评价的有效应用范围。

技术领域

本发明属于应用地球物理声学测井领域，具体涉及一种基于声波远探测和岩石力学分析的井外裂缝有效性评价方法。

背景技术

储层中裂缝流体疏导性能的定性判断对实际生产具有十分重要的意义，特别是以裂缝为主要储集空间的致密储层。已有的技术采用岩石力学中的莫尔圆分析地层裂缝在钻井井壁上的成像来进行评估。但采用的井壁成像资料探测深度浅，不能确定裂缝在井外延伸的情况，从而缺乏有效的井外地层裂缝流体疏导性能评价方法和技术。

C.A.Barton等人最早提出利用岩石力学中的三维莫尔圆进行裂缝流体疏导性能分析(Barton,C.A.,M.D.Zoback,and D.Moos,Fluid flow along potentially activefaults in crystalline rock,Geology,23(8),683-686,1995.)，但该方法由于测井技术的分辨率限制，井旁小裂缝及井外裂缝无法被检测。

Takatoshi等人利用三维莫尔圆和莫尔-库仑破裂准则就热异常情况下裂缝流体疏导性能的维持机理进行了研究(Takatoshi and Zoback，Fracture permeability andin situ stress to 7km depth in the KTB Scientific Drillhole，GEOPHYSICALRESEARCH LETTERS,VOL.27,NO.7,PAGES 1045-1048,APRIL 1,2000.)，但在某些深度区间，临界应力裂缝与渗透性较好的裂缝(出现明显热异常)之间没有出现很好的相关性，原因尚不清楚。

Zhang等人利用三维莫尔圆对应力敏感现象进行了具体分析(Zhang X,Koutsabeloulis N,Heffer K.Hydromechanical modeling of critically stressed andfaulted reservoirs[J].AAPG Bulletin,2007,91(1):31-50.)，该方法需要对油田产量的影响因素进行长期观察。

Kaitlin Evans等人利用三维莫尔圆分析了孔隙压力的变化在页岩气藏水力压裂增产改造中的重要性(Evans K,Toth R,Ore T,et al.Fracture Analysis Before andAfter Hydraulic Fracturing in the Marcellus Shale Using the Mohr-CoulombFailure Criteria[C].Unconventional Resources Technology Conference(URTEC),2019.)，诠释了天然裂缝在水力压裂过程中经历的剪切破坏。

陆云龙等人应用三维莫尔圆对电成像测井提取到的井眼周围的裂缝进行了有效性分析(陆云龙,吕洪志,崔云江,陈红兵.基于三维莫尔圆的裂缝有效性评价方法及应用[J].石油学报,2018,39(05):564-569.)，但井壁成像资料的探测深度浅，不能确定裂缝在井外延伸的情况。

裂缝型储层产能预测和开采方案的确定中，裂缝疏导性能的有效评价工作起着至关重要的作用，但原有的评价方法由于成像技术探测深度的限制，无法对井外地层裂缝的有效性进行评价。

发明内容