[发明专利]一种致密岩体地应力三维可视化表征方法

说明书

本发明公开了一种致密岩体地应力三维可视化表征方法，包括以下步骤：利用相‑井耦合建立地应力参数测井解释模型，完成单井解释，利用井‑震耦合建立地震地应力参数解释模型；依靠沉积微相‑直井电相‑地震耦合建立层组空间原位格架，利用直井三维可视化对比建立小层空间分布趋势格架，利用水平井三维可视化对比建立小层原位三维网格模型；在建立地应力参数沉积微相‑地震双控参数场的基础上，采用相‑井‑震耦合完成地应力参数三维原位表征。本发明通过将原位技术融入到地应力参数解释、小层位置原位表征和地应力三维建模过程中，实现对致密油气三维地应力场的原位表征，为超长水平井+多段重复压裂提供准确可靠的地应力场。

技术领域

本发明涉及致密油气勘探开发领域，尤其涉及一种致密岩体地应力三维可视化表征方法。

背景技术

页岩油气、致密砂岩油气和致密碳酸盐岩油气统称为致密油气，广泛分布在北美、亚太、中亚-俄罗斯、拉丁美洲等地区，是当今国际国内石油勘探开发的热点与有效接替。据EIA最新统计，美国2019年致密油气产量超过了美国全年石油总产量的50％，预计到2040年，致密油气产量在美国石油产量中的占比均将持续增加。国内众多学者及机构的研究结果也表明：中国致密油气的技术可采资源量高达20×108～25×108t，广泛分布于准噶尔、三塘湖、鄂尔多斯、柴达木、四川、松辽、渤海湾等盆地中，是我国未来保持石油生产持续稳定的重要来源。致密油气勘探开发对于保障我国、乃至世界石油工业的稳定发展均举足轻重。

众所周知，页岩油气、致密砂岩油气和致密碳酸盐岩油气等致密油气具有超低孔、超低渗透特征，没有自然产能，必须采用超长水平井+多段重复压裂配套技术才能有效开发，而实现超长水平井+多段重复压裂的基本前提之一，必须揭示致密油气储层的致密岩体的地应力特征。由此可见，能否开发出科学合理的致密岩体地应力参数三维可视化表征方法，是关系着页岩油气、致密砂岩油气和致密碳酸盐岩油气等致密油气能够实现有效开发的关键技术之一。

页岩油气、致密砂岩油气和致密碳酸盐岩油气等致密油气具有如下典型特点和关键技术难题：①沉积微相平面变化不大，但纵向相变频繁，不同微相类型由于沉积环境差异将产生岩石性质的不同，而成岩历史演变也会形成孔缝结构的不同，不同的岩石性质和孔缝结构必然产生不同的地应力特征，反过来说，地应力场及其特征参数的变化受控于沉积微相类型的不同；②储层物性差，基质渗透率低，空气渗透率多小于或等于0.2mD，孔隙度通常小于8％，岩性、物性及含油性的非均质性极其强烈，必将带来岩石力学性质强烈的非均质性；③地质、测井、地震是表征岩石力学及地应力特征的三大资料来源，室内地质分析集中建立微尺度认识和地质体模式，测井解释分析系统表征纵向米级地质体的变化，地震解释分析全面反映横向和平面十米级地质体的变化，如何实现地质、测井、地震三者的有机耦合，以便有效表征页岩油气、致密砂岩油气和致密碳酸盐岩油气等致密油气在三维空间的原位特征，是亟待解决的关键技术难题之一；④超长水平井+多段重复压裂配套技术是开发页岩油气、致密砂岩油气和致密碳酸盐岩油气等致密油气的主体技术，直井少、水平井多是开发区面临的实际情况，如何充分融合直井和水平井各自优势，精确表征各个微相岩体小层的空间原位位置，是亟待解决的又一个关键技术难题。

当前，人们已经提出了各类测井及地震岩石力学及地应力参数解释，地应力场三维建模等技术方法，但这些测井及地震解释技术方法主要还停留在各自的领域，比如，利用测井解释成果建立岩石力学参数及地应力场三维模型，利用地震解释成果建立岩石力学参数及地应力场三维模型等，没有采用沉积微相控制约束测井、地震解释结果和建模，也没有实现相- 井-震耦合来开展测井、地震解释与建模。

授权发明专利“一种依靠水平井三维可视化地层对比的构造建模方法”(申请日2015年 8月18日，发明人：欧成华、徐园、李朝纯；专利号ZL201510508165.4)提供了一种依靠水平井三维可视化地层对比的构造建模方法，但该方法没有涉及依靠相-井-地震耦合，分别建立层组空间原位格架和层组内的小层格架，也没有提出采用多重网格逼近算法，保证在残差为零的条件下，分别完成层组顶底面、小层顶底面构造分布模型。

发明内容