[发明专利]一种基于岩石压缩系数计算碳酸盐岩地层孔隙压力的方法

摘要

本发明提供一种基于岩石压缩系数计算碳酸盐岩地层孔隙压力的方法，依据岩石多孔弹性力学理论，通过分析岩石压缩系数与孔隙压力、有效应力的本构关系，结合Biot‑Willis有效应力定律建立表征孔隙压力与岩石压缩系数关系的碳酸盐岩孔隙压力预测量化模型；然后通过大量岩石地层压实系数测试和数据模拟，根据拟合得到的岩石地层压实系数与有效应力、孔隙度的定量关系，结合碳酸盐岩岩石物理模拟数据开展孔隙压力预测量化模型验证分析，实测孔隙压力与孔隙压力预测量化模型中的关键参数相关性好。从岩石物理学角度、基于岩石压缩系数，从理论上建立了反映孔隙压力‑岩石压缩系数本构关系的量化模型，减小了主观认识对孔隙压力预测的影响。

主权项

1.一种基于岩石压缩系数计算碳酸盐岩地层孔隙压力的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：获取待预测碳酸盐岩地层的岩石样品，测试岩石常压孔隙度φ和孔隙体积；S2：根据岩石样品常压孔隙度，优选一系列样品，采用PoroPDP‑200型覆压孔隙度渗透率测量仪测试岩石地层压实系数，得到不同有效应力下一系列碳酸盐岩样品的岩石地层压实系数Cpc和孔隙体积离散值；S3：根据各个碳酸盐岩岩样孔隙体积与有效应力的离散测试值，对各个样品孔隙体积和有效应力σm的非线性乘幂关系进行拟合；根据对岩样孔隙度、有效应力和岩石地层压实系数进行拟合，得到如下公式：Cpc＝f(φ,σm)式中，Cpc为地层压实系数，σm为有效应力，φ为孔隙度；S4：根据S3中的拟合公式和Biot‑Willis有效应力定理联立方程组，求解得到物理模拟不同围压、孔隙压力下的岩石孔隙度φ、有效应力σm和地层压实系数Cpc；S5：对所有碳酸盐岩石样品进行全岩X衍射测试，得到组成岩石样品的各矿物体积百分数fi；S6：根据组成岩石样品的各矿物体积百分数fi，采用Voigt‑Reuss‑Hill平均模量模型，计算待预测碳酸盐岩地层的岩石基质压缩系数Cs；S7：采用Wood模型和Patch模型计算岩石样品的孔隙流体压缩系数Cf；S8：根据岩石样品的岩石基质压缩系数Cs、孔隙流体压缩系数Cf和岩石地层压实系数Cpc，计算获得待预测碳酸盐岩地层的孔隙压力p。