CN108131133A - 岩石静态泊松比的确定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种岩石静态泊松比的确定方法,包括以下步骤:获得岩石的矿物组分及物性参数;根据矿物组分及物性参数建立动态泊松比与静态泊松比的转换模型;根据转换模型确定岩石的实际静态泊松比。该方法解决了现有技术中没有考虑岩石矿物组分、物性参数和应力环境变化对岩石泊松比的影响的因素,有效地提高了岩石静态泊松比的计算精度。
Description
技术领域
本发明涉及石油测井工程领域,具体而言,涉及一种岩石静态泊松比的确定方法。
背景技术
泊松比是计算岩石力学性质的重要参数之一。在实际工作中,有两种方法可以获得岩石的泊松比,一种是利用岩心实验的方法,该方法获得的泊松比属于静态参数;另外一种是利用声波速度计算的泊松比,该方法获得的泊松比被称为动态参数。岩石泊松比的静态值和动态值存在一定的差异。根据实际受载情况,岩石的静态泊松比更适合工程需求,使用声波速度计算的动态泊松比往往难以正确反映静态泊松比,所以利用声波测井得到的动态泊松比不能直接用于工程分析(见图1)。
目前,动、静泊松比之间的转换方法较少,主要分两大类,第一类方法为不转化,即直接把动态泊松比当做静态泊松比;第二类方法为线性转换法。这些方法没有充分考虑岩石特征(物性特征、岩石学特征)与应力环境这两种因素的影响,对于复杂岩性地层确定岩石泊松比不准确的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种岩石静态泊松比的确定方法,以解决现有技术中岩石静态泊松比确定不准确的问题。
为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种岩石静态泊松比的确定方法,包括以下步骤:获得岩石的矿物组分及物性参数;根据矿物组分及物性参数建立动态泊松比与静态泊松比的转换模型;根据转换模型确定岩石的实际静态泊松比。
进一步地,获得岩石的矿物组分及物性参数的步骤中,矿物组分和/或物性参数是在相同有效应力条件下获得。
进一步地,实际静态泊松比是在不同有效应力条件下获得。
进一步地,转换模型通过以下公式获得:
σso=f(σd,petr,min),
其中,σso为在相同有效应力条件下的静态泊松比;σd为通过声波速度确定的动态泊松比;petr为物性参数;min为矿物组分。
进一步地,实际静态泊松比通过以下公式获得:
σs=f(σso,γ,P),
其中,σs为在不同有效应力条件下对应的静态泊松比;σso为在相同有效应力条件下的静态泊松比;γ为有效应力校正系数;P为有效应力。
进一步地,有效应力校正系数通过以下公式获得:
γ=f(petr2,min2,σd),
其中,γ为有效应力校正系数;σd为通过声波速度确定的动态泊松比;
petr2为物性参数;min2为矿物组分。
进一步地,实际静态泊松比通过以下公式获得:
σs=a×eγ*P,其中,
σs为在不同有效应力条件下对应的静态泊松比;γ为有效应力校正系数;P为有效应力;a为回归系数。
进一步地,矿物组分包括一种或多种矿物的组分。
进一步地,物性参数包括孔隙度、渗透率、平均毛管半径中的至少一个。
应用本发明的技术方案,该确定方法包括以下步骤:获得岩石的矿物组分及物性参数,根据矿物组分及物性参数建立动态泊松比与静态泊松比的转换模型,根据转换模型确定岩石的实际静态泊松比。该方法解决了现有技术中没有考虑岩石矿物组分、物性参数和应力环境变化对岩石泊松比的影响的因素,有效地提高了岩石静态泊松比的计算精度。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1是根据现有技术的一块样品的动态、静态泊松比与围压的关系图;
图2示出了根据本发明的实施例所用实验样品动态泊松比与静态泊松比交会图;
图3示出了根据本发明的实施例的岩石泊松比动态参数与静态参数转换方法的流程图;
图4示出了根据本发明的实施例的说明区块动态泊松比转换成在同一有效应力条件下的静态泊松比与分析静态泊松比的交会图;以及
图5示出了根据本发明的实施例的说明区块在不同有效应力条件下计算静态泊松比与分析静态泊松比的交会图。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
需要说明的是,本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
为了便于描述,在这里可以使用空间相对术语,如“在......之上”、“在......上方”、“在......上表面”、“上面的”等,用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是,空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如,如果附图中的器件被倒置,则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而,示例性术语“在......上方”可以包括“在......上方”和“在......下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位),并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
现在,将参照附图更详细地描述根据本申请的示例性实施方式。然而,这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施,并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是,提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整,并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员,在附图中,为了清楚起见,有可能扩大了层和区域的厚度,并且使用相同的附图标记表示相同的器件,因而将省略对它们的描述。
结合图2至图5所示,根据本发明的实施例,提供了一种岩石静态泊松比的确定方法。
具体地,该确定方法包括以下步骤:获得岩石的矿物组分及物性参数,根据矿物组分及物性参数建立动态泊松比与静态泊松比的转换模型,根据转换模型确定岩石的实际静态泊松比。
在本实施例中,该方法解决了现有技术中没有考虑岩石矿物组分、物性参数和应力环境变化对岩石泊松比的影响的因素,有效地提高了岩石静态泊松比的计算精度。
其中,获得岩石的矿物组分及物性参数的步骤中,矿物组分和物性参数是在相同有效应力条件下获得。进一步地,实际静态泊松比是在不同有效应力条件下获得。
具体地,转换模型通过以下公式获得:
σso=f(σd,petr,min),其中,σso为在相同有效应力条件下的静态泊松比,σd为通过声波速度确定的动态泊松比,petr为物性参数,min为矿物组分。
实际静态泊松比通过以下公式获得:
σs=f(σso,γ,P),其中,σs为在不同有效应力条件下对应的静态泊松比,σso为在相同有效应力条件下的静态泊松比,γ为有效应力校正系数,P为有效应力。
有效应力校正系数通过以下公式获得:
γ=f(petr2,min2,σd),其中,γ为有效应力校正系数,σd为通过声波速度确定的动态泊松比,petr2为物性参数;min2为矿物组分。
当然,实际静态泊松比也可以通过以下公式获得:
σs=a×eγ*P,其中,σs为在不同有效应力条件下对应的静态泊松比;γ为有效应力校正系数;P为有效应力;a为回归系数。
其中,矿物组分包括一种或多种矿物的组分。物性参数包括孔隙度、渗透率、平均毛管半径中的至少一个。
该方法主要目的在于提供一种岩石泊松比动态参数与静态参数之间的转换方法,以解决针对现有技术没有充分考虑到岩石特征(物性特征、岩石学特征)和应力环境的变化对岩石静态泊松比的影响,静态泊松比计算不准确的技术难题。
为了实现上述目的,本发明提供了一种岩石泊松比动态参数与静态参数之间的转换方法。该方法包括:利用岩石矿物组分及物性参数将动态泊松比转换为岩石在同一有效应力条件下的静态泊松比,建立岩石静态泊松比的有效应力校正模型,生成所述岩石在不同有效应力条件下的静态泊松比。
在本实施实例,通过使用具有岩石结构特征的校正模型将动态泊松比转换成在同一有效应力条件下的静态泊松比,建立的岩石静态泊松比有效应力校正模型对同一应力条件下的静态泊松比进行校正,生成岩石在不同有效应力条件下的静态泊松比,解决了现有技术没有考虑岩石特征(物性特征、岩石学特征)和应力环境变化对岩石泊松比的影响因素,提高了测井岩石静态泊松比计算的精度。
具体地,如图3所示,该方法包括步骤如下:
步骤1,利用岩石矿物组分及物性参数将动态泊松比转换成在同一有效应力条件下的静态泊松比。其中,同一有效应力条件可以是任意固定的有效应力,本实施例中的有
效应力为静态泊松比实验时所使用的最小有效应力,本实施实例以配套的试验资料为基
础,建立岩石的动、静态泊松比的转换模型,具体计算公式如下:
σso=f(σd,petr,min),式中,σso为同一有效应力条件下的静态泊松比,σd为声波速度计算的动态泊松比,petr为物性参数,使用时可以是孔隙度、渗透率、平均毛管半径或者这些参数的组合,min为矿物组分,使用时可以是一种矿物,也可以是几种矿物之和。
步骤2,建立岩石静态泊松比的有效应力校正模型,生成所述岩石在不同有效应力条件下的静态泊松比。具体的,本实施实例以试验资料为基础,建立泊松比的应力环境的校正方法,计算公式如下:
σs=f(a,σso,γ,P),式中,σs为校正后的不同有效应力对应的静态泊松比,a为系数,σso为所述同一有效应力条件下的静态泊松比,γ为有效应力校正系数,P为有效应力值。
其中,有效应力校正系数γ的计算公式如下:
γ=f(petr2,min2,σd),式中,γ为所述的有效应力校正指数,σd为测井计算的不同深度对应的动态泊松比,petr2为物性参数,min2为矿物组分。
本实施例以实验数据为基础,利用岩石矿物组分及物性参数将动态泊松比转换为岩石在同一有效应力条件下的静态泊松比,建立岩石静态泊松比的有效应力校正模型,生成所述岩石在不同有效应力条件下的静态泊松比。
在本实施实例的上述各个步骤中,利用岩石矿物组分及物性参数将动态泊松比转换为岩石在同一有效应力即相同有效应力条件下的静态泊松比,再使用岩石泊松比有效应力校正模型对上述同一有效应力条件下的静态泊松比进行校正,岩石在不同有效应力条件下的静态泊松比,解决了现有技术没有充分考虑到岩石特征(物性特征、岩石学特征)和应力环境变化对岩石泊松比的影响,提高了岩石静态泊松比计算的精度。
说明区块为某地致密油区块。致密油储层为咸化湖泊环境的细粒沉积,主要岩性为碎屑岩和碳酸盐岩过渡性岩类。储层的孔隙度主要分布在6~16%之间,覆压渗透率普遍低于0.1mD,为典型的致密油储层。储层的埋深中等偏深,深度范围在2500~5000m,全岩矿物分析资料表明储层粘土含量分布在0~35%之间,平均值为12%。全区块多井试油均需压裂提产,勘探初期应用不考虑岩石特征及有效应力的泊松比计算方法,直接使用动态泊松比作为静态泊松比,无法满足生产上致密油泊松比表征的技术要求。采用本实施例中提供的方法能够较好地解决了泊松比计算的技术难题。
具体实施方式和实施流程为:
1、动、静态泊松比转换模型的建立
为了建立动、静态泊松比的转换模型,全区选择了多块有代表性的岩心进行了配套的动、静态参数及孔隙度、粘土含量配套测量(见表1),建立的动、静态泊松比的转换模型为:
σ17.7=0.134+0.53483×σd+0.15×POR-0.105×min,式中,σ17.7为17.7MPa有效应力情况下岩石的静态泊松比,无纲量,17.7MPa为静态泊松比实验时采用的最小有效应力,σd为声波速度获得的岩石动态泊松比,无纲量,POR为孔隙度,小数。min为石英与钾长石的质量百分比,小数。该关系式的相关系数为0.88,建立的动、静态转换模型相关性较好。
表1多参数联测数据表
样号 | 粘土 | 石英 | 钾长石 | 孔隙度 | 静态泊松比 | 动态泊松比 |
1 | 11 | 16.7 | 16.2 | 12.3 | 0.23 | 0.22 |
2 | 11 | 22.4 | 28.6 | 15.9 | 0.2 | 0.2 |
3 | 13 | 18.9 | 35.1 | 16.2 | 0.21 | 0.19 |
4 | 12 | 25.9 | 15.2 | 10.8 | 0.23 | 0.2 |
5 | 5 | 18.1 | 5.1 | 7.0 | 0.26 | 0.24 |
6 | 14 | 15.5 | 36.0 | 13.1 | 0.22 | 0.23 |
7 | 12 | 31.5 | 9.7 | 6.2 | 0.21 | 0.21 |
8 | 12 | 11.9 | 9.9 | 0.9 | 0.25 | 0.26 |
9 | 6 | 15.8 | 6.7 | 6.6 | 0.23 | 0.22 |
2、静态泊松比应力环境校正方法的建立
为了建立静态泊松比应力环境校正方法,进行了不同有效应力条件下的静态泊松比测量,每块样品进行了四个应力循环,测量了四个有效应力条件下的静态泊松比,建立的静态泊松比的有效应力校正模型为:
σs=a×eγ*P,σs为校正后的不同有效应力对应的静态泊松比,a为系数,γ为有效应力校正系数,P为有效应力值,九块样品回归a与γ如表2所示。
表2应力校正模型回归参数(a与γ)及配套联测参数统计表
据表2,系数a的计算公式如下:
a=1.006×σ17.7-0.01369,式中,σ17.7为17.7MPa有效应力情况下岩石的静态泊松比,无纲量,该式相关系数为0.98。
有效应力校正系数γ的计算公式如下:
γ=0.122-0.015×POR+0.012×min2-0.0435×σd,式中,POR为孔隙度,小数;min2为斜长石的质量百分比,小数;σd为利用测井资料计算获得岩石的动态泊松比,无纲量,该式相关系数为0.92。
如图5所示,图5为计算静态泊松比与分析静态泊松比的交会图,图中计算静态泊松比与分析静态泊松比分布在45度线附近,相对误差为3.2%,利用该方法计算的静态泊松比与实际试验点的静态泊松比具有很好的一致性。
综上,该方法以配套的动、静态泊松比及物性参数、岩石矿物组分实验资料为基础,提出了全新的岩石泊松比动态参数与静态参数的转换方法,形成了具有物性参数、岩石矿物参数约束的动、静态泊松比转换模型和有效应力校正方法,建立了具有岩石特征和应力环境校正的泊松比表征方法,弥补了现有技术的不足,提高了泊松比表征的准确性和可靠性,地质效果明显。
需要说明的是,对于前述的各方法实施例,为了简单描述,故将其都表述为一系列的动作组合,但是本领域技术人员应该知悉,本发明并不受所描述的动作顺序的限制,因为依据本发明,某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次,本领域技术人员也应该知悉,说明书中所描述的实施例均属于优选实施例,所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。
在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述的部分,可以参见其他实施例的相关描述。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种岩石静态泊松比的确定方法,其特征在于,包括以下步骤:
获得岩石的矿物组分及物性参数;
根据所述矿物组分及所述物性参数建立动态泊松比与静态泊松比的转换模型;
根据所述转换模型确定所述岩石的实际静态泊松比。
2.根据权利要求1所述的确定方法,其特征在于,获得岩石的矿物组分及物性参数的步骤中,所述矿物组分和/或所述物性参数是在相同有效应力条件下获得。
3.根据权利要求1所述的确定方法,其特征在于,所述实际静态泊松比是在不同有效应力条件下获得。
4.根据权利要求2所述的确定方法,其特征在于,所述转换模型通过以下公式获得:
σso=f(σd,petr,min),
其中,
所述σso为在相同有效应力条件下的所述静态泊松比;
所述σd为通过声波速度确定的所述动态泊松比;
所述petr为所述物性参数;
所述min为所述矿物组分。
5.根据权利要求3所述的确定方法,其特征在于,所述实际静态泊松比通过以下公式获得:
σs=f(σso,γ,P),
其中,
所述σs为在不同有效应力条件下对应的所述静态泊松比;
所述σso为在相同有效应力条件下的所述静态泊松比;
所述γ为有效应力校正系数;
所述P为有效应力。
6.根据权利要求5所述的确定方法,其特征在于,所述有效应力校正系数通过以下公式获得:
γ=f(petr2,min2,σd),
其中,
所述γ为有效应力校正系数;
所述σd为通过声波速度确定的所述动态泊松比;
所述petr2为所述物性参数;
所述min2为所述矿物组分。
7.根据权利要求5所述的确定方法,其特征在于,所述实际静态泊松比通过以下公式获得:
σs=a×eγ*P,其中,
所述σs为在不同有效应力条件下对应的所述静态泊松比;
所述γ为有效应力校正系数;
所述P为有效应力;
所述a为回归系数。
8.根据权利要求1所述的确定方法,其特征在于,所述矿物组分包括一种或多种矿物的组分。
9.根据权利要求1所述的确定方法,其特征在于,所述物性参数包括孔隙度、渗透率、平均毛管半径中的至少一个。
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CN201611094373.5A Active CN108131133B (zh) | 2016-12-01 | 2016-12-01 | 岩石静态泊松比的确定方法 |
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103122762A (zh) * | 2013-01-30 | 2013-05-29 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种非常规泥页岩油气藏有效压裂层段的检测方法及装置 |
CN103278614A (zh) * | 2013-04-28 | 2013-09-04 | 北京大学 | 一种动静态岩石力学参数校正方法及装置 |
US20140379312A1 (en) * | 2013-06-20 | 2014-12-25 | Nora L. DeDontney | Method and System For Generation of Upscaled Mechanical Stratigraphy From Petrophysical Measurements |
CN105527652A (zh) * | 2014-10-24 | 2016-04-27 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种岩石脆性的测井方法和装置 |
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2016
- 2016-12-01 CN CN201611094373.5A patent/CN108131133B/zh active Active
Patent Citations (4)
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Title |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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CN108131133B (zh) | 2019-12-06 |
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