CN113935215B - 断层发育油气藏地应力反演方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种断层发育油气藏地应力反演方法，包括以下步骤：获取岩石力学参数及应力状态；构建数值模型；采用所述数值模型进行数值试验，进行单变量分析，对断层各因素进行权重分析，得到断层带应力扰动的关键影响因素；得到断层带应力量值和方向的扰动规律，并构建断层内主应力扰动特征与模量的拟合函数；预测得到断层等效体积模量；建立目标储层三维数值模型，建立精细化断层模型；以测点实际三维地应力为基本约束，利用有限元法对目标储层现今三维地应力场进行反演。

Description

断层发育油气藏地应力反演方法

技术领域

本发明涉及油气地质勘探领域，具体是断层发育油气藏地应力反演方法。

背景技术

油气田开发过程中，现今地应力场是钻完井设计、开发方案部署及压裂工艺设计的重要依据。现今地应力场由地层自重、地层压力、构造应力及热应力等共同构成，其量值和方向受储层地层起伏、岩性参数及构造特征等因素共同影响。其中，国内外大量的地应力实测结果和数值模拟分析均证实了断层发育特征对局部应力场的量值和方向有着十分复杂的影响，断裂附近主应力方向发生偏转，主应力量值和方向在围岩和断层内部差异显著。因此，在断层发育地油气藏中三维地应力场的精确描述方法具有重要的工程意义和理论价值。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术由于断层试样的岩石力学测试结果较离散，难以反映断层真实的弹性特征而采用折减围岩弹性参数的方式等效断层弹性参数，由于折减系数难以精确取值导致断层区域局部地应力场的反演精度不高的不足，提供了一种断层发育油气藏地应力反演方法，通过数值模拟分析断层特征对地应力的扰动规律，结合测井资料反算断层带等效弹性参数，在此基础上提出断层发育油气藏地应力二次反演分析方法，从而提高断层区域局部地应力场的反演精度。

本发明的目的主要通过以下技术方案实现：

断层发育油气藏地应力反演方法，包括以下步骤：

S1：选择目标储层，获取目标储层的岩石力学参数及应力状态；

S2：根据目标储层的岩石力学参数及应力状态，构建数值模型；

S3：采用所述数值模型进行数值试验，对断层各因素的断层主应力量值和方向影响进行单变量分析，并以分析结果对断层各因素进行权重分析，得到断层带应力扰动的关键影响因素；

S4：根据断层带应力扰动的关键影响因素，得到断层带应力量值和方向的扰动规律，并构建断层内主应力扰动特征与等效体积模量的拟合函数；

S5：根据工程实测的断层带位置和围岩中主应力量值和方向，通过主应力扰动特征与等效体积模量的拟合函数，得到断层等效体积模量；

S6：获取现场钻井资料及地震资料，并建立目标储层三维数值模型，根据目标储层三维数值模型，在断层位置加密网格，并将断层等效体积模量在断层位置赋值；

S7：以测点实际三维地应力为基本约束，利用有限元法对目标储层现今三维地应力场进行反演，得到目标储层地应力场的分布规律。

由于断层带内部结构复杂，岩心取样制样困难，断层试样的岩石力学测试结果较离散，难以反映断层真实的弹性特征。现有技术通过折减围岩弹性参数的方式等效断层弹性参数，折减系数往往缺乏基于经验值，其适用性难以判定，导致断层区域局部地应力场的反演精度不高。本发明通过数值试验分析断层特征对地应力的扰动规律，结合测井资料反算断层带等效弹性参数，在此基础上提出基于遗传算法的断层发育油气藏地应力反演分析方法，并验证反演分析方法的有效性和实用性；本发明中目标储层的岩石力学参数及应力状态的获取通过现场资料得到，本发明中的数值模型为有限元平面应变数值模型，体积模量是储层三维数值模型的基本材料参数，所述数值模型包含弹性参数和密度；本发明中的反演分析分为两次，其中一次反演为对体积模量进行反演，另一次反演为对地应力场的边界进行反演。

进一步的，采用变异系数法分析所述各因素的权重，根据所述断层各因素的断层主应力量值和方向影响，采用各影响因素下最大水平主应力量值和方向的变异系数衡量其差异程度，各影响因素所对应的变异系数计算公式如下：

其中，V_i为第i项影响因素所对应的变异系数，σ_i为第i项影响因素所对应的标准差，x_i为第i项影响因素所对应的平均数；

各影响因素的权重为：

进一步的，在对所述三维地应力场进行反演时，采用以下步骤：

获取地质体的岩石力学参数和密度；

对地质体的岩石力学参数和密度进行赋值，并采用线弹性本构模型进行反演分析。

进一步的，通过实验获得静态岩石力学参数和声波时差，对静态力学参数和声波时差进行参数拟合，获得岩石力学参数测井预测模型；

通过岩石力学参数测井预测模型计算单井岩石力学参数纵向，并结合声阻抗数据使用井震联合建模技术，建立三维岩石力学参数模型。

本发明中，先通过选择工区，确定工区地质特征，并进行试验测试，得到岩石力学参数，并构建岩石力学参数计算模型；再通过收集测井数据，利用测井数据进行岩石力学参数计算，并根据参数间拟合关系建立岩石力学参数预测模型；

本发明中建立三维岩石力学参数模型是为了对岩石力学参数和密度进行赋值，具体赋值方法如下：以单井岩石力学参数计算结果为基本约束，利用空间距离加权插值分析地层岩石物理的力学参数空间分布，构建地层岩石力学特性属性模型。而地应力场的反演方法为：在地层岩石力学特性属性模型和单元离散划分的基础上，以单井实测地应力分析为基本约束，通过反演分析确定计算模型的边界作用荷载，得到工区地应力场的分布规律；模拟三维地应力场的分布特征，在已知目标点多次约束反演的条件下，获得真实分布的三维地应力场。

进一步的，所述三维地应力场的反演以实测地应力量值和方向为指导，通过反演分析确定计算模型的边界作用荷载，进而计算分析目标储层地应力场的分布规律。

进一步的，所述边界条件采用位移加载方式确定，则模型中各边界面上的位移作用可表示为：

式中，u_x，u_y分别为X方向、Y方向边界面水平加载位移矢量；P_xn，P_yn分别为X方向、Y方向水平位移矢量；P_t1，P_t2为剪切位移矢量。

进一步的，在所述应力场反演过程中，初始应力场反演是基于逐步改正未知参数试算值，使误差函数趋于极小值的迭代算法，误差函数是用计算应力与实测应力的偏差来表示；现场实测点的应力值为

有限元计算所得的相应测点的应力值为

假定实测地应力及其所反映的初始应力场σ_ij是变量u_x和u_y的函数，则有：

σ_ij＝f(P_xn，P_yn，P_t1，P_t2)

构造联合反演模型的误差函数：

式中，n为测点个数。

在本发明中，岩体自重和构造运动对初始应力场的影响可通过在有限元模型上施加初始条件和边界条件来模拟。

进一步的，所述联合反演模型的误差函数采用遗传算法进行优化反演，具体步骤如下：

A1：确定目标函数

函数值表示成个体的适应度值；

A2：产生初始群体θ∈[θ_i，i＝1，2，...n]]；

A3：利用数据输入接口，将初始种群参数组导入有限元软件，计算模型应力分布；

A4：利用数据输出接口程序将应力分布结果导出至主程序，计算初始群体个体适应度；

A5：评价是否满足中止条件，若满足则转到步骤A7输出最优解并结束；

若不满足中止条件，则随机选择两个个体，实施杂交和变异操作，形成新种群θ∈[θ_i+1，i＝1，2，...n]]；

A6：转到步骤A3；

A7：输出种群进化信息，开始下一轮进化。

遗传算法是一种基于自然选择和群体遗传机理的搜索算法。在利用遗传算法求解问题时，问题的每个可能的解都被编码为“个体”，若干个个体构成所有可能解。在遗传算法开始时，随机产生个体，根据预定的目标函数对每个个体进行评价，给出了一个适应度值，并根据适应度值来选择个体复制下一代。选择操作过程中复制适应度高的个体，淘汰适应度低的个体。然后选择出来的个体经过杂交和变异算子进行再组合生成新一代个体，逐步朝着更优解的方向进化。

综上所述，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

(1)本发明通过数值试验分析断层特征对地应力的扰动规律，结合现场资料反算断层带等效弹性参数，在此基础上提出断层发育油气藏地应力反演分析方法，从而提高断层区域局部地应力场的反演精度。

(2)本发明通过数值试验研究了各因素对断层带主应力量值和方向的影响，结果表明断层方位、岩性差异和初始地应力差异均对断层带地应力产生扰动，但其关键影响因素是断层带和围岩的体积模量比K_K。当断层体积模量小于围岩积模量时，断层内水平最大主应力的量值小于围岩，并在断层内发生顺时针偏转，在断层带边缘的主应力量值稍有增大，最大主应力向平行于断层面偏转；当断层体积模量大围岩积模量时，断层内水平最大主应力的量值大于围岩，近断层区域应力偏转方向相反。

(3)构建了断层内水平最大主应力σ_max变化值和方向与体积模量比值K_K的拟合函数，可根据井筒在断层发育位置的主应力量值和方向变化，通过体积模量比值K_K预测断层等效体积模量，为断层发育油气藏三维地应力反演提供参数基础。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明流程示意图；

图2为本发明数值模型图；

图3为本发明目标储层顶面高程及断层分布图；

图4为本发明不考虑断层时目标储层顶面体积模量图；

图5为本发明考虑断层时目标储层顶面体积模量图；

图6为本发明目标储层顶部水平最大主应力分布图；

图7为本发明目标储层顶部水平最小主应力分布图；

图8为本发明目标储层顶部垂向应力分布图；

图9为本发明目标储层顶部主应力方向图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例：

如图1所示，本实施例涉及一种断层发育油气藏地应力反演方法，包括以下步骤：

S1：选择目标储层，获取目标储层的岩石力学参数及应力状态；

S2：根据目标储层的岩石力学参数及应力状态，构建数值模型；

S3：采用所述数值模型进行数值试验，对断层各因素的断层主应力量值和方向影响进行单变量分析，并以分析结果对断层各因素进行权重分析，得到断层带应力扰动的关键影响因素；

S4：根据断层带应力扰动的关键影响因素，得到断层带应力量值和方向的扰动规律，并构建断层内主应力扰动特征与等效体积模量的拟合函数；

S5：根据工程实测的断层带位置和围岩中主应力量值和方向，通过主应力扰动特征与等效体积模量的拟合函数，得到断层等效体积模量；

S6：获取现场钻井资料及地震资料，并建立目标储层三维数值模型，根据目标储层三维数值模型，在断层位置加密网格，并将断层等效体积模量在断层位置赋值；

S7：以测点实际三维地应力为基本约束，利用有限元法对目标储层现今三维地应力场进行反演，得到目标储层地应力场的分布规律。

如图2所示，本实施例中的数值模型的模型长宽均为200m，内部包含一条断层带穿过模型中心，断层与水平最大主应力方向夹角为θ，取值路径经过模型中心且沿断层法向。设置断层和围岩为各向同性材料，断层弹性模量(E_f)和围岩弹性模量(E_r)的比例定义为K_E，断层泊松比(μ_f)和围岩泊松比(μ_r)的比例定义为K_μ，边界上初始水平最大主应力(σ_max)和水平最小主应力(σ_min)的量值比例为K_σ。

设置模型弹性模量E_r为45GPa，E_f为25G_Pa，泊松比U_r为0.2，U_f为0.3，边界上初始水平主应力σ_max为80M_Pa，σ_min为60MPa，且断层与水平最大主应力方向夹角θ为45o，断层宽度为4m。经应力平衡后水平应力重分布和主应力方向可得，断层位置处σ_max和σ_min均出现降低，且主应力方向出现偏转。水平最大主应力σ_max在断层带边缘向偏向平行于断层面方向偏转，在断层带内向垂直于断层面方向偏转；水平最小主应力σ_min在断层带边缘向偏向垂直于断层面方向偏转，在断层带内向平行于断层面方向偏转。

本实施例采用单变量的方式研究θ，K_E，K_μ及K_σ对主应力量值和方向的影响，设定在改变断层与水平最小主应力方向夹角θ时，以x轴方向为基准，定义顺时针旋转角度为正，逆时针为负。

在模型弹性参数不变的情况下，σ_max和σ_min的量值在断层带边缘稍有增加，在断层内部减小。当θ为0°时断层沿σ_min方向发育，应力平衡后断层处σ_min不变，σ_max的量值在断层处减小16.2MPa。随θ增大断层向σ_max方向偏转，断层位置σ_min的量值减小幅度与θ呈正相关，σ_max的量值减小幅度与θ呈负相关；当θ为90°断层沿σ_max方向发育，应力平衡后断层处σ_max不变，σ_min的量值在断层处减小9.5MPa。另外，当θ＝30°时，σ_max在断层内的偏转角最大达29.8°；当θ接近0°和90°时，在断层内σ_max方向趋近于0°。

通过改变断层弹性模量E_f调整弹性模量比K_E，断层内部σ_max和σ_min的量值与断层弹性模量呈正相关关系。当K_E≤0.56时，σ_max和σ_min在断层内部的量值小于围岩，KE越小对σ_max方向的扰动越大；当K_E＞0.56时，σ_max和σ_min在断层内部的量值大于围岩，K_E越大对σ_max方向的扰动越大。改变断层泊松比μ_f调整弹性模量比K_μ，K_μ与断层内部σ_max和σ_min的量值呈正相关关系，与断层内σ_max的偏转角呈负相关关系。当断层泊松比增大至围岩同一水平时，断层内σ_max和σ_min的量值均小于围岩。

改变初始水平最小水平主应力量值σ_min调整弹性模量比K_σ，根据主应力比例K_σ对主应力量值及方向的影响。σ_max和σ_min的量值在断层带边缘稍有增加，在断层内部减小，最大主应力方向在断层内顺时针偏转，断层内主应力量值变化量和方向偏转量均随K_σ的增大而增大。

进一步的，采用变异系数法分析所述各因素的权重，根据所述断层各因素的断层主应力量值和方向影响，采用各影响因素下最大水平主应力量值和方向的变异系数衡量其差异程度，各影响因素所对应的变异系数计算公式如下：

其中，V_i为第i项影响因素所对应的变异系数，σ_i为第i项影响因素所对应的标准差，x_i为第i项影响因素所对应的平均数；

各影响因素的权重为：

本实施例中采用变异系数法分析的各因素包括所述θ，K_E，K_μ及K_σ的权重，其中各影响因素关于σ_max量值，权重排序为：K_E＞θ＞K_σ＞K_μ；各影响因素关于σ_max方向，权重排序为：K_E＞θ＞K_μ＞K_σ。因此，σ_max量值和方向扰动的关键影响因素是K_E。

虽然断层弹性模量和围岩弹性模量的比例K_E是σ_max量值和方向扰动的关键影响因素，但决定断层与围岩主应力水平相对高低的因素是断层体积模量K_f和围岩体积模量K_r的比例K_K。当断层泊松比μ_f取0.3，断层弹性模量E_f分别取5GPa、15GPa、25GPa、35GPa和45GPa时。当K_f小于围岩积模量K_r(25GPa)时，断层内σ_max的量值均小于围岩，此时水平最大主应力在断层内发生顺时针偏转；而当K_f大于25GPa时，断层内σ_max的量值均大于围岩，应力偏转方向相反。

根据断层内σ_max变化值和方向与K_K的相关性建立拟合函数：

Δσ_max＝12.797×K_K-11.827

其中，基于Δσ_max为断层内σ_max变化值，

为断层内σ_max变化方向。以上拟合函数，可根据井筒在断层发育位置的主应力量值和方向变化，通过体积模量比值K_K预测断层等效体积模量，为断层发育油气藏三维地应力反演提供参数基础。

进一步的，在对所述三维地应力场进行反演时，采用以下步骤：

获取地质体的岩石力学参数和密度；

对地质体的岩石力学参数和密度进行赋值，并采用线弹性本构模型进行反演分析。

如图3所示，三维数值模型构建过程中充分考虑目的层的展布特征和起伏特性，在深入认识研究区构造格架的基础上，对实际地质模型进行合理的抽象简化，基于现场钻完井资料及地震资料建立了图3所示的三维数值模型。目标储层模型高程为-410m～-2150m，模型面积为16000m×7650m，目标储层内包括4条断层及A～F共6口井，目标储层顶面高程及断层分布见图3，其中测点D位于断层位置。

通过实验获得静态岩石力学参数和声波时差，对静态力学参数和声波时差进行参数拟合，获得岩石力学参数测井预测模型；

通过岩石力学参数测井预测模型计算单井岩石力学参数纵向，并结合声阻抗数据使用井震联合建模技术，建立三维岩石力学参数模型。

在采用线弹性本构模型进行反演分析的时候，需对地质体的岩石力学参数和密度赋值。本发明中此处的地质模型包括岩石力学参数计算模型和单井岩石力学参数剖面，通过单井岩石力学参数剖面进行空间距离的加权插值分析得到地层三维岩石力学参数模型，通过这样的形式能够有效的为地质体的岩石力学参数和密度赋值。通过测井数据获取岩石力学参数，通过室内力学试验和岩石物理实验分别测试静态岩石力学参数和声波时差，并对静态力学参数和声波时差等物性参数进行拟合，获得岩石力学参数测井预测模型。结合测井曲线计算单井岩石力学参数纵向：在利用测井数据计算岩石力学参数，得到单井岩石力学参数剖面的时候能够单井岩石力学参数纵向。在此基础上，结合声阻抗数据使用井震联合技术，建立三维岩石力学参数模型，不考虑断层条件下，目标储层顶面体积模量见图4。

断层带等效体积模量可根据主应力方向变化获得。由基于地层微电阻率扫描成像测井资料对目标储层6口井钻井诱导缝和井眼崩落方位进行分析，结果显示A、B、C、E及F井水平最大主应力方位为92～111°；井段穿过断层的D井在断层位置水平最大主应力优势方位约为133°断层内水平最大主应力变化方向为28°左右，根据拟合函数可知，断层体积模量K_f和围岩体积模量K_r的比例K_K为0.31，根据围岩体积模量K_r给断层体积模量K_f赋值，见图5。

进一步的，所述三维地应力场的反演以实测地应力量值和方向为指导，通过反演分析确定计算模型的边界作用荷载，进而计算分析目标储层地应力场的分布规律。所述边界条件采用位移加载方式确定，则模型中各边界面上的位移作用可表示为：

式中，u_x，u_y分别为X方向、Y方向边界面水平加载位移矢量；P_xn，P_yn分别为X方向、Y方向水平位移矢量；P_t1，P_t2为剪切位移矢量。

在所述应力场反演过程中，初始应力场反演是基于逐步改正未知参数试算值，使误差函数趋于极小值的迭代算法，误差函数是用计算应力与实测应力的偏差来表示；现场实测点的应力值为

有限元计算所得的相应测点的应力值为

假定实测地应力及其所反映的初始应力场σ_ij是变量u_x和u_y的函数，则有：

σ_ij＝f(P_xn，P_yn，P_t1，P_t2)

构造联合反演模型的误差函数：

式中，n为测点个数。

在本发明中，岩体自重和构造运动对初始应力场的影响可通过在有限元模型上施加初始条件和边界条件来模拟。

所述联合反演模型的误差函数采用遗传算法进行优化反演，具体步骤如下：

A1：确定目标函数

函数值表示成个体的适应度值；

A2：产生初始群体θ∈[θ_i，i＝1，2，...n]]；

A3：利用数据输入接口，将初始种群参数组导入有限元软件，计算模型应力分布；

A4：利用数据输出接口程序将应力分布结果导出至主程序，计算初始群体个体适应度；

A5：评价是否满足中止条件，若满足则转到步骤A7输出最优解并结束；

若不满足中止条件，则随机选择两个个体，实施杂交和变异操作，形成新种群0∈[θ_i+1，i＝1，2，…n]]；

A6：转到步骤A3；

A7：输出种群进化信息，开始下一轮进化。

在本实施例中，深部地应力大小可由水力压裂资料反演。基于岩体连续、均质和各向同性的假设，依据岩石力学分析和能量最低原则，水力压裂缝的起裂发生在井壁切向应力最小的部位，压裂过程中的裂缝闭合压力反映水平最小主应力大小。从压裂施工动态变化曲线中可以读出破裂压力和闭合压力，可计算水平最大主应力。

P_f＝3σ_max-σ_min-αP_P+S_t

其中，P_f为破裂压力，MPa；σ_max为水平最大主应力，MPa；σ_min为水平最小主应力，MPa；α为biot系数；PP为地层孔隙压力，MPa；S_t为岩石抗张强度，MPa。基于上述方法对研究区6个井段的压裂资料进行分析，A、B、C、D及E井在目标储层段水平最小主应力分布为45～65MPa，平均值为52MPa；水平最大主应力分布为49～72MPa，平均值为64MPa；F井在目标储层段水平最小主应力为29MPa左右，水平最大主应力为42MPa左右。

三维地应力场的反演以实测地应力量值和方向为指导，通过反演分析确定计算模型的边界作用荷载，进而计算分析研究工区地应力场的分布规律。重力场可通过设置地层的重度来实现，而构造应力场则可通过水平面内的水平挤压和剪切作用叠加形成。

采用有限元方法在模型中调整边界上的位移矢量P_xn，P_yn，P_t1，P_t2，以A、B、C、E及F井水平主应力为约束，结合遗传算法，以边界位移荷载为输入，以测试井位点的计算应力为输出进行优化反演。当误差函数达到收敛时，可最终确定合理的位移加载方式，并得出研究工区现今应力场的真实情况。

图6～8分别展示了模拟计算得到的研究工区目标储层的水平最大主应力、水平最小主应力和垂向应力的三维分布。目标储层整体处于压应力作用下，水平最大主应力分布范围为39～77MPa，水平最小主应力分布范围为31～68MPa，垂向主应力分布在35～75MPa范围内，应力分布受地层埋深和空间起伏影响显著，呈北东低-南西高的趋势，区域内应力场以走滑型为主。断层对应力场量值和方向扰动显著，断层区域最大主应力降低约6～12MPa。图9展示了目标储层顶部主应力方向，研究区域内近端层区域水平最大主应力方向受断层影响，水平最大主应力在断层带边缘向偏向平行于断层面方向偏转，即C井，在断层带内向垂直于断层面方向偏转，即D井，断层对主应力方向的扰动可达30°左右。

本实施例最终得到如下结果：断层对应力场量值和方向扰动显著，断层区域最大主应力降低约6～12MPa；研究区域内近端层区域水平最大主应力方向受断层影响，水平最大主应力在断层带边缘向偏向平行于断层面方向偏转，在断层带内向垂直于断层面方向偏转，断层对主应力方向的扰动可达30°左右。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.断层发育油气藏地应力反演方法，包括以下步骤：

S1：选择目标储层，获取目标储层的岩石力学参数及应力状态；

其特征在于，还包括以下步骤：

S2：根据目标储层的岩石力学参数及应力状态，构建数值模型；

S3：采用所述数值模型进行数值试验，对断层各因素的断层主应力量值和方向影响进行单变量分析，并以分析结果对断层各因素进行权重分析，得到断层带应力扰动的关键影响因素；

S4：根据断层带应力扰动的关键影响因素，得到断层带应力量值和方向的扰动规律，并构建断层内主应力扰动特征与等效体积模量的拟合函数；

S5：根据工程实测的断层带位置和围岩中主应力量值和方向，通过主应力扰动特征与等效体积模量的拟合函数，得到断层等效体积模量；

S6：获取现场钻井资料及地震资料，并建立目标储层三维数值模型，根据目标储层三维数值模型，在断层位置加密网格，并将断层等效体积模量在断层位置赋值；

S7：以测点实际三维地应力为基本约束，利用有限元法对目标储层现今三维地应力场进行反演，得到目标储层地应力场的分布规律。

2.根据权利要求1所述的断层发育油气藏地应力反演方法，其特征在于，采用变异系数法分析所述各因素的权重，根据所述断层各因素的断层主应力量值和方向影响，采用各影响因素下最大水平主应力量值和方向的变异系数衡量其差异程度，各影响因素所对应的变异系数计算公式如下：

其中，V_i为第i项影响因素所对应的变异系数，σ_i为第i项影响因素所对应的标准差，x_i为第i项影响因素所对应的平均数；

各影响因素的权重为：

3.根据权利要求1所述的断层发育油气藏地应力反演方法，其特征在于，在对所述三维地应力场进行反演时，采用以下步骤：

获取地质体的岩石力学参数和密度；

对地质体的岩石力学参数和密度进行赋值，并采用线弹性本构模型进行反演分析。

4.根据权利要求3所述的断层发育油气藏地应力反演方法，其特征在于，通过实验获得静态岩石力学参数和声波时差，对静态力学参数和声波时差进行参数拟合，获得岩石力学参数测井预测模型；

通过岩石力学参数测井预测模型计算单井岩石力学参数纵向，并结合声阻抗数据使用井震联合建模技术，建立三维岩石力学参数模型。

5.根据权利要求1所述的断层发育油气藏地应力反演方法，其特征在于，所述三维地应力场的反演以实测地应力量值和方向为指导，通过反演分析确定计算模型的边界作用荷载，进而计算分析目标储层地应力场的分布规律。

6.根据权利要求5所述的断层发育油气藏地应力反演方法，其特征在于，所述边界条件采用位移加载方式确定，则模型中各边界面上的位移作用可表示为：

式中，u_x，u_y分别为X方向、Y方向边界面水平加载位移矢量；P_xn，P_yn分别为X方向、Y方向水平位移矢量；P_t1，P_t2为剪切位移矢量。

7.根据权利要求6所述的断层发育油气藏地应力反演方法，其特征在于，在所述应力场反演过程中，初始应力场反演是基于逐步改正未知参数试算值，使误差函数趋于极小值的迭代算法，误差函数是用计算应力与实测应力的偏差来表示；现场实测点的应力值为

有限元计算所得的相应测点的应力值为

假定实测地应力及其所反映的初始应力场σ_ij是变量u_x和u_y的函数，则有：

σ_ij＝f(P_xn，P_yn，P_t1，P_t2)

构造联合反演模型的误差函数：

式中，n为测点个数。

8.根据权利要求7所述的断层发育油气藏地应力反演方法，其特征在于，所述联合反演模型的误差函数采用遗传算法进行优化反演，具体步骤如下：

A1：确定目标函数

函数值表示成个体的适应度值；

A2：产生初始群体θ∈[θ_i，i＝1，2，...n]]；

A3：利用数据输入接口，将初始种群参数组导入有限元软件，计算模型应力分布；

A4：利用数据输出接口程序将应力分布结果导出至主程序，计算初始群体个体适应度；

A5：评价是否满足中止条件，若满足则转到步骤A7输出最优解并结束；

若不满足中止条件，则随机选择两个个体，实施杂交和变异操作，形成新种群θ∈[θ_i+1，i＝1，2，...n]]；

A6：转到步骤A3；

A7：输出种群进化信息，开始下一轮进化。

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