CN117669119A

CN117669119A - 各向异性岩石水平主应力确定方法、装置、设备及介质

Info

Publication number: CN117669119A
Application number: CN202211040343.1A
Authority: CN
Inventors: 宋连腾; 刘忠华; 俞军; 袁超; 郑建东; 李潮流; 陈鹏; 周金昱; 李纲; 郭正权; 冯周; 宁从前
Original assignee: Petrochina Co Ltd
Current assignee: Petrochina Co Ltd
Priority date: 2022-08-29
Filing date: 2022-08-29
Publication date: 2024-03-08

Abstract

本发明公开了一种各向异性岩石水平主应力确定方法、装置、设备及介质。该方案包括：获取岩心体积密度以及至少一个取心样本的速度信息；根据岩心体积密度以及至少一个取心样本的速度信息，确定刚性系数；根据所述刚性系数、预先计算得到的上覆压力以及基于差应变实验测量得到应变信息，确定各向异性岩石水平主应力。本方案解决了差应变法使用的局限性问题，可以更精确的评价水平主应力，有利于为油气富集分布、水力压裂、井壁稳定性分析等提供有效的参数。

Description

各向异性岩石水平主应力确定方法、装置、设备及介质

技术领域

本发明涉及地球物理技术领域，尤其涉及一种各向异性岩石水平主应力确定方法、装置、设备及介质。

背景技术

油气勘探开发过程中的油气运移和聚集、钻井过程中井壁的稳定、水平井设计、油层改造以及注水开发中井网的布置等工作都与水平主应力密切相关，如何有效且准确地评价储层的水平主应力对于油气勘探开发有着重要的意义。

目前，基于差应变实验确定水平主应力是常见的室内地应力测量方法，差应变法的理论基础可靠，在众多地应力测量工作中取得了良好的效果，但是，差应变法的假设条件是各向同性的，在实际应用场景中，例如页岩油气储层，通常岩石都是各向异性的，物理性质的变化导致常规差应变实验测量的水平主应力值不准确。

发明内容

本发明提供了一种各向异性岩石水平主应力确定方法、装置、设备及介质，以解决差应变法使用的局限性问题，可以更精确的评价水平主应力，有利于为油气富集分布、水力压裂、井壁稳定性分析等提供有效的参数。

根据本发明的一方面，提供了一种各向异性岩石水平主应力确定方法，所述方法包括：

获取岩心体积密度以及至少一个取心样本的速度信息；

根据岩心体积密度以及至少一个取心样本的速度信息，确定刚性系数；

根据所述刚性系数、预先计算得到的上覆压力以及基于差应变实验测量得到应变信息，确定各向异性岩石水平主应力。

根据本发明的另一方面，提供了一种各向异性岩石水平主应力确定装置，该装置包括：

信息获取模块，用于获取岩心体积密度以及至少一个取心样本的速度信息；

刚性系数确定模块，用于根据岩心体积密度以及至少一个取心样本的速度信息，确定刚性系数；

水平主应力确定模块，用于根据所述刚性系数、预先计算得到的上覆压力以及基于差应变实验测量得到应变信息，确定各向异性岩石水平主应力。

根据本发明的另一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例所述的各向异性岩石水平主应力确定方法。

根据本发明的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现本发明任一实施例所述的各向异性岩石水平主应力确定方法。

本发明实施例的技术方案，通过获取岩心体积密度以及至少一个取心样本的速度信息，根据岩心体积密度以及至少一个取心样本的速度信息，确定刚性系数，再根据刚性系数、预先计算得到的上覆压力以及基于差应变实验测量得到应变信息，确定各向异性岩石水平主应力。本方案解决了差应变法使用的局限性问题，可以更精确的评价水平主应力，有利于为油气富集分布、水力压裂、井壁稳定性分析等提供有效的参数。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1A是根据本发明实施例一提供的一种各向异性岩石水平主应力确定方法的流程图；

图1B是根据本发明实施例提供的一种取心样本钻取示意图；

图1C是根据本发明实施例提供的声波速度测量示意图；

图1D是根据本发明实施例提供的水平主应力方位确定示意图；

图1E是根据本发明实施例提供的应力应变变化曲线图；

图2是根据本发明实施例二提供的一种各向异性岩石水平主应力确定方法的流程图；

图3是根据本发明实施例三提供的一种各向异性岩石水平主应力确定装置的结构示意图；

图4是实现本发明实施例提供的各向异性岩石水平主应力确定方法的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书以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，以便在本发明实施例中图示或描述以外进行实施。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。

实施例一

图1A为本发明实施例一提供的一种各向异性岩石水平主应力确定方法的流程图，本实施例可适用于各向异性岩石的水平主应力测量场景，该方法可以由各向异性岩石水平主应力确定装置来执行，该各向异性岩石水平主应力确定装置可以采用硬件和/或软件的形式实现，该各向异性岩石水平主应力确定装置可配置于电子设备中。如图1A所示，该方法包括：

S110、获取岩心体积密度以及至少一个取心样本的速度信息。

本方案可以由计算机等电子设备执行，电子设备可以读取通过钻井取心，对岩心进行质量和体积测量，得到的岩心体积密度。所述岩心体积密度可以是基于一个或多个取心样本测量得到的，例如，电子设备可以将多个取心样本的体积密度的平均值作为岩心体积密度。波速测量设备可以对取心样本进行波速测量，得到速度信息。其中，所述速度信息可以包括至少三个方向的横波速度和纵波速度。图1B是根据本发明实施例提供的一种取心样本钻取示意图。取心过程也可以是对岩心进行至少三个方向进行取心，得到至少三个取心样本,如图1B中以层理方向为基准，对岩心进行水平、垂直以及与对称轴角度呈45°夹角三个方向的钻取，得到三个取心样本。通过波速测量设备可以分别对各取心样本进行波速测量。

图1C是根据本发明实施例提供的声波速度测量示意图。如图1C所示，针对不同的取心样本，波速测量设备可以分别进行波速测量，得到不同方向的纵波速度和横波速度。容易理解的，纵波可以是质点运动方向与波传播方向平行的波，横波可以是质点运动方向与波传播方向垂直的波。纵波速度可以是纵波在取心样本中传播的速度，横波速度可以是横波在取心样本中传播的速度。

S120、根据岩心体积密度以及至少一个取心样本的速度信息，确定刚性系数。

根据岩心体积密度和至少一个取心样本的至少三个方向的速度信息，电子设备可以计算刚性系数矩阵。所述刚性系数矩阵可以是各方向的刚性系数的组合，通常是6维矩阵。刚性系数也可以称为弹性系数，用于描述弹性体的应力和应变关系。应力与应变的关系可以表示为：τ_ij＝C_ijkl·ε_kl；其中，τ_ij表示应力，ε_kl表示应变，C_ijkl表示刚性系数。刚性系数矩阵可以是对称矩阵，即以主对角线为对称轴，各元素对应相等的矩阵。6维刚性系数矩阵可以表示为：

可以理解的，弹性体的物理性质可以在不同的方向进行测量。如果各个方向的测量结果是相同的,说明弹性体的物理性质与取向无关,即各向同性。如果弹性体的物理性质和取向密切相关，不同取向的测量结果迥异，即各向异性，造成这种差异的内在因素是弹性体材料结构的非对称性。通常认为致密岩石为横观各向同性的弹性体。横观各向同性体是各向异性体的特殊情况。横观各向同性的弹性体表现为层状平面内各方向弹性性质一致，垂直于层状平面的方向上弹性性质不同。

以6维刚性系数矩阵为例，对于横观各向同性介质，由于其在层状平面上的对称性，刚性系数之间的关系表现为：C₁₁＝C₂₂，C₁₃＝C₂₃，C₄₄＝C₅₅，C₁₄＝C₁₅＝C₁₆＝0，C₂₄＝C₂₅＝C₂₆＝0，C₃₄＝C₃₅＝C₃₆＝0，C₄₅＝C₄₆＝C₅₆＝0，其中，C₁₂＝C₁₁-2C₆₆。因此，只需要计算C₁₁、C₁₃、C₃₃、C₄₄和C₆₆即可表征横观各向同性介质的弹性性质。

根据至少一个取心样本的速度信息，电子设备可以计算与层理方向关联的三个方向的纵波速度以及与层理方向关联的两个方向的横波速度，进而可以根据岩心体积密度、横波速度以及纵波速度，计算上述刚性系数。其中，三个方向的纵波速度可以分别是垂直于层理方向、平行于层理方向以及与层理方向呈45°夹角方向的纵波速度。两个方向的横波速度可以分别是垂直于层理方向、平行于层理方向的横波速度。

容易理解的，C₁₁可以是基于岩心体积密度和平行于层理方向的纵波速度计算得到的。C₃₃可以是基于岩心体积密度和垂直于层理方向的纵波速度计算得到的。C₄₄可以是根据岩心体积密度和垂直于层理方向的横波速度确定的。C₆₆可以是根据岩心体积密度和平行于层理方向的横波速度确定的。根据C₁₁和C₆₆，电子设备可以计算得到C₁₂。根据岩石体积密度、C₁₁、C₃₃、C₄₄以及与层理方向呈45°夹角方向的纵波速度，电子设备可以确定C₁₃。

S130、根据所述刚性系数、预先计算得到的上覆压力以及基于差应变实验测量得到应变信息，确定各向异性岩石水平主应力。

图1D是根据本发明实施例提供的水平主应力方位确定示意图。在本方案中，根据超声波速度在不同方位的大小，可以确定最大水平主应力方位和最小水平主应力方位。由于岩心从地层中取出后，应力释放会导致岩心内部产生微裂隙，裂隙沿最大水平主应力方向发生张裂，进而使得最大水平主应力方向上的超声波速度最小，而最小水平主应力方向上的超声波速度最大，其余方向上的超声波速度介于二者之间。在实际测量时，先在取心样本上标注1条可擦除的临时标示线为波速各向异性的测试0°角，每隔15°测量1次超声波速度，测量1圈。如图1D所示，对测量超声波速度数据进行正弦或余弦曲线拟合，超声波速度最大的角度为最小水平主应力方向，超声波速度最小的角度为最大水平主应力方向，从而确定水平主应力的相对方位。根据图1D所示曲线可以确定速度最大值对应的角度为最小水平主应力方位，约为48°，速度最小值对应的角度为最大水平主应力方位，约为132°。

在确定了最大水平主应力方位和最小水平主应力方位之后，根据差应变实验，对取心样本施加压力，可以测量应力数据与应变数据。具体的，施加压力时通常大于20MPa，以使微裂隙能够完全闭合。应力与应变数据是实验过程中记录的应变随应力增加的变化值。图1E是根据本发明实施例提供的应力应变变化曲线图。如图1E，长虚线为垂向应变随压力变化线，短虚线为最大水平主应变随压力变化线，点线为最小水平主应变随压力变化线，实线为从确定好的上覆压力值处作的垂线，与垂向应变、最大水平主应变和最小水平主应变交点处的应变值分别为ε₁、ε₂和ε₃。

在确定最大水平主应力和最小水平主应力时，首先需要确定上覆压力，然后确定上覆压力、最大水平主应力和最小水平主应力对应的主应变，最后根据压力、刚性系数和主应变的关系确定最大水平主应力和最小水平主应力。其中，所述上覆压力可以是基于密度在深度上积分计算得到的。具体的，上覆压力的计算公式可以表示为：其中，z表示深度，ρ(z)表示密度关于深度的函数，g表示重力加速度。

可以理解的，上覆压力、最大水平主应力和最小水平主应力的比值存在如下关系：S₁:S₂:S₃＝(α₁₁ε₁+α₁₂ε₂+α₁₃ε₃):(α₁₂ε₁+α₂₂ε₂+α₂₃ε₃):(α₁₃ε₁+α₂₃ε₂+α₃₃ε₃)；其中，S₂表示最大水平主应力，S₃表示最小水平主应力，ε₁表示上覆压力对应的应变，ε₂表示最大水平主应力对应的应变，ε₃表示最小水平主应力对应的应变。α₁₁、α₁₂、α₁₃、α₂₂、α₂₃和α₃₃表示应力与应变关系的参数，可以基于刚性系数计算得到。

本技术方案通过获取岩心体积密度以及至少一个取心样本的速度信息，根据岩心体积密度以及至少一个取心样本的速度信息，确定刚性系数，再根据刚性系数、预先计算得到的上覆压力以及基于差应变实验测量得到应变信息，确定各向异性岩石水平主应力。本方案解决了差应变法使用的局限性问题，可以更精确的评价水平主应力，有利于为油气富集分布、水力压裂、井壁稳定性分析等提供有效的参数。

实施例二

图2为本发明实施例二提供的一种各向异性岩石水平主应力确定方法的流程图，本实施例以上述实施例为基础进行优化。如图2所示，该方法包括：

S210、获取岩心体积密度以及至少一个取心样本的速度信息。

S220、根据至少一个取心样本的速度信息，确定与层理方向关联的三个方向的纵波速度以及与所述层理方向关联的两个方向的横波速度。

在本方案中，所述根据至少一个取心样本的速度信息，确定与层理方向关联的三个方向的纵波速度以及与所述层理方向关联的两个方向的横波速度，包括：

根据至少一个取心样本的速度信息，确定垂直于层理方向的纵波速度、平行于层理方向的纵波速度、垂直于层理方向的横波速度、平行于层理方向的横波速度以及与层理方向呈45°夹角方向的纵波速度。

容易理解的，横波速度分为两个速度，传播方向一致，极化方向互相垂直，其中一个极化方向平行于层理方向，称为快横波；另一个极化方向垂直于层理方向，称为慢横波。以图1C为例，V_S190为慢横波的速度，V_S290为快横波的速度。

S230、根据所述岩心体积密度、与层理方向关联的三个方向的纵波速度以及与所述层理方向关联的两个方向的横波速度，计算刚性系数。

在一个可行的方案中，所述根据所述岩心体积密度、与层理方向关联的三个方向的纵波速度以及与所述层理方向关联的两个方向的横波速度，计算刚性系数，包括：

根据所述岩心体积密度和所述平行于层理方向的纵波速度，计算第一刚性系数；

根据所述岩心体积密度和所述垂直于层理方向的纵波速度，计算第二刚性系数；

根据所述岩心体积密度和所述垂直于层理方向的横波速度，计算第三刚性系数；

根据所述岩心体积密度和所述平行于层理方向的横波速度，计算第四刚性系数；

根据所述第一刚性系数和所述第四刚性系数，计算第五刚性系数；

根据所述岩心体积密度、所述第一刚性系数、所述第二刚性系数、所述第三刚性系数以及所述与层理方向呈45°夹角方向的纵波速度，计算第六刚性系数。

具体的，所述刚性系数是刚性系数矩阵中的元素，表示为C_ij,i表示元素所在行，j表示元素所在列。Christoffel方程是波动方程的一种形式，适用于描述波在各向异性介质中的传播。对于本发明所述的横观各向同性地层，Christoffel方程可表述为：

其中Christoffel矩阵元素为：

其中：

式中，ω表示圆频率，k表示波数，ρ表示岩心体积密度，x、y和z表示不同的传播方向，其中，x方向、y方向和z方向两两相互垂直；k_x、k_y和k_z表示x、y和z传播方向上的波数分量，l_x、l_y和l_z分别表示x、y和z传播方向上的波数余弦，υ_x、υ_y和υ_z分别表示x、y和z传播方向上的速度分量。

通过求解Christoffel方程，可得刚性系数计算公式：

所述第一刚性系数计算公式为：

所述第二刚性系数计算公式为：

所述第三刚性系数计算公式为：

所述第四刚性系数计算公式为：

所述第五刚性系数计算公式为：C₁₂＝C₁₁-2C₆₆；

所述第六刚性系数计算公式为：

其中，ρ表示岩心体积密度，V_P90表示平行于层理方向的纵波速度，V_P0表示垂直于层理方向的纵波速度，V_S190表示垂直于层理方向的横波速度，V_S290表示平行于层理方向的横波速度，V_P45表示与层理方向呈45°夹角方向的纵波速度。

S240、根据所述刚性系数、预先计算得到的上覆压力以及基于差应变实验测量得到应变信息，确定各向异性岩石水平主应力。

在本方案中，可选的，所述根据所述刚性系数、预先计算得到的上覆压力以及基于差应变实验测量得到应变信息，确定各向异性岩石水平主应力，包括：

根据第一刚性系数、第二刚性系数、第五刚性系数以及第六刚性系数，确定第一参数组和第二参数组；其中，所述第一参数组与最大水平主应力关联；所述第二参数组与最小水平主应力关联；

根据第一参数组、第二参数组、上覆压力以及应变信息，确定最大水平主应力和最小水平主应力；其中，所述应变信息包括上覆压力匹配的应变、最大水平主应力匹配的应变以及最小水平主应力匹配的应变。

具体的，所述第一参数组包括α₁₁、α₁₂、α₁₃、α₂₂和α₂₃；所述第二参数组包括α₁₁、α₁₂、α₁₃、α₂₃和α₃₃；其中，α₁₁、α₁₂、α₁₃、α₂₂、α₂₃和α₃₃的计算公式分别为：

最大水平主应力的计算公式表示为：

最小水平主应力的计算公式表示为：

其中，S₁表示上覆压力，ε₁表示上覆压力匹配的应变，ε₂表示最大水平主应力匹配的应变，ε₃表示最小水平主应力匹配的应变。

在一个具体的例子中，岩心体积密度、垂直于层理方向的纵波速度、平行于层理方向的纵波速度、垂直于层理方向的横波速度、平行于层理方向的横波速度以及与层理方向呈45°夹角方向的纵波速度如下表1所示。

表1：

ρ/g/cm³	V_P0/m/s	V_P90/m/s	V_P45/m/s	V_S190/m/s	V_S290/m/s
						2.49	5220	4967	4832	3003	3020

根据表1中的岩心体积密度、垂直于层理方向的纵波速度、平行于层理方向的纵波速度、垂直于层理方向的横波速度、平行于层理方向的横波速度以及与层理方向呈45°夹角方向的纵波速度，电子设备按照S230中公式计算得到刚性系数C₁₁、C₁₂、C₁₃、C₃₃、C₄₄和C₆₆的取值如下表2所示。

表2：

C₁₁	C₃₃	C₄₄	C₆₆	C₁₂	C₁₃
						67.84	58.54	22.45	22.71	16.01	10.81

根据表2中的刚性系数值，电子设备可以按照S240中参数组的计算公式，计算得到各参数组中参数，如下表3。

表3：

α₁₁	α₁₂	α₁₃	α₃₃
				0.016	-0.002	-0.003	0.018

根据差应变实验测量，电子设备可以得到的目标垂向应变ε₁、目标最大水平主应变ε₂以及目标最小水平主应变ε₃。根据密度在深度上积分，电子设备可以计算得到上覆压力S₁。根据ε₁、ε₂、ε₃、S₁以及应力应变关系，电子设备可以按照上述最大水平主应力的计算公式以及最小水平主应力的计算公式，计算S₂和S₃。ε₁、ε₂、ε₃、S₁、S₂和S₃的计算结果如下表4所示。

表4：

根据本方案计算得到的最小水平主应力为30.2MPa，测试得到的最小水平主应力为30.6MPa，二者相对误差为1.31％，本方案可以大大提高实验测量和数据处理的准确率。

实施例三

图3为本发明实施例三提供的一种各向异性岩石水平主应力确定装置的结构示意图。如图3所示，该装置包括：

信息获取模块310，用于获取岩心体积密度以及至少一个取心样本的速度信息；

刚性系数确定模块320，用于根据岩心体积密度以及至少一个取心样本的速度信息，确定刚性系数；

水平主应力确定模块330，用于根据所述刚性系数、预先计算得到的上覆压力以及基于差应变实验测量得到应变信息，确定各向异性岩石水平主应力。

本方案中，可选的，所述刚性系数确定模块320，包括：

速度确定单元，用于根据至少一个取心样本的速度信息，确定与层理方向关联的三个方向的纵波速度以及与所述层理方向关联的两个方向的横波速度；

刚性系数计算单元，用于根据所述岩心体积密度、与层理方向关联的三个方向的纵波速度以及与所述层理方向关联的两个方向的横波速度，计算刚性系数。

在上述方案的基础上，所述速度确定单元，具体用于：

可选的，所述刚性系数计算单元，包括：

第一刚性系数计算子单元，用于根据所述岩心体积密度和所述平行于层理方向的纵波速度，计算第一刚性系数；

第二刚性系数计算子单元，用于根据所述岩心体积密度和所述垂直于层理方向的纵波速度，计算第二刚性系数；

第三刚性系数计算子单元，用于根据所述岩心体积密度和所述垂直于层理方向的横波速度，计算第三刚性系数；

第四刚性系数计算子单元，用于根据所述岩心体积密度和所述平行于层理方向的横波速度，计算第四刚性系数；

第五刚性系数计算子单元，用于根据所述第一刚性系数和所述第四刚性系数，计算第五刚性系数；

第六刚性系数计算子单元，用于根据所述岩心体积密度、所述第一刚性系数、所述第二刚性系数、所述第三刚性系数以及所述与层理方向呈45°夹角方向的纵波速度，计算第六刚性系数。

在一个优选的方案中，所述刚性系数是刚性系数矩阵中的元素，表示为C_ij,i表示元素所在行，j表示元素所在列；

所述第一刚性系数计算公式为：

所述第二刚性系数计算公式为：

所述第三刚性系数计算公式为：

所述第四刚性系数计算公式为：

所述第五刚性系数计算公式为：C₁₂＝C₁₁-2C₆₆；

所述第六刚性系数计算公式为：

在上述方案的基础上，所述水平主应力确定模块330，包括：

参数组确定单元，用于根据第一刚性系数、第二刚性系数、第五刚性系数以及第六刚性系数，确定第一参数组和第二参数组；其中，所述第一参数组与最大水平主应力关联；所述第二参数组与最小水平主应力关联；

水平主应力确定单元，用于根据第一参数组、第二参数组、上覆压力以及应变信息，确定最大水平主应力和最小水平主应力；其中，所述应变信息包括上覆压力匹配的应变、最大水平主应力匹配的应变以及最小水平主应力匹配的应变。

在一个可行的方案中，所述第一参数组包括α₁₁、α₁₂、α₁₃、α₂₂和α₂₃；所述第二参数组包括α₁₁、α₁₂、α₁₃、α₂₃和α₃₃；其中，α₁₁、α₁₂、α₁₃、α₂₂、α₂₃和α₃₃的计算公式分别为：

最大水平主应力的计算公式表示为：

最小水平主应力的计算公式表示为：

本发明实施例所提供的各向异性岩石水平主应力确定装置可执行本发明任意实施例所提供的各向异性岩石水平主应力确定方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

实施例四

图4提供了可以用来实施本发明实施例的电子设备410的结构示意图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备(如头盔、眼镜、手表等)和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。

如图4所示，电子设备410包括至少一个处理器411，以及与至少一个处理器411通信连接的存储器，如只读存储器(ROM)412、随机访问存储器(RAM)413等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器411可以根据存储在只读存储器(ROM)412中的计算机程序或者从存储单元418加载到随机访问存储器(RAM)413中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 413中，还可存储电子设备410操作所需的各种程序和数据。处理器411、ROM 412以及RAM 413通过总线414彼此相连。输入/输出(I/O)接口415也连接至总线414。

电子设备410中的多个部件连接至I/O接口415，包括：输入单元416，例如键盘、鼠标等；输出单元417，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元418，例如磁盘、光盘等；以及通信单元419，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元419允许电子设备410通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

处理器411可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器411的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器411执行上文所描述的各个方法和处理，例如各向异性岩石水平主应力确定方法。

在一些实施例中，各向异性岩石水平主应力确定方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元418。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 412和/或通信单元419而被载入和/或安装到电子设备410上。当计算机程序加载到RAM 413并由处理器411执行时，可以执行上文描述的各向异性岩石水平主应力确定方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器411可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行各向异性岩石水平主应力确定方法。

本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

用于实施本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

为了提供与用户的交互，可以在电子设备上实施此处描述的系统和技术，该电子设备具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给电子设备。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。

可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)、区块链网络和互联网。

计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims

1.一种各向异性岩石水平主应力确定方法，其特征在于，包括：

获取岩心体积密度以及至少一个取心样本的速度信息；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据岩心体积密度以及至少一个取心样本的速度信息，确定刚性系数，包括：

根据至少一个取心样本的速度信息，确定与层理方向关联的三个方向的纵波速度以及与所述层理方向关联的两个方向的横波速度；

根据所述岩心体积密度、与层理方向关联的三个方向的纵波速度以及与所述层理方向关联的两个方向的横波速度，计算刚性系数。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据至少一个取心样本的速度信息，确定与层理方向关联的三个方向的纵波速度以及与所述层理方向关联的两个方向的横波速度，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述岩心体积密度、与层理方向关联的三个方向的纵波速度以及与所述层理方向关联的两个方向的横波速度，计算刚性系数，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述刚性系数是刚性系数矩阵中的元素，表示为C_ij,i表示元素所在行，j表示元素所在列；

所述第一刚性系数计算公式为：

所述第二刚性系数计算公式为：

所述第三刚性系数计算公式为：

所述第四刚性系数计算公式为：

所述第五刚性系数计算公式为：C₁₂＝C₁₁-2C₆₆；

所述第六刚性系数计算公式为：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述刚性系数、预先计算得到的上覆压力以及基于差应变实验测量得到应变信息，确定各向异性岩石水平主应力，包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一参数组包括α₁₁、α₁₂、α₁₃、α₂₂和α₂₃；所述第二参数组包括α₁₁、α₁₂、α₁₃、α₂₃和α₃₃；其中，α₁₁、α₁₂、α₁₃、α₂₂、α₂₃和α₃₃的计算公式分别为：

最大水平主应力的计算公式表示为：

最小水平主应力的计算公式表示为：

8.一种各向异性岩石水平主应力确定装置，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-7中任一项所述的各向异性岩石水平主应力确定方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述的各向异性岩石水平主应力确定方法。