一種基于三模量的泥頁巖地應力三維地震表征方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及非常規(guī)油氣藏地質勘探數(shù)據(jù)處理技術領域，特別是涉及到一種以巖石物理參數(shù)為分析基礎，利用巖石彈性模量預測地應力的三維地震預測，是一種地應力的定量表征方法。
【背景技術】
[0002]地應力是油氣富集成藏，油藏優(yōu)勢產能的重要評價參數(shù)之一，其相關理論現(xiàn)被運用于油氣勘探開發(fā)的各個環(huán)節(jié)之中，地應力場及其演化與油氣的運移聚集，關系密切。在油氣田開發(fā)和工程中，地應力的研究現(xiàn)被廣泛應用于油層壓裂、油層射孔、井網部署、儲層裂縫預測、套管柱的設計、井壁穩(wěn)定和合理的鉆井液密度的確定。
[0003]地應力是指存在于地殼中的內應力。在進行地應力研究時，常用三向地應力模型來描述地應力，即垂直方向主應力和兩個水平方向主應力，分別叫做最大水平主應力與最小水平主應力，由于一定范圍工區(qū)內，垂直方向主應力變化相對穩(wěn)定，而水平方向主應力變化復雜，且與泥頁巖油氣勘探開發(fā)關系密切。地應力的準確預測一直是需要解決的難題，以往對于地應力的研究多以數(shù)學應力模型建立為主，開展了基于彈性有限元法模擬和基于神經網絡的地應力預測，主要是以應力數(shù)學模型為基礎的測井計算方法，存在較大的局限性和誤差，計算結果多以井點應力為參考，應力模型正演外推的精度有限，并且由于實際地層內部應力的非均質性特點，基于模型計算的應力預測能力有限，難以實現(xiàn)面積較大工區(qū)的地應力平面預測。通過檢索，目前還沒有發(fā)現(xiàn)利用地震資料進行地應力預測與評價的相關文獻，也沒有學者利用地震資料對地應力進行預測和評價。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術存在的問題，提供一種基于三模量的泥頁巖地應力三維地震表征方法，即一種基于巖石物理參數(shù)分析的泥頁巖地應力三維地震預測方法。該方法避免了以往采用單井信息對地應力數(shù)學計算的局限性，提高了應力預測的精度，為非常規(guī)油氣的勘探提供了有效的技術指導。
[0005]本發(fā)明的總體技術路線是通過多參數(shù)分析，選擇工區(qū)地應力表征的優(yōu)勢自變量，利用多元回歸擬合，求取工區(qū)的地應力表征公式，通過地震疊前彈性參數(shù)的反演得到楊氏模量、剪切模量、體積模量體，并以地應力表征公式對多個彈性參數(shù)體進行地應力的計算，再結合相關誤差分析，開展地應力校正，完成地應力的平面預測。
[0006]本發(fā)明通過如下技術措施來實現(xiàn):
[0007]一種基于三模量的泥頁巖地應力三維地震表征方法包括:
[0008]從具備實測地應力的典型井測井數(shù)據(jù)中選定巖石物理彈性參數(shù)為表征水平地應力的主要參數(shù)；
[0009]地應力計算公式的建立；
[0010]彈性參數(shù)反演三種模量數(shù)據(jù)體；
[0011]地應力計算誤差分析及校正；
[0012]地應力預測三維體求取。
[0013]所述地應力計算公式的建立是指:分析工區(qū)的水平最大主應力、最小主應力與巖石物理彈性參數(shù)的關系，基于實測井的巖石物理參數(shù)對地應力數(shù)據(jù)進行擬合，建立符合研究工區(qū)地應力趨勢的水平地應力表征公式；
[0014]所述彈性參數(shù)反演三模量體是指:通過地震疊前彈性反演得到楊氏模量、體積模量、剪切模量的數(shù)據(jù)體，通過體運算得到基于三模量的水平最和水平最小地應力計算數(shù)據(jù)體；
[0015]所述地應力計算誤差分析及校正是指:求取計算地應力與實測地應力的誤差曲線，分析地應力誤差的敏感參數(shù)，求取地應力誤差計算公式，得到地應力深度誤差校正和地應力流體誤差校正數(shù)據(jù)體；
[0016]所述地應力預測三維體求取是指:把計算地應力數(shù)據(jù)體與地應力誤差數(shù)據(jù)體相力口，得到校正后的地應力預測三維體，完成地應力的有效預測。
[0017]在地應力計算誤差分析及校正過程中，包括兩個方面的校正，一是與深度、壓力、溫度相關的地應力誤差校正，包括三個步驟:(1)深度誤差公式擬合；(2)運用平均速度場進行應力時間-深度體轉換；(3)求取深度誤差校正應力體；二是與巖石流體變化相關的地應力誤差校正，包括三個步驟:(1)分析實測應力與三模量回歸應力的誤差變化規(guī)律，明確誤差數(shù)據(jù)段的影響因素，分析優(yōu)選出對誤差曲線信息敏感的彈性參數(shù)；(2)通過歸一化分析及曲線擬合建立表征應力誤差的方法；(3)求取流體誤差校正應力體。
[0018]在地應力預測三維體求取過程中，由于研究區(qū)不同井間地應力測試時間不同、測試條件及方法的差異也可導致地應力回歸的差異，有時需要加上其他校正因子，提高地應力預測準確度。
[0019]上述方案中選定巖石物理彈性參數(shù)為表征水平地應力的主要參數(shù)具體包括:選取具備實測地應力的典型井，利用其測井數(shù)據(jù)分析、計算出與泥頁巖地應力相關的各類參數(shù)，具體是巖石物理彈性參數(shù)、物理學參數(shù)、儲集空間參數(shù)這三大類；其中巖石物理彈性參數(shù)包括楊氏模量、剪切模量和體積模量；通過實測的地應力數(shù)據(jù)與上述三類參數(shù)相關分析對比，巖石物理彈性參數(shù)與水平地應力相關性最好，因此選定巖石物理彈性參數(shù)為表征水平地應力的主要參數(shù)。
[0020]本發(fā)明的有益效果:
[0021]本發(fā)明首次實現(xiàn)了泥頁巖地應力的地震預測。利用實際測井資料，通過回歸性分析對地層的不同測井信息進行分析與判定，優(yōu)選巖石物理彈性參數(shù)作為應力評價的表征自變量，對水平最大主應力、水平最小主應力進行表征；平面上發(fā)揮地震資料三維數(shù)據(jù)體的優(yōu)勢，結合地震疊前彈性反演技術，反演得到地應力表征的彈性參數(shù)數(shù)據(jù)體。最終通過計算地應力數(shù)據(jù)體的誤差分析、校正，實現(xiàn)了地應力的三維定量評價，為地應力的預測與有效評價提供了一種三維定量判別方法，較好的解決了地應力難以進行平面預測的問題。
【附圖說明】
[0022]圖1:本發(fā)明的一種具體實施例的流程圖
[0023]圖2:巖石力學強度與彈性參數(shù)分析示意圖
[0024]圖3:L69井水平最小主應力與彈性參數(shù)關系圖
[0025]圖4:L69井水平最大主應力與彈性參數(shù)關系圖
[0026]圖5:水平最大主應力與彈性參數(shù)的回歸擬合
[0027]圖6:地應力誤差與深度關系分析圖
[0028]圖7:地應力誤差與流體參數(shù)關系分析圖
[0029]圖8:L69井水平最大主應力校正曲線圖
[0030]圖9:L69井水平最大主應力誤差分析圖
[0031]圖10:BN地區(qū)最ES3下水平最大主應力平面預測圖
【具體實施方式】
[0032]本實施例提供一種適用研究工區(qū)的，基于巖石物理參數(shù)的綜合定量評價泥頁巖水平地應力大小的表征方法。判別分析的基本思想是通過利用測井數(shù)據(jù)與地應力的相關性判定，優(yōu)選地應力的有效表征因子；通過多參數(shù)回歸擬合與有效校正對應力進行表征。在此基礎上通過利用地震數(shù)據(jù)進行疊前反演，求取相關彈性參數(shù)體，通過計算求取地應力的平面展布規(guī)律。
[0033]本實施例通過如下技術流程來實現(xiàn):1、分析表征地應力的敏感參數(shù)。根據(jù)