獲取砂巖孔隙度的方法和裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供的獲取砂巖孔隙度的方法和裝置，通過如下步驟獲取砂巖孔隙度：首先，獲取砂巖的彈性體積模量、彈性剪切模量、黏彈性剪切模量和黏彈性剪切系數(shù)；其次，獲取所述砂巖受到的垂向應(yīng)力、水平最大主應(yīng)力和水平最小主應(yīng)力；隨后，根據(jù)砂巖的彈性體積模量、彈性剪切模量、黏彈性剪切模量、黏彈性剪切系數(shù)、垂向應(yīng)力、水平最大主應(yīng)力和水平最小主應(yīng)力獲取砂巖體積應(yīng)變；最后，根據(jù)砂巖的初始孔隙度和砂巖體積應(yīng)變，獲取砂巖孔隙度。本發(fā)明提供的獲取砂巖孔隙度的方法和裝置，獲取砂巖孔隙度時(shí)不需要鉆井獲取砂巖樣本，降低了砂巖孔隙度的成本。
【專利說(shuō)明】
獲取砂巖孔隙度的方法和裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及石油開采技術(shù)，尤其設(shè)及一種獲取砂巖孔隙度的方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 砂巖孔隙度是定量評(píng)價(jià)儲(chǔ)層優(yōu)劣和判斷儲(chǔ)層是否具有儲(chǔ)集油氣及開采價(jià)值的重 要的物性參數(shù)。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中，獲取砂巖孔隙度的方法是:通過鉆井取得儲(chǔ)層中的砂巖樣本，根據(jù)砂 巖樣本進(jìn)行測(cè)量。
[0004] 采用現(xiàn)有技術(shù)的方法，通過獲取儲(chǔ)層中的砂巖樣本進(jìn)而得到孔隙度的成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提供一種獲取砂巖孔隙度的方法和裝置，獲取砂巖孔隙度時(shí)不需要鉆井獲 取砂巖樣本，降低了砂巖孔隙度的成本。
[0006] 本發(fā)明提供一種獲取砂巖孔隙度的方法，包括：
[0007] 獲取砂巖的彈性體積模量、彈性剪切模量、黏彈性剪切模量和黏彈性剪切系數(shù)；
[0008] 獲取所述砂巖受到的垂向應(yīng)力、水平最大主應(yīng)力和水平最小主應(yīng)力；
[0009] 根據(jù)所述彈性體積模量、所述彈性剪切模量、所述黏彈性剪切模量、所述黏彈性剪 切系數(shù)、所述垂向應(yīng)力、所述水平最大主應(yīng)力和所述水平最小主應(yīng)力，獲取砂巖體積應(yīng)變；
[0010] 根據(jù)所述砂巖的初始孔隙度和所述砂巖體積應(yīng)變，獲取所述砂巖孔隙度。
[0011] 在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述根據(jù)所述彈性體積模量、所述彈性剪切模量、所述黏彈 性剪切模量、所述黏彈性剪切系數(shù)、所述垂向應(yīng)力、所述水平最大主應(yīng)力和所述水平最小主 應(yīng)力，獲取砂巖體積應(yīng)變，包括：
[0012]
[0013]
[0014]
[0015] 獲取=個(gè)主地應(yīng)力方向上在時(shí)期t的應(yīng)變，其中，ei(t)表示第一主應(yīng)力方向上在 時(shí)期t的體積應(yīng)變，e2(t)表示第二主應(yīng)力方向上在時(shí)期t的體積應(yīng)變，e3 (t)表示第=主應(yīng)力 方向上在時(shí)期t的體積應(yīng)變，其中，K為所述彈性體積模量，柄為所述彈性剪切模量，(h為所述 黏彈性剪切模量，ni為所述黏彈性剪切系數(shù)，Oi為所述垂向應(yīng)力、所述水平最大主應(yīng)力和所 述水平最小主應(yīng)力中的最大值，〇2為所述垂向應(yīng)力、所述水平最大主應(yīng)力和所述水平最小 主應(yīng)力中的中間值，〇3為所述垂向應(yīng)力、所述水平最大主應(yīng)力和所述水平最小主應(yīng)力中的 最小值，e為自然常數(shù)；
[0016] 根據(jù)ev(t) = ei(t)+E2(t)+e3(t)獲取砂巖體積應(yīng)變；
[0017] 所述根據(jù)所述砂巖的初始孔隙度和所述砂巖體積應(yīng)變，獲取所述砂巖孔隙度，包 括：
[0018] 根據(jù)(1) (t)= d) (to)-ev(t)獲取所述砂巖孔隙度，其中，d) (t)為所述砂巖孔隙度， & (to)表示在時(shí)期to的所述砂巖的初始孔隙度，Ev(t)表示在時(shí)期t的所述砂巖體積應(yīng)變，其 中，e^t) = ei(t)+e2(t)+￡3(t)。
[0019] 在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述獲取砂巖的彈性體積模量、彈性剪切模量、黏彈性剪切 模量和黏彈性剪切系數(shù)，包括：
[0020] 通過常規(guī)=軸壓縮實(shí)驗(yàn)獲取所述彈性體積模量和所述彈性剪切模量；
[0021] 通過=軸流變實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)獲取所述黏彈性剪切模量和所述黏彈性剪切系數(shù)。
[0022] 在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述獲取砂巖的彈性體積模量、彈性剪切模量、黏彈性剪切 模量和黏彈性剪切系數(shù)，包括：
[0023] 根據(jù)沉積過程中的水動(dòng)力條件、砂巖顆粒粒度、分選性和細(xì)粒物質(zhì)含量，獲取砂巖 的彈性體積模量、彈性剪切模量、黏彈性剪切模量和黏彈性剪切系數(shù)。
[0024] 在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述通過常規(guī)=軸壓縮實(shí)驗(yàn)獲取所述彈性體積模量和所述 彈性剪切模量，包括：
[0025] 通過常規(guī)=軸壓縮實(shí)驗(yàn)獲取砂巖樣品的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，從所述應(yīng)力-應(yīng)變曲線中 獲取線彈性階段的應(yīng)力、軸向應(yīng)變W及相應(yīng)的徑向應(yīng)變數(shù)據(jù)，得到砂巖的楊氏彈性模量E和 泊松比y;
[0026] 根巧 尋到所述彈性體積模量，其中K為所述彈性體積模量；
[0027] 根巧 巧Ij所述彈性剪切模量，其中，Go為所述彈性剪切模量。
[0028] 在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述通過=軸流變實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)獲取所述黏彈性剪切模量和所 述黏彈性剪切系數(shù)，包括：
[0029] 通過S軸流變實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)獲取砂巖的應(yīng)變-時(shí)間曲線，所述應(yīng)變-時(shí)間曲線為：
[0030] Yii = atii+b；
[0031] Y2i = at2i+b；
[0032] Y3i = at3i+b；
[0033] 通過最小二乘法回歸獲得所述黏彈性剪切模量和所述黏彈性剪切系數(shù);其中，
[0034] Yii = ln[ei(°0)-ei(t)]，Y2i = ln|>2(°°)-e2(t)]，Y3i = ln|>3(°°)-e3(t)]，
[0035]
[0036]
[0037]
[00；3 引
[0039] 其中，K為所述彈性體積模量，Go為所述彈性剪切模量，Gi為所述黏彈性剪切模量， m為所述黏彈性剪切系數(shù)，Oi為所述垂向應(yīng)力、所述水平最大主應(yīng)力和所述水平最小主應(yīng)力 中的最大值，〇2為所述垂向應(yīng)力、所述水平最大主應(yīng)力和所述水平最小主應(yīng)力中的中間值， 03為所述垂向應(yīng)力、所述水平最大主應(yīng)力和所述水平最小主應(yīng)力中的最小值，e為自然常 數(shù)，ei(t)表示第一主應(yīng)力方向上在時(shí)期t的體積應(yīng)變，E2(t)表示第二主應(yīng)力方向上在時(shí)期t 的體積應(yīng)變，S3 (t )表示第=主應(yīng)力方向上在時(shí)期t的體積應(yīng)變，e 1 ( CX^表示第一主應(yīng)力方向 上體積應(yīng)變的極限值，E2(-)表示第二主應(yīng)力方向上體積應(yīng)變的極限值，E3(-)表示第=主 應(yīng)力方向上體積應(yīng)變的極限值，Yii為第一主應(yīng)力方向上在時(shí)期tii的應(yīng)變，Y2i為第二主應(yīng)力 方向上在時(shí)期t2i的應(yīng)變爪功第一主應(yīng)力方向上在時(shí)期t3i的應(yīng)變，a為所述砂巖的應(yīng)變-時(shí) 間曲線的斜率，b為所述砂巖的應(yīng)變-時(shí)間曲線的截距。
[0040] 在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述獲取所述砂巖受到的垂向應(yīng)力、水平最大主應(yīng)力和水 平最小主應(yīng)力，包括：
[0041] 通過上覆巖層密度和厚度，獲取所述垂向應(yīng)力；
[0042] 通過水力壓裂方法，獲取所述水平最小主應(yīng)力；
[0043] 通過測(cè)井資料和鉆井工程中井壁失穩(wěn)特征，獲取所述水平最大主應(yīng)力。
[0044] 在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述砂巖體積應(yīng)變精度為1 X 1(T5。
[0045] 在本發(fā)明一實(shí)施例中，還包括：
[0046] 通過氣體吸附法獲取所述初始孔隙度，所述初始孔隙度的精度為1 X 1(T5。
[0047] 本發(fā)明提供一種獲取砂巖孔隙度的裝置，包括：
[0048] 獲取模塊，用于獲取砂巖的彈性體積模量、彈性剪切模量、黏彈性剪切模量和黏彈 性剪切系數(shù)；
[0049] 所述獲取模塊，還用于獲取所述砂巖受到的垂向應(yīng)力、水平最大主應(yīng)力和水平最 小主應(yīng)力；
[0050] 處理模塊，用于根據(jù)所述彈性體積模量、所述彈性剪切模量、所述黏彈性剪切模 量、所述黏彈性剪切系數(shù)、所述垂向應(yīng)力、所述水平最大主應(yīng)力和所述水平最小主應(yīng)力，獲 取砂巖體積應(yīng)變；
[0051] 所述處理模塊，還用于根據(jù)所述砂巖的初始孔隙度和所述砂巖體積應(yīng)變，獲取所 述砂巖孔隙度。
[0052] 本發(fā)明提供的獲取砂巖孔隙度的方法和裝置，通過如下步驟獲取砂巖孔隙度:首 先，獲取砂巖的彈性體積模量、彈性剪切模量、黏彈性剪切模量和黏彈性剪切系數(shù);其次，獲 取所述砂巖受到的垂向應(yīng)力、水平最大主應(yīng)力和水平最小主應(yīng)力；隨后，根據(jù)砂巖的彈性體 積模量、彈性剪切模量、黏彈性剪切模量、黏彈性剪切系數(shù)、垂向應(yīng)力、水平最大主應(yīng)力和水 平最小主應(yīng)力獲取砂巖體積應(yīng)變;最后，根據(jù)砂巖的初始孔隙度和砂巖體積應(yīng)變，獲取砂巖 孔隙度。本發(fā)明提供的獲取砂巖孔隙度的方法和裝置，獲取砂巖孔隙度時(shí)不需要鉆井獲取 砂巖樣本，降低了砂巖孔隙度的成本。
【附圖說(shuō)明】
[0053] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可 W根據(jù)運(yùn)些附圖獲得其他的附圖。
[0054] 圖1為本發(fā)明獲取砂巖孔隙度的方法實(shí)施例一的流程示意圖；
[0055] 圖2為本發(fā)明獲取砂巖孔隙度的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0056] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0057] 本發(fā)明的說(shuō)明書和權(quán)利要求書及上述附圖中的術(shù)語(yǔ)"第一"、"第二"、"第第 四"等(如果存在)是用于區(qū)別類似的對(duì)象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應(yīng)該理 解運(yùn)樣使用的數(shù)據(jù)在適當(dāng)情況下可W互換，W便運(yùn)里描述的本發(fā)明的實(shí)施例例如能夠W除 了在運(yùn)里圖示或描述的那些W外的順序?qū)嵤４送?，術(shù)語(yǔ)"包括"和"具有"W及他們的任何 變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統(tǒng)、產(chǎn) 品或設(shè)備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清楚地列出的或?qū)τ谶\(yùn) 些過程、方法、產(chǎn)品或設(shè)備固有的其它步驟或單元。
[0058] 圖1為本發(fā)明獲取砂巖孔隙度的方法實(shí)施例一的流程示意圖。如圖1所示，該獲取 砂巖孔隙度的方法包括W下步驟：
[0059] SlOl:獲取砂巖的彈性體積模量、彈性剪切模量、黏彈性剪切模量和黏彈性剪切系 數(shù)。
[0060] 具體地，通過砂巖樣本獲取砂巖的彈性體積模量、彈性剪切模量、黏彈性剪切模量 和黏彈性剪切系數(shù)。其中，砂巖樣本可W通過鉆井獲取儲(chǔ)層內(nèi)的真實(shí)砂巖樣本，或者將砂巖 制備裝置制備的砂巖樣品作為砂巖樣本。
[0061 ] S102:獲取砂巖受到的垂向應(yīng)力、水平最大主應(yīng)力和水平最小主應(yīng)力。
[0062] S103:根據(jù)彈性體積模量、彈性剪切模量、黏彈性剪切模量、黏彈性剪切系數(shù)、垂向 應(yīng)力、水平最大主應(yīng)力和水平最小主應(yīng)力，獲取砂巖體積應(yīng)變；
[0063] S104:根據(jù)砂巖的初始孔隙度和砂巖體積應(yīng)變，獲取砂巖孔隙度。
[0064] 本實(shí)施例，獲取砂巖的彈性體積模量、彈性剪切模量、黏彈性剪切模量和黏彈性剪 切系數(shù);其次，獲取所述砂巖受到的垂向應(yīng)力、水平最大主應(yīng)力和水平最小主應(yīng)力；隨后，根 據(jù)砂巖的彈性體積模量、彈性剪切模量、黏彈性剪切模量、黏彈性剪切系數(shù)、垂向應(yīng)力、水平 最大主應(yīng)力和水平最小主應(yīng)力獲取砂巖體積應(yīng)變;最后，根據(jù)砂巖的初始孔隙度和砂巖體 積應(yīng)變，獲取砂巖孔隙度。本發(fā)明提供的獲取砂巖孔隙度的方法和裝置，獲取砂巖孔隙度時(shí) 不需要鉆井獲取砂巖樣本，降低了砂巖孔隙度的成本。
[0065] 在上述實(shí)施例中，具體地，S103中根據(jù)彈性體積模量、彈性剪切模量、黏彈性剪切 模量、黏彈性剪切系數(shù)、垂向應(yīng)力、水平最大主應(yīng)力和水平最小主應(yīng)力，獲取砂巖體積應(yīng)變 的方法可W為:根據(jù)
[0066] _ \
/ _
[0069] 獲取=個(gè)主地應(yīng)力方向上在時(shí)期t的應(yīng)變，其中，ei(t)表示第一主應(yīng)力方向上在 時(shí)期t的體積應(yīng)變，E2(t)表示第二主應(yīng)力方向上在時(shí)期t的體積應(yīng)變，E3(t)表示第=主應(yīng)力 方向上在時(shí)期t的體積應(yīng)變，其中，K為彈性體積模量，柄為彈性剪切模量，Gl為黏彈性剪切模 量，m為黏彈性剪切系數(shù)，〇1為垂向應(yīng)力、水平最大主應(yīng)力和水平最小主應(yīng)力中的最大值，〇2 為所述垂向應(yīng)力、水平最大主應(yīng)力和水平最小主應(yīng)力中的中間值，〇3為垂向應(yīng)力、水平最大 主應(yīng)力和水平最小主應(yīng)力中的最小值，e為自然常數(shù)。
[0070] 通過公式1-3得到=個(gè)主地應(yīng)力方向上在時(shí)期t的應(yīng)變后，通過
[0071] e^t) = ei(t)+e2(t)+￡3(t)--公式 4
[0072] 獲取砂巖體積應(yīng)變；
[0073] 根據(jù)砂巖的初始孔隙度和砂巖體積應(yīng)變，獲取砂巖孔隙度，包括：
[0074] 根據(jù)
[0075] 4)(t)=(l)(t〇)-ev(t)--公式 5
[0076] 獲取砂巖孔隙度。在公式5中，d) (t)為所述砂巖孔隙度，d) (to)表示在時(shí)期to的砂 巖的初始孔隙度，Ev(t)表示在時(shí)期t的砂巖體積應(yīng)變。
[0077] 本實(shí)施例，通過建立=個(gè)主地應(yīng)力方向上的應(yīng)變方程，從而能夠根據(jù)彈性體積模 量、彈性剪切模量、黏彈性剪切模量、黏彈性剪切系數(shù)、垂向應(yīng)力、水平最大主應(yīng)力和水平最 小主應(yīng)力獲取=個(gè)主地應(yīng)力方向上在時(shí)期t的應(yīng)變，并通過砂巖的初始孔隙度和砂巖體積 應(yīng)變獲取砂巖的孔隙度。本實(shí)施例提供的獲取砂巖孔隙度的方法，獲取砂巖孔隙度時(shí)可W 不需要鉆井獲取砂巖樣本，降低了砂巖孔隙度的成本。
[007引在上述實(shí)施例中，具體地，獲取砂巖的彈性體積模量、彈性剪切模量、黏彈性剪切 模量和黏彈性剪切系數(shù)，包括:通過常規(guī)=軸壓縮實(shí)驗(yàn)獲取彈性體積模量和彈性剪切模量； 通過=軸流變實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)獲取黏彈性剪切模量和黏彈性剪切系數(shù)。
[0079]在上述實(shí)施例中，具體地，獲取砂巖的彈性體積模量、彈性剪切模量、黏彈性剪切 模量和黏彈性剪切系數(shù)，還包括:根據(jù)沉積過程中的水動(dòng)力條件、砂巖顆粒粒度、分選性和 細(xì)粒物質(zhì)含量，獲取砂巖的彈性體積模量、彈性剪切模量、黏彈性剪切模量和黏彈性剪切系 數(shù)。
[0080] 其中，例如:獲取砂巖的彈性體積模量、彈性剪切模量、黏彈性剪切模量和黏彈性 剪切系數(shù)時(shí)，不需要鉆井獲取砂巖樣本，可充分考慮待測(cè)孔隙度的砂巖沉積過程中的水動(dòng) 力條件、砂巖顆粒粒度、分選性和細(xì)粒物質(zhì)含量等參數(shù)進(jìn)行估算，并通過疏松砂巖巖屯、制備 裝置預(yù)制符合物源和沉積環(huán)境的疏松砂巖的樣品，并通過樣品獲取砂巖的彈性體積模量、 彈性剪切模量、黏彈性剪切模量和黏彈性剪切系數(shù)。
[0081] 本實(shí)施例，提供了獲取砂巖的彈性體積模量、彈性剪切模量、黏彈性剪切模量和黏 彈性剪切系數(shù)的方法，包括通過常規(guī)=軸壓縮實(shí)驗(yàn)獲取彈性體積模量和彈性剪切模量;通 過=軸流變實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)獲取黏彈性剪切模量和黏彈性剪切系數(shù)，W及根據(jù)沉積過程中的水動(dòng) 力條件、砂巖顆粒粒度、分選性和細(xì)粒物質(zhì)含量，獲取砂巖的彈性體積模量、彈性剪切模量、 黏彈性剪切模量和黏彈性剪切系數(shù)，進(jìn)而獲取砂巖的孔隙度。本實(shí)施例提供獲取砂巖孔隙 度的方法，獲取砂巖孔隙度時(shí)可W不需要鉆井獲取砂巖樣本，降低了砂巖孔隙度的成本。
[0082] 在上述實(shí)施例中，進(jìn)一步地，通過常規(guī)=軸壓縮實(shí)驗(yàn)獲取彈性體積模量和彈性剪 切模量，包括：
[0083] 通過常規(guī)=軸壓縮實(shí)驗(yàn)獲取砂巖樣品的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，從應(yīng)力-應(yīng)變曲線中獲取 線彈性階段的應(yīng)力、軸向應(yīng)變W及相應(yīng)的徑向應(yīng)變數(shù)據(jù)，得到砂巖的楊氏彈性模量E和泊松 比y;
[0084] 巧據(jù) [0085；
[0086J 得到彈性體積模量，其中，K為彈性體積模量；
[0087]根據(jù)
[008引
[0089] 得到彈性剪切模量，其中，Go為彈性剪切模量。
[0090] 在上述實(shí)施例中，進(jìn)一步地，所述通過=軸流變實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)獲取所述黏彈性剪切模 量和所述黏彈性剪切系數(shù)，包括：
[0091 ]通過=軸流變實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)獲取砂巖的應(yīng)變-時(shí)間曲線，所述應(yīng)變-時(shí)間曲線為：
[0092] Yii = atii+b--公式 8
[0093] Y2i = at2i+b--公式 9
[0094] Y3i = at3i+b--公式 10
[00%]通過最小二乘法回歸獲得所述黏彈性剪切模量和所述黏彈性剪切系數(shù);其中，
[0096] Yii = ln[ei(°0)-ei(t)]，Y2i = ln|>2(°°)-e2(t)]，Y3i = ln|>3(°°)-e3(t)]，
[0097；
[009引
[00
[01
[0101] 其中，K為所述彈性體積模量，Go為所述彈性剪切模量，(h為所述黏彈性剪切模量， m為所述黏彈性剪切系數(shù)，〇1為所述垂向應(yīng)力、所述水平最大主應(yīng)力和所述水平最小主應(yīng)力 中的最大值，〇2為所述垂向應(yīng)力、所述水平最大主應(yīng)力和所述水平最小主應(yīng)力中的中間值， 〇3為所述垂向應(yīng)力、所述水平最大主應(yīng)力和所述水平最小主應(yīng)力中的最小值，e為自然常 數(shù)，ei(t)表示第一主應(yīng)力方向上在時(shí)期t的體積應(yīng)變，￡2(t)表示第二主應(yīng)力方向上在時(shí)期t 的體積應(yīng)變，E3(t)表示第=主應(yīng)力方向上在時(shí)期t的體積應(yīng)變，ei(cx〇表示第一主應(yīng)力方向 上體積應(yīng)變的極限值，E2(-)表示第二主應(yīng)力方向上體積應(yīng)變的極限值，E3(-)表示第=主 應(yīng)力方向上體積應(yīng)變的極限值，Yii為第一主應(yīng)力方向上在時(shí)期tii的應(yīng)變，Y2i為第二主應(yīng)力 方向上在時(shí)期t2i的應(yīng)變，Y3i為第一主應(yīng)力方向上在時(shí)期t3i的應(yīng)變，a為所述砂巖的應(yīng)變-時(shí) 間曲線的斜率，b為所述砂巖的應(yīng)變-時(shí)間曲線的截距。
[0102] 本實(shí)施例，提供了通過常規(guī)=軸壓縮實(shí)驗(yàn)獲取彈性體積模量和彈性剪切模量;通 過=軸流變實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)獲取黏彈性剪切模量和黏彈性剪切系數(shù)的方法，本實(shí)施例提供的方法 能夠獲取砂巖的彈性體積模量、彈性剪切模量、黏彈性剪切模量和黏彈性剪切系數(shù)，進(jìn)而獲 取砂巖孔隙度，獲取砂巖孔隙度時(shí)可W不需要鉆井獲取砂巖樣本，降低了砂巖孔隙度的成 本。
[0103] 在上述實(shí)施例中，獲取所述砂巖受到的垂向應(yīng)力、水平最大主應(yīng)力和水平最小主 應(yīng)力，包括:通過上覆巖層密度和厚度，獲取垂向應(yīng)力;通過水力壓裂方法，獲取水平最小主 應(yīng)力;通過測(cè)井資料和鉆井工程中井壁失穩(wěn)特征，獲取水平最大主應(yīng)力。
[0104] 本實(shí)施例，通過上覆巖層密度和厚度，獲取垂向應(yīng)力;通過水力壓裂方法，獲取水 平最小主應(yīng)力;通過測(cè)井資料和鉆井工程中井壁失穩(wěn)特征，獲取水平最大主應(yīng)力，進(jìn)而獲得 砂巖的孔隙度，獲取砂巖孔隙度時(shí)可W不需要鉆井獲取砂巖樣本，降低了砂巖孔隙度的成 本。
[0105] 在上述實(shí)施例中，砂巖體積應(yīng)變精度為1 X 10-5。
[0106] 其中，一種可能的實(shí)現(xiàn)方式為，根據(jù)公式5所示，根據(jù)砂巖的初始孔隙度和砂巖體 積應(yīng)變，獲取砂巖孔隙度，則當(dāng)砂巖體積應(yīng)變精度為1 X 1(T5時(shí)，將砂巖的初始孔隙度、砂巖 孔隙度的精度都設(shè)置為1 X 1(T5。
[0107] 在上述實(shí)施例中，進(jìn)一步地，通過氣體吸附法獲取初始孔隙度，所述初始孔隙度的 精度為IX 10^5。
[0108] 本實(shí)施例，提供了通過氣體吸附法獲取初始孔隙度的方法，并將初始孔隙度、砂巖 體積應(yīng)變精度等參數(shù)的精度定為I X 1(T5，進(jìn)而根據(jù)初始孔隙度獲得砂巖孔隙度，獲取砂巖 孔隙度時(shí)可W不需要鉆井獲取砂巖樣本，降低了砂巖孔隙度的成本。
[0109] 圖2為本發(fā)明獲取砂巖孔隙度的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，本實(shí)施例的裝置包括獲取模 塊201、和處理模塊202,其中獲取模塊201用于獲取砂巖的彈性體積模量、彈性剪切模量、黏 彈性剪切模量和黏彈性剪切系數(shù);所述獲取模塊201，還用于獲取所述砂巖受到的垂向應(yīng) 力、水平最大主應(yīng)力和水平最小主應(yīng)力;處理模塊202,用于根據(jù)所述彈性體積模量、所述彈 性剪切模量、所述黏彈性剪切模量、所述黏彈性剪切系數(shù)、所述垂向應(yīng)力、所述水平最大主 應(yīng)力和所述水平最小主應(yīng)力，獲取砂巖體積應(yīng)變;所述處理模塊202，還用于根據(jù)所述砂巖 的初始孔隙度和所述砂巖體積應(yīng)變，獲取所述砂巖孔隙度。
[0110] 本實(shí)施例的裝置對(duì)應(yīng)地可用于執(zhí)行圖1所示實(shí)施例的技術(shù)方案，其實(shí)現(xiàn)原理和技 術(shù)效果類似，此處不再寶述。
[0111] 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可W理解:實(shí)現(xiàn)上述各方法實(shí)施例的全部或部分步驟可W通 過程序指令相關(guān)的硬件來(lái)完成。前述的程序可W存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中。該程 序在執(zhí)行時(shí)，執(zhí)行包括上述各方法實(shí)施例的步驟;而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括:R〇M、RAM、磁碟或 者光盤等各種可W存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。
[0112] 最后應(yīng)說(shuō)明的是：W上各實(shí)施例僅用W說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制;盡 管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依 然可W對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn) 行等同替換；而運(yùn)些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù) 方案的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種獲取砂巖孔隙度的方法，其特征在于，包括： 獲取砂巖的彈性體積模量、彈性剪切模量、黏彈性剪切模量和黏彈性剪切系數(shù)； 獲取所述砂巖受到的垂向應(yīng)力、水平最大主應(yīng)力和水平最小主應(yīng)力； 根據(jù)所述彈性體積模量、所述彈性剪切模量、所述黏彈性剪切模量、所述黏彈性剪切系 數(shù)、所述垂向應(yīng)力、所述水平最大主應(yīng)力和所述水平最小主應(yīng)力，獲取砂巖體積應(yīng)變； 根據(jù)所述砂巖的初始孔隙度和所述砂巖體積應(yīng)變，獲取所述砂巖孔隙度。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述彈性體積模量、所述彈性剪 切模量、所述黏彈性剪切模量、所述黏彈性剪切系數(shù)、所述垂向應(yīng)力、所述水平最大主應(yīng)力 和所述水平最小主應(yīng)力，獲取砂巖體積應(yīng)變，包括：獲取三個(gè)主地應(yīng)力方向上在時(shí)期t的應(yīng)變，其中，￡l(t)表示第一主應(yīng)力方向上在時(shí)期t 的體積應(yīng)變，ε2(t)表示第二主應(yīng)力方向上在時(shí)期t的體積應(yīng)變，ε3(t)表示第三主應(yīng)力方向 上在時(shí)期t的體積應(yīng)變，其中，K為所述彈性體積模量，Go為所述彈性剪切模量，&為所述黏彈 性剪切模量，m為所述黏彈性剪切系數(shù)， 〇1為所述垂向應(yīng)力、所述水平最大主應(yīng)力和所述水 平最小主應(yīng)力中的最大值，〇2為所述垂向應(yīng)力、所述水平最大主應(yīng)力和所述水平最小主應(yīng) 力中的中間值，〇3為所述垂向應(yīng)力、所述水平最大主應(yīng)力和所述水平最小主應(yīng)力中的最小 值，e為自然常數(shù)； 根據(jù)￡^1:) = 6:(1:) + 62(1:) + 63(1:)獲取砂巖體積應(yīng)變； 所述根據(jù)所述砂巖的初始孔隙度和所述砂巖體積應(yīng)變，獲取所述砂巖孔隙度，包括： 根據(jù)Φ (t) = Φ (to)-ev(t)獲取所述砂巖孔隙度，其中，Φ (t)為所述砂巖孔隙度，Φ (to)表示在時(shí)期to的所述砂巖的初始孔隙度，ev(t)表示在時(shí)期t的所述砂巖體積應(yīng)變，其 中，ε ν(?) = ￡"1：) + ￡2(1：) + ￡3(1：) 〇3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取砂巖的彈性體積模量、彈性剪切 模量、黏彈性剪切模量和黏彈性剪切系數(shù)，包括： 通過常規(guī)三軸壓縮實(shí)驗(yàn)獲取所述彈性體積模量和所述彈性剪切模量； 通過三軸流變實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)獲取所述黏彈性剪切模量和所述黏彈性剪切系數(shù)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取砂巖的彈性體積模量、彈性剪切 模量、黏彈性剪切模量和黏彈性剪切系數(shù)，包括： 根據(jù)沉積過程中的水動(dòng)力條件、砂巖顆粒粒度、分選性和細(xì)粒物質(zhì)含量，獲取砂巖的彈 性體積模量、彈性剪切模量、黏彈性剪切模量和黏彈性剪切系數(shù)。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述通過常規(guī)三軸壓縮實(shí)驗(yàn)獲取所述彈性 體積模量和所述彈性剪切模量，包括： 通過常規(guī)三軸壓縮實(shí)驗(yàn)獲取砂巖樣品的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，從所述應(yīng)力-應(yīng)變曲線中獲取 線彈性階段的應(yīng)力、軸向應(yīng)變以及相應(yīng)的徑向應(yīng)變數(shù)據(jù)，得到砂巖的楊氏彈性模量E和泊松 比μ; 根δ辱到所述彈性體積模量，其中，Κ為所述彈性體積模量； 根據(jù)導(dǎo)到所述彈性剪切模量，其中，G〇為所述彈性剪切模量。6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述通過三軸流變實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)獲取所述黏彈 性剪切模量和所述黏彈性剪切系數(shù)，包括： 通過三軸流變實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)獲取砂巖的應(yīng)變-時(shí)間曲線，所述應(yīng)變-時(shí)間曲線為： Yii = atn+b； Y21 - at2i+b; Υβ? - ￡lt3i+b ; 通過最小二乘法回歸獲得所述黏彈性剪切模量和所述黏彈性剪切系數(shù);其中，Yu = ln [ei(〇〇)-￡l(t)] ,Υ2? = 1η[ε2(〇°)-ε2(?)] ,Υ3? = 1η[ε3(〇°)-ε3(?)],其中，Κ為所述彈性體積模量，Go為所述彈性剪切模量，Gi為所述黏彈性剪切模量，m為 所述黏彈性剪切系數(shù)，σι為所述垂向應(yīng)力、所述水平最大主應(yīng)力和所述水平最小主應(yīng)力中 的最大值，〇2為所述垂向應(yīng)力、所述水平最大主應(yīng)力和所述水平最小主應(yīng)力中的中間值，〇 3 為所述垂向應(yīng)力、所述水平最大主應(yīng)力和所述水平最小主應(yīng)力中的最小值，e為自然常數(shù)， eKt)表示第一主應(yīng)力方向上在時(shí)期t的體積應(yīng)變，e2(t)表示第二主應(yīng)力方向上在時(shí)期t的 體積應(yīng)變，ε3 (t)表示第三主應(yīng)力方向上在時(shí)期t的體積應(yīng)變，ε i ( m)表示第一主應(yīng)力方向上 體積應(yīng)變的極限值，ε2(-0表示第二主應(yīng)力方向上體積應(yīng)變的極限值，ε 3(-0表示第三主應(yīng) 力方向上體積應(yīng)變的極限值，Yu為第一主應(yīng)力方向上在時(shí)期tu的應(yīng)變，Y2i為第二主應(yīng)力方 向上在時(shí)期t 2i的應(yīng)變，Y3i為第一主應(yīng)力方向上在時(shí)期t3i的應(yīng)變，a為所述砂巖的應(yīng)變-時(shí)間 曲線的斜率，b為所述砂巖的應(yīng)變-時(shí)間曲線的截距。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取所述砂巖受到的垂向應(yīng)力、水平 最大主應(yīng)力和水平最小主應(yīng)力，包括： 通過上覆巖層密度和厚度，獲取所述垂向應(yīng)力； 通過水力壓裂方法，獲取所述水平最小主應(yīng)力； 通過測(cè)井資料和鉆井工程中井壁失穩(wěn)特征，獲取所述水平最大主應(yīng)力。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述砂巖體積應(yīng)變精度為1 X ΚΓ5。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括： 通過氣體吸附法獲取所述初始孔隙度，所述初始孔隙度的精度為1 X ΚΓ5。10. -種獲取砂巖孔隙度的裝置，其特征在于，包括： 獲取模塊，用于獲取砂巖的彈性體積模量、彈性剪切模量、黏彈性剪切模量和黏彈性剪 切系數(shù)； 所述獲取模塊，還用于獲取所述砂巖受到的垂向應(yīng)力、水平最大主應(yīng)力和水平最小主 應(yīng)力； 處理模塊，用于根據(jù)所述彈性體積模量、所述彈性剪切模量、所述黏彈性剪切模量、所 述黏彈性剪切系數(shù)、所述垂向應(yīng)力、所述水平最大主應(yīng)力和所述水平最小主應(yīng)力，獲取砂巖 體積應(yīng)變； 所述處理模塊，還用于根據(jù)所述砂巖的初始孔隙度和所述砂巖體積應(yīng)變，獲取所述砂 巖孔隙度。
【文檔編號(hào)】G01N15/08GK105954174SQ201610412628
【公開日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年6月13日
【發(fā)明人】趙斌, 朱光有, 張輝
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油天然氣股份有限公司