申请/专利权人：中海石油(中国)有限公司天津分公司

申请日：2021-08-12

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN113820750B

主分类号：G01V1/50

分类号：G01V1/50

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.16#授权;2022.01.07#实质审查的生效;2021.12.21#公开

摘要：本申请提供一种基于弹塑性力学定量预测泥岩构造裂缝的方法，涉及石油勘探开发技术领域。其中，该定量预测泥岩构造裂缝的方法包括：单井厚层泥岩段构造裂缝的分析和统计；进行岩石力学实验及力学参数测井解释；计算脆性指数及恢复古力学参数；泥岩屈服‑破坏复合强度准则建立；泥岩构造裂缝力学参数模型推导；地质模型构建及古应力状态恢复；三维古应力场模拟及裂缝定量预测。本申请技术方案解决了脆性指数约束下的泥岩屈服‑破裂复合强度准则建立的难题，适合于任何含泥岩隔层型碎屑岩储层的裂缝定量预测工作。

主权项：1.一种基于弹塑性力学定量预测泥岩构造裂缝的方法，其特征在于，包括：单井厚层泥岩段构造裂缝的分析和统计；进行岩石力学实验及力学参数测井解释；计算脆性指数及恢复古力学参数；泥岩屈服-破坏复合强度准则建立；泥岩构造裂缝力学参数模型推导；地质模型构建及古应力状态恢复；三维古应力场模拟及裂缝定量预测；其中，所述泥岩屈服-破坏复合强度准则建立，具体为：判断三向应力状态下层理面的滑移和破坏情况；判断三向压应力状态下层理面的滑移和破坏情况；判断基岩的屈服和破裂状态，在三向挤压应力状态下，采用弹塑性屈服准则和塑形硬化准则判断岩石的屈服临界状态和破裂状态；判断基岩中的裂缝倾角；其中，所述判断三向应力状态下层理面的滑移和破坏情况，具体为：当最小主应力σ30或σ3为张应力时且与地层的夹角为45°-90°时，采用公式12判断层理面是否发生滑移和破坏情况； 式中：Ft为岩石发生张破裂的应力条件，FS为岩石发生剪破裂的应力条件，σt为层理面的抗张强度MPa，μ为岩石的泊松比，P为围压MPa，为岩石的内摩擦角°，C为岩石内聚力MPa；所述判断三向压应力状态下层理面的滑移和破坏情况，具体为：当水平挤压力σ1与地层的夹角为30°-60°时，采用公式13判断层理面是否发生滑移和破坏； 式中：cj为层理面的内聚力MPa，为层理面的内摩擦角°，θh为水平挤压力σ1与地层的夹角°；所述采用弹塑性屈服准则和塑形硬化准则判断岩石的屈服临界状态和破裂状态，具体为：采用公式14判断岩石的屈服临界状态和破裂状态； 式中：f为岩石屈服临街状态和破裂状态的应力条件，I1为应力第一不变量，J2为应力第二不变量，a和K为与岩石内摩擦角和内聚力相关的实验常数，为岩石的内摩擦角°，σ2为中间主应力MPa，σx为x方向正应力MPa，σy为y方向正应力MPa，σz为z方向正应力MPa，τxy为平行于xy面方向的剪应力MPa，τyz为平行于yz面方向的剪应力MPa，τxz为平行于xz面方向的剪应力MPa。

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