獲取砂巖孔隙度的方法和裝置的制造方法
【專利摘要】本發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；其次，獲取所述砂巖受到的垂向應力、水平最大主應力和水平最小主應力；隨后，根據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、垂向應力、水平最大主應力和水平最小主應力獲取砂巖體積應變；最后，根據砂巖的初始孔隙度和砂巖體積應變，獲取砂巖孔隙度。本發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。
【專利說明】
獲取砂巖孔隙度的方法和裝置
技術領域
[0001] 本發明設及石油開采技術，尤其設及一種獲取砂巖孔隙度的方法和裝置。
【背景技術】
[0002] 砂巖孔隙度是定量評價儲層優劣和判斷儲層是否具有儲集油氣及開采價值的重 要的物性參數。
[0003] 現有技術中，獲取砂巖孔隙度的方法是:通過鉆井取得儲層中的砂巖樣本，根據砂 巖樣本進行測量。
[0004] 采用現有技術的方法，通過獲取儲層中的砂巖樣本進而得到孔隙度的成本較高。
【發明內容】
[0005] 本發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；
[0008] 獲取所述砂巖受到的垂向應力、水平最大主應力和水平最小主應力；
[0009] 根據所述彈性體積模量、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、所述垂向應力、所述水平最大主應力和所述水平最小主應力，獲取砂巖體積應變；
[0010] 根據所述砂巖的初始孔隙度和所述砂巖體積應變，獲取所述砂巖孔隙度。
[0011] 在本發明一實施例中，所述根據所述彈性體積模量、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、所述垂向應力、所述水平最大主應力和所述水平最小主 應力，獲取砂巖體積應變，包括：
[0012]
[0013]
[0014]
[0015] 獲取=個主地應力方向上在時期t的應變，其中，ei(t)表示第一主應力方向上在 時期t的體積應變，e2(t)表示第二主應力方向上在時期t的體積應變，e3 (t)表示第=主應力 方向上在時期t的體積應變，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，Oi為所述垂向應力、所述水平最大主應力和所 述水平最小主應力中的最大值，〇2為所述垂向應力、所述水平最大主應力和所述水平最小 主應力中的中間值，〇3為所述垂向應力、所述水平最大主應力和所述水平最小主應力中的 最小值，e為自然常數；
[0016] 根據ev(t) = ei(t)+E2(t)+e3(t)獲取砂巖體積應變；
[0017] 所述根據所述砂巖的初始孔隙度和所述砂巖體積應變，獲取所述砂巖孔隙度，包 括：
[0018] 根據(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)表示在時期to的所述砂巖的初始孔隙度，Ev(t)表示在時期t的所述砂巖體積應變，其 中，e^t) = ei(t)+e2(t)+￡3(t)。
[0019] 在本發明一實施例中，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，包括：
[0020] 通過常規=軸壓縮實驗獲取所述彈性體積模量和所述彈性剪切模量；
[0021] 通過=軸流變實驗系統獲取所述黏彈性剪切模量和所述黏彈性剪切系數。
[0022] 在本發明一實施例中，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，包括：
[0023] 根據沉積過程中的水動力條件、砂巖顆粒粒度、分選性和細粒物質含量，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。
[0024] 在本發明一實施例中，所述通過常規=軸壓縮實驗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=軸壓縮實驗獲取砂巖樣品的應力-應變曲線，從所述應力-應變曲線中 獲取線彈性階段的應力、軸向應變W及相應的徑向應變數據，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] 在本發明一實施例中，所述通過=軸流變實驗系統獲取所述黏彈性剪切模量和所 述黏彈性剪切系數，包括：
[0029] 通過S軸流變實驗系統獲取砂巖的應變-時間曲線，所述應變-時間曲線為：
[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;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，Oi為所述垂向應力、所述水平最大主應力和所述水平最小主應力 中的最大值，〇2為所述垂向應力、所述水平最大主應力和所述水平最小主應力中的中間值， 03為所述垂向應力、所述水平最大主應力和所述水平最小主應力中的最小值，e為自然常 數，ei(t)表示第一主應力方向上在時期t的體積應變，E2(t)表示第二主應力方向上在時期t 的體積應變，S3 (t )表示第=主應力方向上在時期t的體積應變，e 1 ( CX^表示第一主應力方向 上體積應變的極限值，E2(-)表示第二主應力方向上體積應變的極限值，E3(-)表示第=主 應力方向上體積應變的極限值，Yii為第一主應力方向上在時期tii的應變，Y2i為第二主應力 方向上在時期t2i的應變爪功第一主應力方向上在時期t3i的應變，a為所述砂巖的應變-時 間曲線的斜率，b為所述砂巖的應變-時間曲線的截距。
[0040] 在本發明一實施例中，所述獲取所述砂巖受到的垂向應力、水平最大主應力和水 平最小主應力，包括：
[0041] 通過上覆巖層密度和厚度，獲取所述垂向應力；
[0042] 通過水力壓裂方法，獲取所述水平最小主應力；
[0043] 通過測井資料和鉆井工程中井壁失穩特征，獲取所述水平最大主應力。
[0044] 在本發明一實施例中，所述砂巖體積應變精度為1 X 1(T5。
[0045] 在本發明一實施例中，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；
[0049] 所述獲取模塊，還用于獲取所述砂巖受到的垂向應力、水平最大主應力和水平最 小主應力；
[0050] 處理模塊，用于根據所述彈性體積模量、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、所述垂向應力、所述水平最大主應力和所述水平最小主應力，獲 取砂巖體積應變；
[0051] 所述處理模塊，還用于根據所述砂巖的初始孔隙度和所述砂巖體積應變，獲取所 述砂巖孔隙度。
[0052] 本發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;其次，獲 取所述砂巖受到的垂向應力、水平最大主應力和水平最小主應力；隨后，根據砂巖的彈性體 積模量、彈性剪切模量、黏彈性剪切模量、黏彈性剪切系數、垂向應力、水平最大主應力和水 平最小主應力獲取砂巖體積應變;最后，根據砂巖的初始孔隙度和砂巖體積應變，獲取砂巖 孔隙度。本發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。
【附圖說明】
[0053] 為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可 W根據運些附圖獲得其他的附圖。
[0054] 圖1為本發明獲取砂巖孔隙度的方法實施例一的流程示意圖；
[0055] 圖2為本發明獲取砂巖孔隙度的裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0056] 下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于 本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0057] 本發明的說明書和權利要求書及上述附圖中的術語"第一"、"第二"、"第第 四"等(如果存在)是用于區別類似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應該理 解運樣使用的數據在適當情況下可W互換，W便運里描述的本發明的實施例例如能夠W除 了在運里圖示或描述的那些W外的順序實施。此外，術語"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、產 品或設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對于運 些過程、方法、產品或設備固有的其它步驟或單元。
[0058] 圖1為本發明獲取砂巖孔隙度的方法實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。
[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。其中，砂巖樣本可W通過鉆井獲取儲層內的真實砂巖樣本，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力、水平最大主應力和水平最小主應力。
[0062] S103:根據彈性體積模量、彈性剪切模量、黏彈性剪切模量、黏彈性剪切系數、垂向 應力、水平最大主應力和水平最小主應力，獲取砂巖體積應變；
[0063] S104:根據砂巖的初始孔隙度和砂巖體積應變，獲取砂巖孔隙度。
[0064] 本實施例，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;其次，獲取所述砂巖受到的垂向應力、水平最大主應力和水平最小主應力；隨后，根 據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、垂向應力、水平 最大主應力和水平最小主應力獲取砂巖體積應變;最后，根據砂巖的初始孔隙度和砂巖體 積應變，獲取砂巖孔隙度。本發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 不需要鉆井獲取砂巖樣本，降低了砂巖孔隙度的成本。
[0065] 在上述實施例中，具體地，S103中根據彈性體積模量、彈性剪切模量、黏彈性剪切 模量、黏彈性剪切系數、垂向應力、水平最大主應力和水平最小主應力，獲取砂巖體積應變 的方法可W為:根據
[0066] _ \
/ _
[0069] 獲取=個主地應力方向上在時期t的應變，其中，ei(t)表示第一主應力方向上在 時期t的體積應變，E2(t)表示第二主應力方向上在時期t的體積應變，E3(t)表示第=主應力 方向上在時期t的體積應變，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，〇1為垂向應力、水平最大主應力和水平最小主應力中的最大值，〇2 為所述垂向應力、水平最大主應力和水平最小主應力中的中間值，〇3為垂向應力、水平最大 主應力和水平最小主應力中的最小值，e為自然常數。
[0070] 通過公式1-3得到=個主地應力方向上在時期t的應變后，通過
[0071] e^t) = ei(t)+e2(t)+￡3(t)--公式 4
[0072] 獲取砂巖體積應變；
[0073] 根據砂巖的初始孔隙度和砂巖體積應變，獲取砂巖孔隙度，包括：
[0074] 根據
[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)表示在時期to的砂 巖的初始孔隙度，Ev(t)表示在時期t的砂巖體積應變。
[0077] 本實施例，通過建立=個主地應力方向上的應變方程，從而能夠根據彈性體積模 量、彈性剪切模量、黏彈性剪切模量、黏彈性剪切系數、垂向應力、水平最大主應力和水平最 小主應力獲取=個主地應力方向上在時期t的應變，并通過砂巖的初始孔隙度和砂巖體積 應變獲取砂巖的孔隙度。本實施例提供的獲取砂巖孔隙度的方法，獲取砂巖孔隙度時可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，包括:通過常規=軸壓縮實驗獲取彈性體積模量和彈性剪切模量； 通過=軸流變實驗系統獲取黏彈性剪切模量和黏彈性剪切系數。
[0079]在上述實施例中，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，還包括:根據沉積過程中的水動力條件、砂巖顆粒粒度、分選性和 細粒物質含量，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。
[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 剪切系數時，不需要鉆井獲取砂巖樣本，可充分考慮待測孔隙度的砂巖沉積過程中的水動 力條件、砂巖顆粒粒度、分選性和細粒物質含量等參數進行估算，并通過疏松砂巖巖屯、制備 裝置預制符合物源和沉積環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。
[0081] 本實施例，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 彈性剪切系數的方法，包括通過常規=軸壓縮實驗獲取彈性體積模量和彈性剪切模量;通 過=軸流變實驗系統獲取黏彈性剪切模量和黏彈性剪切系數，W及根據沉積過程中的水動 力條件、砂巖顆粒粒度、分選性和細粒物質含量，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，進而獲取砂巖的孔隙度。本實施例提供獲取砂巖孔隙 度的方法，獲取砂巖孔隙度時可W不需要鉆井獲取砂巖樣本，降低了砂巖孔隙度的成本。
[0082] 在上述實施例中，進一步地，通過常規=軸壓縮實驗獲取彈性體積模量和彈性剪 切模量，包括：
[0083] 通過常規=軸壓縮實驗獲取砂巖樣品的應力-應變曲線，從應力-應變曲線中獲取 線彈性階段的應力、軸向應變W及相應的徑向應變數據，得到砂巖的楊氏彈性模量E和泊松 比y;
[0084] 巧據 [0085；
[0086J 得到彈性體積模量，其中，K為彈性體積模量；
[0087]根據
[008引
[0089] 得到彈性剪切模量，其中，Go為彈性剪切模量。
[0090] 在上述實施例中，進一步地，所述通過=軸流變實驗系統獲取所述黏彈性剪切模 量和所述黏彈性剪切系數，包括：
[0091 ]通過=軸流變實驗系統獲取砂巖的應變-時間曲線，所述應變-時間曲線為：
[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;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，〇1為所述垂向應力、所述水平最大主應力和所述水平最小主應力 中的最大值，〇2為所述垂向應力、所述水平最大主應力和所述水平最小主應力中的中間值， 〇3為所述垂向應力、所述水平最大主應力和所述水平最小主應力中的最小值，e為自然常 數，ei(t)表示第一主應力方向上在時期t的體積應變，￡2(t)表示第二主應力方向上在時期t 的體積應變，E3(t)表示第=主應力方向上在時期t的體積應變，ei(cx〇表示第一主應力方向 上體積應變的極限值，E2(-)表示第二主應力方向上體積應變的極限值，E3(-)表示第=主 應力方向上體積應變的極限值，Yii為第一主應力方向上在時期tii的應變，Y2i為第二主應力 方向上在時期t2i的應變，Y3i為第一主應力方向上在時期t3i的應變，a為所述砂巖的應變-時 間曲線的斜率，b為所述砂巖的應變-時間曲線的截距。
[0102] 本實施例，提供了通過常規=軸壓縮實驗獲取彈性體積模量和彈性剪切模量;通 過=軸流變實驗系統獲取黏彈性剪切模量和黏彈性剪切系數的方法，本實施例提供的方法 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，進而獲 取砂巖孔隙度，獲取砂巖孔隙度時可W不需要鉆井獲取砂巖樣本，降低了砂巖孔隙度的成 本。
[0103] 在上述實施例中，獲取所述砂巖受到的垂向應力、水平最大主應力和水平最小主 應力，包括:通過上覆巖層密度和厚度，獲取垂向應力;通過水力壓裂方法，獲取水平最小主 應力;通過測井資料和鉆井工程中井壁失穩特征，獲取水平最大主應力。
[0104] 本實施例，通過上覆巖層密度和厚度，獲取垂向應力;通過水力壓裂方法，獲取水 平最小主應力;通過測井資料和鉆井工程中井壁失穩特征，獲取水平最大主應力，進而獲得 砂巖的孔隙度，獲取砂巖孔隙度時可W不需要鉆井獲取砂巖樣本，降低了砂巖孔隙度的成 本。
[0105] 在上述實施例中，砂巖體積應變精度為1 X 10-5。
[0106] 其中，一種可能的實現方式為，根據公式5所示，根據砂巖的初始孔隙度和砂巖體 積應變，獲取砂巖孔隙度，則當砂巖體積應變精度為1 X 1(T5時，將砂巖的初始孔隙度、砂巖 孔隙度的精度都設置為1 X 1(T5。
[0107] 在上述實施例中，進一步地，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 體積應變精度等參數的精度定為I X 1(T5，進而根據初始孔隙度獲得砂巖孔隙度，獲取砂巖 孔隙度時可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為本發明獲取砂巖孔隙度的裝置的結構示意圖，本實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;所述獲取模塊201，還用于獲取所述砂巖受到的垂向應 力、水平最大主應力和水平最小主應力;處理模塊202,用于根據所述彈性體積模量、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、所述垂向應力、所述水平最大主 應力和所述水平最小主應力，獲取砂巖體積應變;所述處理模塊202，還用于根據所述砂巖 的初始孔隙度和所述砂巖體積應變，獲取所述砂巖孔隙度。
[0110] 本實施例的裝置對應地可用于執行圖1所示實施例的技術方案，其實現原理和技 術效果類似，此處不再寶述。
[0111] 本領域普通技術人員可W理解:實現上述各方法實施例的全部或部分步驟可W通 過程序指令相關的硬件來完成。前述的程序可W存儲于一計算機可讀取存儲介質中。該程 序在執行時，執行包括上述各方法實施例的步驟;而前述的存儲介質包括:R〇M、RAM、磁碟或 者光盤等各種可W存儲程序代碼的介質。
[0112] 最后應說明的是：W上各實施例僅用W說明本發明的技術方案，而非對其限制;盡 管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依 然可W對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進 行等同替換；而運些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術 方案的范圍。
【主權項】
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； 獲取所述砂巖受到的垂向應力、水平最大主應力和水平最小主應力； 根據所述彈性體積模量、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、所述垂向應力、所述水平最大主應力和所述水平最小主應力，獲取砂巖體積應變； 根據所述砂巖的初始孔隙度和所述砂巖體積應變，獲取所述砂巖孔隙度。2. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述彈性體積模量、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、所述垂向應力、所述水平最大主應力 和所述水平最小主應力，獲取砂巖體積應變，包括：獲取三個主地應力方向上在時期t的應變，其中，￡l(t)表示第一主應力方向上在時期t 的體積應變，ε2(t)表示第二主應力方向上在時期t的體積應變，ε3(t)表示第三主應力方向 上在時期t的體積應變，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， 〇1為所述垂向應力、所述水平最大主應力和所述水 平最小主應力中的最大值，〇2為所述垂向應力、所述水平最大主應力和所述水平最小主應 力中的中間值，〇3為所述垂向應力、所述水平最大主應力和所述水平最小主應力中的最小 值，e為自然常數； 根據￡^1:) = 6:(1:) + 62(1:) + 63(1:)獲取砂巖體積應變； 所述根據所述砂巖的初始孔隙度和所述砂巖體積應變，獲取所述砂巖孔隙度，包括： 根據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)表示在時期to的所述砂巖的初始孔隙度，ev(t)表示在時期t的所述砂巖體積應變，其 中，ε ν(?) = ￡"1：) + ￡2(1：) + ￡3(1：) 〇3. 根據權利要求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，包括： 通過常規三軸壓縮實驗獲取所述彈性體積模量和所述彈性剪切模量； 通過三軸流變實驗系統獲取所述黏彈性剪切模量和所述黏彈性剪切系數。4. 根據權利要求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，包括： 根據沉積過程中的水動力條件、砂巖顆粒粒度、分選性和細粒物質含量，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。5. 根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述通過常規三軸壓縮實驗獲取所述彈性 體積模量和所述彈性剪切模量，包括： 通過常規三軸壓縮實驗獲取砂巖樣品的應力-應變曲線，從所述應力-應變曲線中獲取 線彈性階段的應力、軸向應變以及相應的徑向應變數據，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； 根據導到所述彈性剪切模量，其中，G〇為所述彈性剪切模量。6. 根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述通過三軸流變實驗系統獲取所述黏彈 性剪切模量和所述黏彈性剪切系數，包括： 通過三軸流變實驗系統獲取砂巖的應變-時間曲線，所述應變-時間曲線為： 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;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，σι為所述垂向應力、所述水平最大主應力和所述水平最小主應力中 的最大值，〇2為所述垂向應力、所述水平最大主應力和所述水平最小主應力中的中間值，〇 3 為所述垂向應力、所述水平最大主應力和所述水平最小主應力中的最小值，e為自然常數， eKt)表示第一主應力方向上在時期t的體積應變，e2(t)表示第二主應力方向上在時期t的 體積應變，ε3 (t)表示第三主應力方向上在時期t的體積應變，ε i ( m)表示第一主應力方向上 體積應變的極限值，ε2(-0表示第二主應力方向上體積應變的極限值，ε 3(-0表示第三主應 力方向上體積應變的極限值，Yu為第一主應力方向上在時期tu的應變，Y2i為第二主應力方 向上在時期t 2i的應變，Y3i為第一主應力方向上在時期t3i的應變，a為所述砂巖的應變-時間 曲線的斜率，b為所述砂巖的應變-時間曲線的截距。7. 根據權利要求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力、水平 最大主應力和水平最小主應力，包括： 通過上覆巖層密度和厚度，獲取所述垂向應力； 通過水力壓裂方法，獲取所述水平最小主應力； 通過測井資料和鉆井工程中井壁失穩特征，獲取所述水平最大主應力。8. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述砂巖體積應變精度為1 X ΚΓ5。9. 根據權利要求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； 所述獲取模塊，還用于獲取所述砂巖受到的垂向應力、水平最大主應力和水平最小主 應力； 處理模塊，用于根據所述彈性體積模量、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、所述垂向應力、所述水平最大主應力和所述水平最小主應力，獲取砂巖 體積應變； 所述處理模塊，還用于根據所述砂巖的初始孔隙度和所述砂巖體積應變，獲取所述砂 巖孔隙度。
【文檔編號】G01N15/08GK105954174SQ201610412628
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月13日
【發明人】趙斌, 朱光有, 張輝
【申請人】中國石油天然氣股份有限公司