(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210741767.4 (22)申请日 2022.06.28 (71)申请人 中国地质大 学 （武汉） 地址 430000 湖北省武汉市洪山区鲁磨路 388号 (72)发明人 刘宇坤　何生　侯宇光　叶云飞　 杨锐　郭小文　朱彦先　 (74)专利代理 机构 武汉知产时代知识产权代理 有限公司 42 238 专利代理师 胡青 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G01N 21/65(2006.01) G06F 119/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 基于岩石骨架压缩系数的碎屑岩气藏储层 古压力计算方法 (57)摘要 本发明提供了一种基于岩石骨架压缩系数 的碎屑岩气藏储层古压力计算方法。 通过对试验 区岩样常压孔隙度、 不同有效应力下的岩石骨架 压缩系数和全岩XRD测试数据的分析， 结合岩石 地层压实系数和岩石骨架压缩系数的定义， 建立 表征地质历史 时期孔隙体积变化的公 式， 进而得 到各历史时期孔隙体积的变化， 储层为干气或湿 气藏时， 以现今储层实测压力和温度为起点， 结 合模拟地层热演化史古温度曲线， 计算得到各历 史时期的古压力。 在一定程度上解决了以往古压 力定量计算方法依赖微观流体包裹体观测和测 试、 且难以连续性计算各地质历史 时期古压力的 这一难题。 能够准确计算气藏储层古压力值， 具 有更强的适用性和实用性， 且能连续计算各历史 时期的古压力值， 具有一定的工业应用价 值。 权利要求书3页 说明书8页 附图3页 CN 115169096 A 2022.10.11 CN 115169096 A 1.一种基于岩石骨架压缩系数的碎屑岩气藏储层古压力计算方法， 其特征在于， 包括 以下步骤： 获取待计算的碎屑岩地层的岩石样品； 建立所述岩石样品的岩样总体积、 岩石骨架压缩系数、 岩石基质压缩系数、 围压和孔隙 体积之间的函数关系式， 为第一表达式： Vp＝a‑V(Cbc‑Cs)·Pc 式中， a为积分常数， V表示岩样总体积， Cbc表示岩石骨架压缩系数， Cs表示岩石基质压 缩系数， Pc表示围压， Vp表示孔隙体积； 基于不同有效应力下的岩石骨架压缩系数的离散值， 以及岩石有效应力、 围压和孔隙 压力之间的关系， 建立岩石骨架压缩系数与围压、 孔隙压力之 间的拟合关系式， 为第二表达 式： 式中， k、 b为拟合得到的先验值； σeff为岩石有效应力， 是围压Pc与孔隙压力Pp的差值； 基于理想气体状态方程， 建立任一地质历史时间t时 的储层古压力 Ppt的计算表达式， 为 第三表达式： 式中， Pp0、 T0和Vp0分别为现今储层实测地层压力、 温度和孔隙体积， 为先验值； Tt为任一 地质历史时间t时的地温； Vpt为任一地质历史时间t时的孔隙体积； 根据所述第一表达式、 第二表达式和第三表达式， 得到基于岩石骨架压缩系数计算任 一地质历史时间t时的储层古压力Ppt的表达式， 为第四表达式： 获取任一地质历史时间t时的岩石基质压缩系数、 围压和地温， 并根据现今储层实测地 层压力、 温度和孔隙体积， 通过第四表达式计算得到任一地质历史时间t时的储层古压力 Ppt。 2.如权利要求1所述的一种基于岩石骨架压缩系数的碎屑岩气藏储层古压力计算方 法， 其特征在于， 建立所述岩石样品的岩样总体积、 岩石骨架压缩系数、 岩石基质压缩系数、 围压和孔隙体积之间的函数关系式的步骤， 包括： 获取岩石地层压实系数与孔隙体积、 孔隙体积变化、 围压变化之间的函数关系， 为第五 表达式： 式中， Cpc为岩石地层压实系数， P‑1； ΔPc为围压的变化量； Vp为孔隙体积； ΔVp为孔隙体 积变化量； 获取岩石地层压实系数与岩石骨架压缩系数、 岩石基质压缩系数、 孔隙度之间的函数 关系， 为第六表达式：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115169096 A 2式中， Cbc为岩石骨架压缩系数， P‑1； Cs为岩石基质压缩系数， P‑1； φ为孔隙度； 根据所述第五表达 式和所述第六表达 式， 建立岩石骨架压缩系数、 岩石基质压缩系数、 孔隙度、 围压变化、 孔隙体积和孔隙体积变化之间的函数关系， 为第七表达式： 根据孔隙度的定义φ＝Vp/V， 其中V为岩样总体积， 得到岩石骨架压缩系数、 岩 石基质压 缩系数、 岩 样总体积、 围压变化和孔隙体积变化之间的函数关系， 为第八表达式： V(Cbc‑Cs)·ΔPc＝‑ΔVp 对第八表达式两边积分得到岩石样品的岩样总体积、 岩石骨架压缩系数、 岩石基质压 缩系数、 围压和孔隙体积之间的函数关系式， 为第一表达式： Vp＝a‑V(Cbc‑Cs)·Pc。 3.如权利要求2所述的一种基于岩石骨架压缩系数的碎屑岩气藏储层古压力计算方 法， 其特征在于， 建立所述岩石样品的岩样总体积、 岩石骨架压缩系数、 岩石基质压缩系数、 围压和孔隙体积之间的函数关系式的步骤， 还 包括： 获取积分 常数a； 获取积分 常数a的方法为： 采用现今围压Pc0下的岩石骨架压缩系数Cbc0、 孔隙体积Vp0、 岩样总体积V和岩石基质压 缩系数Cs离散值， 代入第一表达式 中得到： a＝Vp0+V·(Cbc0‑Cs)·Pc0。 4.如权利要求2所述的一种基于岩石骨架压缩系数的碎屑岩气藏储层古压力计算方 法， 其特征在于， 建立所述岩石样品的岩样总体积、 岩石骨架压缩系数、 岩石基质压缩系数、 围压和孔隙体积之间的函数关系式的步骤， 还 包括： 将所述第一表达式中的岩石骨架压缩系数、 岩石基质压缩系数、 围压转换为任一地质 历史时间的值， 即得到任一 地质历史时间的古孔隙体积Vpt的计算公式： Vpt＝a‑V·(Cbct‑Cst)·Pct 式中， a为积分常数； Vpt为任一地质历史时间t时的孔隙体积； Cbct为任一地质历史时间t 时岩石骨架压缩系数； Pct为任一地质历史时间t时的围压； Cst为任一地质历史时间t时的岩 石基质压缩系 数； 假设地层抬升过程中只有机械变形作用无矿物化学反应， 其矿物成分不 发生改变， 则Cst＝Cs。 5.如权利要求1所述的一种基于岩石骨架压缩系数的碎屑岩气藏储层古压力计算方 法， 其特征在于， 所述获取任一 地质历史时间t时的岩石基质压缩系数的步骤， 包括： 获取岩石样品在常压下的各矿物体积百分数fi； 根据组成岩石样品的各矿物体积百分数fi， 采用Voigt ‑Reuss‑Hill平均模 量模型， 计算 岩石样品的岩石基质压缩系数Cs， Cst＝Cs： 式中， Ci为岩石样品中N种矿物组分压缩系数， 为先验值， i为大于等于1的整数， Cst为任权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115169096 A 3