(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 202211142421.9 (22)申请日 2022.09.20 (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 叶云飞　侯宇光　刘宇坤　余锐　 陈芳　景海杰　 (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 魏波 (51)Int.Cl. G06F 30/28(2020.01) G06F 17/11(2006.01) G06F 17/17(2006.01) G06Q 50/02(2012.01)G06F 111/10(2020.01) G06F 113/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) G06F 119/08(2020.01) (54)发明名称 碎屑岩气藏储层异常低压成因定量计算方 法 (57)摘要 本发明提供一种碎屑岩气藏储层异常低压 成因定量计算方法， 包括： 基于地层抬升过程中 时间t时以及t为0的地层压实系数、 上覆岩层压 力、 地层压力、 温度和天然气压缩因子， 地层抬升 前地层温度、 上覆岩层压力、 地层压力、 含水饱和 度和天然气压缩因子， 地层水热膨胀系数、 地层 水压缩系数、 地表处压力、 地表处温度、 天然气在 标况下的密度、 地层水的密度和天然气在水中的 溶解度， 天然气经过散失后的残留系数， 为天然 气压缩因子计算公式系数， 计算地层在抬升时间 t后压力值的计算公式， 基于计算公式， 使用控制 变量法定量计算多种主控因素对现今异常低压 形成的相对贡献量大小。 本发明提供方法较以往 具有更广泛适用性和更强 实用性。 权利要求书3页 说明书13页 附图3页 CN 115455856 A 2022.12.09 CN 115455856 A 1.一种碎屑岩气藏储层异常低压成因定量计算方法， 其特 征在于， 包括： 步骤S110： 基于地层抬升过程中时间t时的地层压实系数、 上覆岩层压力、 地层压力、 温 度和天然气压缩因子， 地质历史时间t为0时的地层压实系数、 上覆岩层压力、 地层压力、 温 度和天然气压缩因子， 地层抬升前地层温度、 上覆岩层压力、 地层压力、 含水饱和度和天然 气压缩因子， 地层水热膨胀系数、 地层水压缩系数、 地表处压力、 地表处温度、 天然气在标况 下的密度、 地层水的密度和天然气在水中的溶解度， 天然气经过散失后的残留系数， 为 天然 气压缩因子计算公式系数， 计算 地层在抬升时间t后的压力值PPt的计算公式； 步骤S120： 基于所述压力值PPt的计算公式， 使用控制变量法定量计算在构造抬升时期 多种主控因素对现今异常低压PPt形成的相对贡献量大小， 其中， 所述多种主控因素包括抬 升剥蚀、 温度降低、 天然气散失和溶蚀增孔。 2.一种碎屑岩气藏储层异常低压成因定量计算方法， 其特征在于， 所述步骤S110， 具体 包括： 步骤S1： 构造抬升过程中任一地质历史时间t时， 受上覆地层压力降低的影响， 岩石孔 隙体积的变化 为： Vpt＝Vp1(1‑Cpct·Δσefft)                   公式1 公式1中， Vp1和Vpt分别为构造抬升前后岩石孔隙体积， Cpct和Δσefft分别岩石地层压实 系数和有效应力的变化 量； 步骤S2： 在地层相对半封闭条件下， 受构造抬升作用引起的地层温度和压力降低的影 响， 岩石孔隙中地层水和天然气的体积变为： Vwt＝Vp1·Sw1[1+αw(Tt‑T1)]·[1‑βw(Ppt‑Pp1)]     公式2 公式2和3 中， Vwt、 Vgt、 Tt、 Ppt、 mgt和Zt分别为抬升过程中时间t时地层岩石孔隙中地层水 体积、 天然气体积、 地层温度、 地层压力、 天然气质量和天然气压缩因子； Vp1、 Sw1、 T1和Pp1分 别为构造抬升前孔隙体积、 含水饱和度、 地层温度和地层压力， 均 为先验值； αw、 βw、 Pp0、 T0和 ρg分别为地层水热膨胀系数、 地层水压缩系数、 地表处压力、 地表处温度和天然气在标准状 况下的密度， 均为先验值； 步骤S3： 在原位地层条件下， 孔隙中赋存的天然气经过地层水溶解和一定程度的扩散， 天然气质量mgt变为： 公式4中， Vp1、 T1、 Pp1、 Z1和Sw1分别为在地层抬升前岩石孔隙体积、 地层温度、 地层压力、 天然气压缩因子和含水饱和度； mg2、 Pp0、 T0、 ρg、 ρw和Sgw分别构造抬升后天然气质量、 地表处 压力、 地表处温度、 天然气在标准状况下的密度、 地层水密度和天然气在水中的溶解度； k为 天然气经 过散失后的残留系数； 步骤S4： 对于天然气藏储层， 地层构造抬升过程中岩石孔隙始终充满气 ‑水两相流体， 因此地层孔隙的体积始终等于流体的体积， 故存在以下关系： Vpt＝Vwt+Vgt            公式5 式中， Vpt、 Vwt和Vgt分别为地层抬 升后时间t时孔隙体积、 孔隙中地层 水体积和孔隙中天权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115455856 A 2然气体积； 步骤S5:有效应力的变化 量Δσefft根据地层有效应力的定义公式6来获取： Δσefft＝(Prt‑PPt)‑(Pr1‑PP1)                公式6 式中， PPt和Prt分别为地层抬 升过程中t时地层压力和上覆岩层压力， 为先验值； PP1为构 造抬升前地层压力， 通 过测量流体包裹体捕获压力或者盆地模拟方法来获取， 为 先验值； Pr1 为构造抬升前 上覆岩层压力， 为先验值； 步骤S6： 联立公式1 ‑6， 得到岩石地层压实系数、 有效应力的变化量与地层温度和压力 之间的理论方程： 式中， Ppt、 Tt和Zt分别为构造抬升过程中时间t时的地层压力、 温度和天然气压缩因子， 当地质历史时间t为0时， 均为先验值； Cpct、 Δσefft分别为构造抬升过程中时间t时岩石地层 压实系数和有效应力的变 化量； Vp1、 T1、 Pp1、 Sw1和Z1分别为地层抬升前岩石孔隙体积、 地层温 度、 地层压力、 含水饱和度和天然气压缩因子； αw、 βw、 Pp0、 T0、 ρg、 ρw和Sgw为地层水热膨胀系 数、 地层水压缩系数、 地表处压力、 地表处温度、 天然气在标况下的密度、 地层水的密度和天 然气在水中的溶解度； k 为天然气经 过散失后的残留系数； 步骤S7： 求解理论方程公式7， 并根据相关参数的实际物理意义， 在剔除方程的无效解 后， 解出对应的地层 在抬升后时间t时地层压力值PPt如公式8所示： A·PPt2+B·PPt+C＝0 其中， A＝ ‑βw·Sw[1+αw(Tt‑T1)]‑Cpct 3.根据权利要求2所述的碎屑岩气藏储层异常低压成因定量计算方法， 其特征在于， 在 步骤S1之前， 还 包括： 测试岩石在不同有效应力σeff下砂岩的孔隙体积和岩石地层压实系数， 拟合岩石孔隙 体积和有效应力σeff； 根据不同岩样的岩石孔隙体积和有效应力σeff的乘幂拟合关系式， 得到岩石孔隙度φ 与地层压实系数Cpc的拟合关系式。 4.根据权利要求3所述的碎屑岩气藏储层异常低压成因定量计算方法， 其特征在于， 基 于岩石孔隙度φ与地层压实系数Cpc的拟合关系式， 获取岩石地层压实系数和孔隙度转 换成权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115455856 A 3