渝东南页岩储层地应力计算方法 论文

地应力是钻井和压裂改造的重要参数，然而在渝东南地区，由于页岩储层的非均质性明显，传统的各向同性地应力模型并不适用。这类页岩地层需要一种新的计算方法。基于页岩岩石的力学特性，我们推导出了页岩横向各向异性的本构关系，并建立了基于测井数据获取横向各向异性力学参数的公式。随后，结合邻井的水力压裂数据反演出该地区的构造应变系数，联合建立了适合该地区页岩的横向各向异性地应力计算方法。

利用此方法，我们计算了渝东南某页岩气井的一段深度的地应力，得到了连续变化的地应力剖面图。最终，通过该井三个深度点的声发射实验，反演出对应深度的地应力值，并将其与计算结果进行对比验证。研究结果表明：

1. 页岩横向各向异性特征显著，水平弹性模量普遍高于垂直弹性模量，而水平和垂直泊松比差异小，无明显规律；

2. 基于横向各向异性模型计算的最小水平地应力值高于各向同性模型的计算结果，与岩石声发射的测量结果之间的相对误差均小于7%，平均为5.07%；

3. 黄氏模型和组合弹簧模型的计算结果与岩石声发射测量结果的相对误差均大于15%。

该模型从页岩的构造特征出发，更符合地层的真实情况。在进一步研究过程中，可以参考煤储层双相各向同性地震波场模拟（资料链接），了解如何运用类似的各向同性模型来改善其他领域的地应力计算精度。基于FLAC3D横观各向异性模型的煤矿井田初始地应力场的反演方法（资料链接）也提供了对相关模型的更深入探讨。