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龙图腾网获悉中国石油大学(华东)申请的专利一种模拟岩石固结与异常地层压力预测的实验装置及方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116256809B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-07发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211100979.0，技术领域涉及：G01V9/00；该发明授权一种模拟岩石固结与异常地层压力预测的实验装置及方法是由韩忠英;孙波;闫传梁;程远方;黄小光;李阳设计研发完成，并于2022-09-09向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种模拟岩石固结与异常地层压力预测的实验装置及方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种模拟岩石固结与异常地层压力预测的实验装置，包括高压反应釜、轴压伺服系统、围压伺服系统、孔压伺服系统和计算机控制系统，高压反应釜顶面插入上压头、底面插入下压头，高压反应釜内设置有加压悬筒，上压头内设置有声波发射器，下压头内设置有声波接收器，上压头和下压头与轴压伺服系统相连接，高压反应釜与围压伺服系统和孔压伺服系统相连接。本发明还提出了一种模拟岩石固结与异常地层压力预测的方法，分别在岩样垂向固结状态下和岩样三轴应力固结状态下模拟加载和卸载过程，获取岩样的有效应力与声波速度的关系并建立异常孔隙压力模型，实现了对地层孔隙压力的准确预测，为钻前地层孔隙压力预测提供了依据。

本发明授权一种模拟岩石固结与异常地层压力预测的实验装置及方法在权利要求书中公布了：1.一种模拟岩石固结与异常地层压力预测的方法，其特征在于，采用模拟岩石固结与异常地层压力预测的实验装置，包括岩样垂向固结状态下的地层压力预测实验和岩样三轴应力固结状态下的地层压力预测实验，在岩样垂向固结状态下建立应力加载时的异常孔隙压力模型和应力卸载时的异常孔隙压力模型，在岩样三轴应力固结状态下建立应力加载时的异常孔隙压力模型和应力卸载时的异常孔隙压力模型，预测地层的孔隙压力； 所述模拟岩石固结与异常地层压力预测的实验装置包括高压反应釜、轴压伺服系统、围压伺服系统、孔压伺服系统和计算机控制系统； 所述高压反应釜包括上釜体和下釜体，上釜体和下釜体相互扣合，上釜体顶面设置有上压头插入孔，上压头插入孔内插入上压头，上压头内设置有声波发射器，下釜体底面设置有下压头插入孔，下压头插入孔内插入下压头，下压头内设置有声波接收器，上压头和下压头分别与轴压伺服系统相连接； 所述高压反应釜内设置有加压悬筒，加压悬筒的筒体两侧设置有连通孔，加压悬筒外壁套设有第一隔板和第二隔板，第一隔板和第二隔板将加压悬筒外壁与高压反应釜内壁之间的空间由上而下分隔为第一密闭空间、第二密闭空间和第三密闭空间，上釜体的侧壁上设置有孔压注入孔、围压注入孔和围压排出孔，下釜体的侧壁上设置有孔压排出孔，孔压注入孔一端与孔压伺服系统相连接，另一端与第一密闭空间相连通，围压注入孔与围压伺服系统相连接，围压注入孔和围压排出孔分居于上釜体的两侧且均与第二密闭空间相连通，孔压排出孔与第三密闭空间相连通； 所述加压悬筒内设置有岩样，岩样包裹于岩心橡胶套内，岩心橡胶套的顶端与上压头的加压端相紧贴，底端与下压头的加压端相紧贴，岩心橡胶套的顶面上设置有孔压进液孔，孔压进液孔与第一密闭空间相连通，岩心橡胶套的底面上设置有孔压排液孔，孔压排液孔与第三密闭空间相连通； 所述轴压伺服系统、围压伺服系统、孔压伺服系统、声波发射器、声波接收器分别与计算机控制系统相连接； 所述第一隔板、第二隔板均与加压悬筒外壁固定连接，第一密闭空间为第一隔板顶面、加压悬筒外壁与高压反应釜内壁所围成的空间，第二密闭空间为第一隔板底面、第二隔板顶面、加压悬筒外壁与高压反应釜内壁所围成的空间，第三密闭空间为第二隔板底面、加压悬筒外壁与高压反应釜内壁所围成的空间； 所述连通孔与第二密闭空间相连通； 所述围压排出孔和孔压排出孔均通过管道与废液回收装置相连接； 所述岩样垂向固结状态下的地层压力预测实验，具体包括以下步骤： 步骤1，获取油气井所在地层的地质资料和取芯资料，根据地质资料选取孔压伺服系统的注入介质，并利用取芯资料制备岩样，测量岩样的初始长度； 步骤2，将岩样包裹于岩心橡胶套内，使得岩心橡胶套的孔压进液孔和孔压排液孔与岩样表面相紧贴后，将岩心橡胶套置于加压悬筒内，安装组合高压反应釜的上釜体和下釜体，并将上压头插入上釜体的上压头插入孔中，将下压头插入下釜体的下压头中，使得岩心橡胶套固定在上压头与下压头之间； 步骤3，根据轴压伺服系统预设的轴压加载值和孔压伺服系统预设的孔压加载值，利用计算机控制系统控制轴压伺服系统，通过上压头向岩样施加的轴向应力，当上压头施加的轴向应力达到预设的轴压加载值后，保持上压头施加的轴压不变，同时，利用计算机控制系统控制孔压伺服系统，通过向高压反应釜内注入介质向岩样施加孔隙压力，当孔压伺服系统施加的孔隙压力达到预设的孔压加载值后，保持孔压伺服系统施加的孔隙压力不变； 步骤4，当岩样的轴压加载时间达到预设的加载时间后，利用轴压伺服系统获取上压头的位移变化量，根据上压头的位移变化量和岩样的初始长度，获取实验过程中岩样的长度，并利用声波接收器接收声波发射器发生的声波，测量岩样的声波速度，分别执行步骤5和步骤6，分别在垂向固结状态下对岩样进行有效应力加载实验和有效应力卸载实验； 步骤5，在垂向固结状态下对岩样进行有效应力加载实验，具体包括以下步骤： 步骤5.1，根据岩样所受的有效应力为轴向应力与孔隙压力之间的差值，利用轴压伺服系统和孔压伺服系统，调节岩样所受的轴向应力和孔隙压力，逐渐增大岩样所受的有效应力，模拟地层压实后有效应力的加载过程，重复步骤4，得到不同有效应力条件下岩样的声波速度和长度； 步骤5.2，停止模拟地层压实后有效应力的加载过程，利用计算机控制系统关闭轴压伺服系统和孔压伺服系统，卸载岩样所受的有效应力后，利用轴向伺服系统获取上压头的位移变化量，获取岩样的回弹位移量，测量岩样的湿重质量以及烘干后岩样的干重质量和半径，确定模拟地层有效应力加载过程中各有效应力条件下岩样的长度，计算模拟地层有效应力加载过程中各有效应力条件下岩样的密度； 步骤5.3，根据各有效应力条件下岩样的声波速度和密度，确定岩样声波速度与有效应力之间的关系，绘制地层正常压实的声波速度有效应力图，并根据声波速度有效应力图获取岩样在不同当量孔隙压力下的声波速度，绘制岩样的当量孔隙压力-声波速度图； 步骤5.4，根据岩样的当量孔隙压力-声波速度图，建立垂向固结状态下应力加载时的异常孔隙压力模型，利用垂向固结状态下应力加载时的异常孔隙压力模型计算应力加载时地层的孔隙压力； 步骤6，在垂向固结状态下对岩样进行有效应力卸载实验，具体包括以下步骤： 步骤6.1，根据岩样所受的有效应力为轴向应力与孔隙压力之间的差值，设置岩样所受的轴向应力并保持不变，利用孔压伺服系统调节岩样所受的孔隙压力，逐渐降低岩样所受的有效应力，模拟地层压实后有效应力的卸载过程，重复步骤4，得到不同有效应力条件下岩样的声波速度和长度； 步骤6.2，停止模拟地层压实后有效应力的卸载过程，利用计算机控制系统关闭轴压伺服系统和孔压伺服系统，卸载岩样所受的有效应力后，利用轴向伺服系统获取上压头的位移变化量，获取岩样的回弹位移量，测量岩样的湿重质量以及烘干后岩样的干重质量和半径，确定模拟地层有效应力卸载过程中各有效应力条件下岩样的长度，计算模拟地层有效应力卸载过程中各有效应力条件下岩样的密度； 步骤6.3，根据各有效应力条件下岩样的声波速度和密度，确定岩样声波速度与有效应力之间的关系，绘制地层正常压实的声波速度有效应力图，并根据声波速度有效应力图获取岩样在不同当量孔隙压力下的声波速度，绘制岩样的当量孔隙压力-声波速度图； 步骤6.4，根据岩样的当量孔隙压力-声波速度图，建立垂向固结状态下应力卸载时的异常孔隙压力模型，利用垂向固结状态下应力卸载时的异常孔隙压力模型计算应力卸载时地层的孔隙压力； 步骤7，根据垂向固结状态下应力加载时地层的孔隙压力和应力卸载时地层的孔隙压力，预测地层的孔隙压力。

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