[发明专利]一种基于多种地震属性的地层孔隙压力预测方法

说明书

技术领域

本发明属于油气地球物理勘探技术领域，特别涉及一种基于多种地震属性的砂泥岩地层孔隙压力预测方法。

背景技术

地层孔隙压力是石油勘探开发工作中基础数据之一，地层孔隙异常压力(特别是异常高压)的预测研究，愈来愈引起人们注意。在油气地球物理勘探中，地层孔隙压力为油气的分布、运移、储集提供了重要信息；石油钻井工程中，地层孔隙压力不仅是确定钻井液密度和井深结构的依据，而且关系到能否安全、快速、经济的钻井，甚至会影响钻井的成败。

总的来说，地层孔隙压力预测方法可分为两类，一类是利用测井资料进行地层孔隙压力预测，另一类是运用地震层速度进行地层孔隙压力预测。利用测井资料的地层孔隙压力预测方法的预测精度较高，且测井资料受人为影响因素较少，是公认理想的地层孔隙压力预测方法。目前，利用测井资料的地层孔隙压力预测方法主要有等效深度法、Eaton法，Stone法、综合参数法等。

基于综合参数法的地层孔隙压力预测方法的主要原理如下：

Eberhart-Phillips,D.,Han,D.-H.and Zoback,M.D.(1989.Empirical relationships among seismic velocity,effective pressure,porosity,and clay content in sandstone.Geophysics,54(1):82-89)根据大量试验数据分析，影响地层砂泥岩中声波传播速度的因素主要有孔隙度、泥质含量和有效应力，从而构建纵波速度的经验模型。

该模型描述了孔隙度、有效应力和泥质含量对地层岩石中声波速度的综合影响规律:声波速度随孔隙度和泥质含量的增加而减小,随垂直有效应力的增加而增大。这与地层岩石对声波速度测井的响应规律一致。纵波速度经验模型涉及多种测井数据，因此基于上述纵波速度经验模型的地层孔隙压力预测方法命名为综合参数法。重新拟合上述纵波速度经验模型系数并进行推广，获得如下模型：

式(1)中，A₀、A₁、A₂、A₃、D为模型系数。

综合参数法首先利用相关的测井数据和实测压力数据确定模型系数A₀、A₁、A₂、A₃和D；然后，利用孔隙度测井数据确定目标段的孔隙度利用自然伽马或自然电位测井数据确定泥质含量V_sh，利用声波时差测井数据确定目标段纵波速度V_p；接着，基于模型(1)计算有效应力P_e；最后，根据地层孔隙压力定义计算目标段的地层孔隙压力P_f。

基于地震资料的地层孔隙压力预测方法主要包括：(1)云美厚(地震地层压力预测[J].石油地球物理勘探,1996,31(4)：575～586)利用单一属性纵波速度计算地层孔隙压力的Fillippone公式法及其改进；(2)石万忠,何生,陈红汉等(多地震属性联合反演在地层压力预测中的应用[J].石油物探,2006年11月,第45卷第6期)利用井约束反演的波阻抗和瞬时频率联合对库车坳陷内的超压带进行预测。

云美厚提出的地层孔隙压力预测方法基于二维或三维地震数据实现，具体为：反演获得层速度，依据Gardner公式将反演层速度转换为密度，并计算上覆地层平均密度ρ，从而获得上覆地层压力。通过给定或搜索目标范围内的最大速度(即基质速度)和最小速度(即孔隙流体速度)，最终根据公式(1)所示的Fillippone公式计算地层孔隙压力P_f。

式(2)中，P_f为地层孔隙压力，单位：MPa；h表示上覆地层深度，单位：m；ρ为上覆地层平均密度，单位：g/cm³；g为重力加速度；V_max为最大层速度，即岩层有效孔隙度近于零时的纵波速度，单位：m/s；V_min为最小层速度，即岩层刚性近于零时的纵波速度，单位：m/s；V_i为第i层的层速度，单位：m/s。