[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

摘要

本发明提供了一种基于多种地震属性的砂泥岩地层孔隙压力预测方法，其间接构建了地层孔隙压力与多种地震属性间的非线性关系，从而实现地层孔隙压力的预测。本发明的优点主要体现在两方面。一方面本发明综合使用多地震属性，利用反演的纵波速度进行地层孔隙压力预测时，扣除了其他影响因素，例如孔隙度、泥质含量等，从而提高预测精度；另一方面本发明创造性的使用两种计算方法所得的纵波速度，高精度波阻抗反演所得目的砂泥岩层纵波速度和使用DIX公式反演的背景纵波速度。前者能较为准确反演目的层内的纵波速度，从而较为准确计算目的层内的有效应力Pe，后者能从整体上反映纵波速度与密度的关系，从而较为准确的计算上覆地层压力Pov。

主权项

一种基于多种地震属性的地层孔隙压力预测方法，其特征在于包含如下步骤：1)根据测井所得数据，选取其中的砂泥岩层段的纵波速度V、孔隙度φ、伽马值GR、密度ρ、深度h和地层孔隙压力Pf；根据上覆地层压力的计算公式计算得到上覆地层压力，其中，h表示上覆地层深度，ρ(h)为深度为h时所对应的密度，g为重力加速度；根据压实平衡方程计算有效应力Pe，Pe＝Pov‑βPf，Pf为测井所得地层孔隙压力，β为Biot系数，其计算公式我们采用基于临界孔隙度的线性Biot系数模型：β=φ/φc,0≤φ≤φc1,φ>φc---(1)]]>其中φc为临界孔隙度，此处砂泥岩地层我们取值0.4；2)利用砂泥岩层的纵波速度V、密度ρ，拟合Gardner公式，如(2)式所示：ρ＝aVb                      (2)其中ρ为密度，V为纵波速度，a、b分别为拟合的系数和指数(单位v＝m/s，ρ＝g/cm3)；3)利用Vc++6.0进行编程，构建了自适应逐步向前多元回归的算法，首先将步骤1中的变量纵波速度V、孔隙度φ、伽马值GR代入(3)式；接着将公式(3)中D值范围设置为从0到40，搜索间隔为0.01；再用最小二乘法将超定方程组化成正定方程组；然后用乔里斯基分解法解此方程组；最后依据(4)式所示目标函数求取不同D值反演所得的复相关系数r；当目标函数取得最大值时，A0、A1、A2、A3和D值即为反演所得系数；V=A0+A1*φ+A2*(GR-GRmin)/(GRmax-GRmin)3+A3*(Pe-e-D*Pe)---(3)]]>其中V为测井所得纵波速度，GR为测井所得伽马值，GRmax、GRmin分别为所取井数据伽马值中的最大、最小值；其中n为步骤1所取测井数据个数，V实为测井实测纵波速度，V拟为公式(3)反演纵波速度，V平为测井所取纵波速度的平均值；4)根据二维或三维地震数据，反演孔隙度φ'、伽马GR'、纵波速度V1'和V2'的二维或三维数据。其中V1'为使用高精度波阻抗反演所得目的砂泥岩层纵波速度，V2'为使用DIX公式反演所得整个数据体的背景纵波速度；5)在二维或三维伽马数据体中，对所有道循环寻找最大伽马值GR'max和最小伽马值GR'min，然后再对每一个采样点循环，读取该点的孔隙度φ'、纵波速度V1'和伽马值GR'，并带入(5)式中，根据牛顿迭代法求解非线性方程得到有效应力Pe'；V1,=A0+A1*φ,+A2*(GR,-GRmin,)/(GRmax,-GRmin,)3+A3*(Pe,-e-D*Pe,)---(5)]]>6)利用(6)式所示的Gardner公式，计算每一个采样点所对应的密度ρ'，再利用(7)式计算P'ov；ρ,=aV2,b---(6)]]>Pov,=12g∫0tρ,V2,dt---(7)]]>7)根据压实平衡方程求取地层孔隙压力Pf',其中βPf'＝P'ov‑Pe'，β取值参考步骤1中的公式(1)；8)最后对反演所得二维或三维地层孔隙压力Pf进行二维或三维中值滤波。字母加’为地震数据，没加是测井数据。