CN106845086A - 地层压力计算方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种地层压力计算方法及装置。所述方法包括：获取目的工区的测井数据，根据所述测井数据确定钻井的岩性成分及岩性成分的百分含量数据、孔隙度、孔隙流体成分；获取各岩性成分的模量常数；计算物质混合后钻井的体积模量以及物质混合后钻井剪切模量的上限和下限；根据所述测井数据中的密度、混合后钻井的体积模量的上下限和混合后钻井的剪切模量的上下限，分别计算钻井矿物骨架速度和钻井矿物临界孔隙速度，并确定目的工区的矿物骨架速度和矿物临界孔隙速度，根据测井数据中的密度、地层速度、地层密度以及目的工区的矿物骨架速度和矿物临界孔隙速度，确定所述目的工区的地层压力。可以提高计算得到的地层压力的准确性。

Description

地层压力计算方法及装置

技术领域

本申请涉及地球物理勘探技术领域，特别涉及一种地层压力计算方法及装置。

背景技术

在油气田勘探中，研究油气层压力特别是油气层异常压力的分布，以及预测和控制油气层压力的方法，不仅可以保证安全快速地钻进，而且可以正确地设计泥浆比重和工程套管程序；同时也可以帮助选择钻井设备类型和有效安全正确的完井方法等。这些都直接关系到钻井的成功率以及油气田的勘探速度等问题。其次，在油气田开发过程中，准确的压力预测以及认真而系统的油气层压力分布规律的研究，不仅可以帮助我们认识和发现新的油气层，而且对于了解地下油气层能量、控制油气层压力的变化，并合理地利用油气层能量最大限度地采出地下油气均具有十分重要的意义。

现有的预先计算地层压力的方法包括：等效深度图解法。其是以页岩压实概念为基础的一种传统预测方法。具体地，当依据页岩层段数据点建立了正常压实趋势线之后，可以利用实测速度值对正常趋势线的偏离便可直接测出高压异常的存在，以及异常高压地层的顶面埋深值。一般地，当地层为正常压实时，实测的层速度vi将等于理论层速度vn(或称正常压实层速度)，即vi≈vn；当地层为过压实时，有vi>vn；当地层为欠压实时，有vi<vn。将其引入地质勘探的具体作法是：根据地震资料求取层速度vi和深度H的关系曲线，再将该曲线与研究区内的正常压实趋势线进行比较，进而划分出高压异常层段及其顶面埋深。

发明人发现现有技术中至少存在如下问题：现有的预先计算地层压力的方法的有效性不仅取决于地震速度计算的精度，而且取决于正常压实趋势线的准确性。但如何建立正常压实趋势线并没有固定不变普遍适用的规则，只能依靠地质工作人员的经验，因此，现有的预先计算地层压力的方法精度不稳定，计算结果不准确。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种地层压力计算方法及装置，以提高计算得到的地层压力的准确性。

为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种地层压力计算方法及装置是这样实现的：

一种地层压力计算方法，包括：

获取目的工区的测井数据，根据所述测井数据确定所述目的工区的钻井的岩性成分及岩性成分的百分含量数据、孔隙度、孔隙流体成分；

获取所述目的工区各岩性成分的模量常数；

计算物质混合后钻井的体积模量的上限和下限，以及物质混合后钻井的剪切模量的上限和下限；

根据所述测井数据中的密度、混合后钻井的体积模量的上限和混合后钻井的剪切模量的上限，计算钻井的矿物骨架速度；

根据所述测井数据中的密度、混合后钻井的体积模量的下限和混合后钻井的剪切模量的下限，计算钻井的矿物临界孔隙速度；

根据所述计算得到的钻井的矿物骨架速度和钻井的矿物临界孔隙速度，确定所述目的工区的矿物骨架速度和目的工区的矿物临界孔隙速度；获取目的工区的地层密度和地层速度；

根据所述目的工区的矿物骨架速度、目的工区的矿物临界孔隙速度、目的工区的地层密度和地层速度确定所述目的工区的地层压力。

优选方案中，所述计算物质混合后钻井的体积模量的上限采用下述公式实现：

公式中，K_max表示物质混合后钻井的体积模量的上限，K₁表示第一种物质的体积模量，K₂表示第二种物质的体积模量，f₁表示第一种物质的百分含量，f₂表示第二种物质的百分含量，μ₁表示第一种物质的剪切模量。

优选方案中，其中，所述计算物质混合后钻井的体积模量的上限采用下述公式实现：

公式中，M_max表示物质混合后钻井的体积模量的上限，N表示混合物质中物质的种类数，f_i表示第i种物质的百分含量，M_i表示第i种物质的体积模量。

优选方案中，所述计算物质混合后钻井的体积模量的下限采用下述公式实现：

公式中，K_min表示物质混合后钻井的体积模量的下限，K₁表示第一种物质的体积模量，K₂表示第二种物质的体积模量，f₁表示第一种物质的百分含量，f₂表示第二种物质的百分含量，μ₂表示第二种物质的剪切模量。

优选方案中，所述计算物质混合后钻井的体积模量的下限采用下述公式实现：

公式中，M_min表示物质混合后钻井的体积模量的下限，N表示混合物质中物质的种类数，f_i表示第i种物质的百分含量，M_i表示第i种物质的体积模量。

优选方案中，所述计算物质混合后钻井的剪切模量的上限采用下述公式实现：

公式中，μ_max表示物质混合后钻井的剪切模量的上限，K₁表示第一种物质的体积模量，K₂表示第二种物质的体积模量，f₁表示第一种物质的百分含量，f₂表示第二种物质的百分含量，μ₁表示第一种物质的剪切模量，μ₂表示第二种物质的剪切模量。

优选方案中，所述计算物质混合后钻井的剪切模量的上限采用下述公式实现：

公式中，M_max表示物质混合后钻井的剪切模量的上限，N表示混合物质中物质的种类数，f_i表示第i种物质的百分含量，M_i表示第i种物质的剪切模量。

优选方案中，所述计算物质混合后钻井的剪切模量的下限采用下述公式实现：

公式中，μ_min表示物质混合后钻井的剪切模量的下限，K₁表示第一种物质的体积模量，K₂表示第二种物质的体积模量，f₁表示第一种物质的百分含量，f₂表示第二种物质的百分含量，μ₁表示第一种物质的剪切模量，μ₂表示第二种物质的剪切模量。

优选方案中，所述计算物质混合后钻井的剪切模量的下限采用下述公式实现：

公式中，M_min表示物质混合后钻井的剪切模量的下限，N表示混合物质中物质的种类数，f_i表示第i种物质的百分含量，M_i表示第i种物质的剪切模量。

优选方案中，所述根据测井数据中的密度、混合后钻井的体积模量的上限和混合后钻井的剪切模量的上限，计算钻井的矿物骨架速度，采用下述公式实现：

公式中，V表示钻井的矿物骨架速度，K表示混合后钻井的体积模量的上限，μ表示混合后钻井的剪切模量的上限，ρ表示测井数据中的密度。

优选方案中，所述根据测井数据中的密度、混合后钻井的体积模量的下限和混合后钻井的剪切模量的下限，计算钻井的矿物临界孔隙速度，采用下述公式实现：

公式中，V表示钻井的矿物临界孔隙速度，K表示混合后钻井的体积模量的下限，μ表示混合后钻井的剪切模量的下限，ρ表示测井数据中的密度。

优选方案中，根据所述计算得到的钻井的矿物骨架速度和钻井的矿物临界孔隙速度，确定所述目的工区的矿物骨架速度和目的工区的矿物临界孔隙速度，具体包括：采用内插算法建立所述目的工区的矿物骨架速度模型和矿物临界孔隙时速度模型。

优选方案中，所述获取目的工区的地层密度和地层速度，具体包括：利用叠前反演算法计算所述目的工区的地层密度和地层速度。

优选方案中，所述根据目的工区的矿物骨架速度、目的工区的矿物临界孔隙速度、目的工区的地层密度和地层速度计算所述目的工区的地层压力，采用下述公式实现：

公式中，P_f表示目的工区的地层压力，ρ_b表示目的工区的地层密度，H表示目的工区的地层深度，V表示目的工区的地层速度，V_min表示目的工区的矿物临界孔隙速度，V_max表示目的工区的矿物骨架速度。

优选方案中，所述方法还包括：根据所述目的工区的地层压力计算所述目的工区的地层压力系数；所述地层压力系数用于表征地层压力与静水压力的比值。

优选方案中，所述根据目的工区的地层压力计算所述目的工区的地层压力系数，采用下述公式实现：

公式中，K表示目的工区的地层压力系数，P_f表示目的工区的地层压力，P_h表示静水压力，ρ表示地层水的比重，取值为1.02～1.05，g表示重力加速度，取值为9.81牛顿每千克；H是静水柱的高度。

一种地层压力计算装置，包括：测井数据模块、模量常数模块、钻井模量上限下限计算模块、钻井矿物骨架速度模块、钻井矿物临界孔隙速度模块、工区参数计算模块、工区地层密度和地层速度获取模块以及地层压力计算模块；

所述测井数据模块，用于获取目的工区的测井数据，根据所述测井数据确定所述目的工区钻井的岩性成分及岩性成分的百分含量数据、孔隙度、孔隙流体成分；

所述模量常数模块，用于获取所述目的工区各岩性成分的模量常数；

所述钻井模量上限下限计算模块，用于计算物质混合后钻井的体积模量的上限和下限，以及物质混合后钻井的剪切模量的上限和下限；

所述钻井矿物骨架速度模块，用于根据所述测井数据中的密度、混合后钻井的体积模量的上限和混合后钻井的剪切模量的上限，计算钻井的矿物骨架速度；

所述钻井矿物临界孔隙速度模块，用于根据所述测井数据中的密度、混合后钻井的体积模量的下限和混合后钻井的剪切模量的下限，计算钻井的矿物临界孔隙速度；

所述工区参数计算模块，用于根据所述计算得到的钻井的矿物骨架速度和钻井的矿物临界孔隙速度，确定所述目的工区的矿物骨架速度和目的工区的矿物临界孔隙速度；

所述工区地层密度和地层速度获取模块，用于获取利用叠前反演算法得到的所述目的工区的地层密度和地层速度；

所述地层压力计算模块，用于根据所述目的工区的地层密度和地层速度，以及所述目的工区矿物骨架速度和目的工区临界孔隙速度，确定所述目的工区的地层压力。

优选方案中，所述装置还包括：地层压力系数计算模块，用于根据所述目的工区的地层压力计算所述目的工区的地层压力系数；所述地层压力系数用于表征地层压力与静水压力的比值。

由以上本申请实施例提供的技术方案可见，本申请实施例提供的地层压力计算方法及装置，不是依靠工作人员的经验，而是通过理论的精确计算来得到地层压力，可以保证计算得到的地层压力的精确性。同时，在计算地层压力的过程中，考虑到了多种岩性物质的混合，可以保证在岩性复杂地区，尤其是上覆地层特殊岩性发育的地区，计算地层压力的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请地层压力计算方法一个实施例的流程图；

图2是本申请实施例中钻井的岩性成分及其百分含量、孔隙度、钻井体积模量的上下限、钻井剪切模量的上限、钻井矿物骨架速度和钻井矿物临界孔隙速度的示意图；

图3是本申请实施例中建立的目的工区矿物骨架速度模型的剖面示意图；

图4是本申请实施例中建立的目的工区矿物临界孔隙速度模型的剖面示意图；

图5是本申请实施例中利用叠前反演算法计算得到的目的工区地层速度剖面示意图；

图6是本申请实施例中利用叠前反演算法计算得到的目的工区地层密度剖面示意图；

图7是本申请实施例中计算得到的目的工区的地层压力的分布示意图；

图8是本申请实施例中根据图7所示的目的工区地层压力得到的目的工区地层压力系数分布示意图；

图9是本申请地层压力计算装置一个实施例的模块图；

图10是本申请地层压力计算装置另一实施例的模块图。

具体实施方式

本申请实施例提供一种地层压力计算方法及装置。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供一种计算地层压力的方法。

图1是本申请地层压力计算方法一个实施例的流程图。参照图1，所述地层压力计算方法可以包括以下步骤。

S101：获取目的工区的测井数据，根据所述测井数据确定所述目的工区的钻井的岩性成分及岩性成分的百分含量数据、孔隙度、孔隙流体成分。

所述测井数据可以采用现有的测井技术来获取。根据所述测井数据确定所述目的工区的岩性成分及岩性成分的百分含量数据、孔隙度、孔隙流体成分，可以采用现有的测井数据处理技术得到。本申请对此并不作出限定。

S102：获取所述目的工区各岩性成分的模量常数。

所述各岩性成分的模量常数可以根据现有的研究成果来获取。例如可以通过查找研究资料的方式来获取。本申请对此并不作出限定

S103：计算物质混合后钻井的体积模量的上限和下限，以及物质混合后钻井的剪切模量的上限和下限。

在一个实施方式中，所述计算物质混合后钻井的体积模量的上限可以采用下述公式(1)来实现：

公式(1)中，K_max表示物质混合后钻井的体积模量的上限，K₁表示第一种物质的体积模量，K₂表示第二种物质的体积模量，f₁表示第一种物质的百分含量，f₂表示第二种物质的百分含量，μ₁表示第一种物质的剪切模量。

在另一个实施方式中，所述计算物质混合后钻井的体积模量的上限还可以采用下述公式(2)来实现：

公式(2)中，M_max表示物质混合后钻井的体积模量的上限，N表示混合物质中物质的种类数，f_i表示第i种物质的百分含量，M_i表示第i种物质的体积模量。

在一个实施方式中，所述计算物质混合后钻井的体积模量的下限可以采用下述公式(3)来实现：

公式(3)中，K_min表示物质混合后钻井的体积模量的下限，K₁表示第一种物质的体积模量，K₂表示第二种物质的体积模量，f₁表示第一种物质的百分含量，f₂表示第二种物质的百分含量，μ₂表示第二种物质的剪切模量。

在另一个实施方式中，所述计算物质混合后钻井的体积模量的下限还可以采用下述公式(4)来实现：

公式(4)中，M_min表示物质混合后钻井的体积模量的下限，N表示混合物质中物质的种类数，f_i表示第i种物质的百分含量，M_i表示第i种物质的体积模量。

在一个实施方式中，所述计算物质混合后钻井的剪切模量的上限可以采用下述公式(5)来实现：

公式(5)中，μ_max表示物质混合后钻井的剪切模量的上限，K₁表示第一种物质的体积模量，K₂表示第二种物质的体积模量，f₁表示第一种物质的百分含量，f₂表示第二种物质的百分含量，μ₁表示第一种物质的剪切模量，μ₂表示第二种物质的剪切模量。

在另一个实施方式中，所述计算物质混合后钻井的剪切模量的上限采用上述公式(2)来实现，此时，公式(2)中，M_max表示物质混合后钻井的剪切模量的上限，N表示混合物质中物质的种类数，f_i表示第i种物质的百分含量，M_i表示第i种物质的剪切模量。

在一个实施方式中，所述计算物质混合后钻井的剪切模量的下限可以采用下述公式(6)来实现：

公式(6)中，μ_min表示物质混合后钻井的剪切模量的下限，K₁表示第一种物质的体积模量，K₂表示第二种物质的体积模量，f₁表示第一种物质的百分含量，f₂表示第二种物质的百分含量，μ₁表示第一种物质的剪切模量，μ₂表示第二种物质的剪切模量。

在另一个实施方式中，所述计算物质混合后钻井的剪切模量的下限还可以采用上述公式(4)来实现，此时，公式(4)中，M_min表示物质混合后钻井的剪切模量的下限，N表示混合物质中物质的种类数，f_i表示第i种物质的百分含量，M_i表示第i种物质的剪切模量。

S104：根据所述测井数据中的密度、混合后钻井的体积模量的上限和混合后钻井的剪切模量的上限，计算钻井的矿物骨架速度。

所述根据测井数据中的密度、混合后钻井的体积模量的上限和混合后剪切模量的上限，计算钻井的矿物骨架速度，可以采用下述公式(7)实现：

公式(7)中，V表示钻井的矿物骨架速度，K表示混合后钻井的体积模量的上限，μ表示混合后钻井的剪切模量的上限，ρ表示测井数据中的密度。

S105：根据所述测井数据中的密度、混合后钻井的体积模量的下限和混合后钻井的剪切模量的下限，计算钻井的矿物临界孔隙速度。

所述根据测井数据中的密度、混合后钻井的体积模量的下限和混合后钻井的剪切模量的下限，计算矿物临界孔隙速度，可以采用上述公式(7)实现，此时，公式(7)中，V表示钻井的矿物临界孔隙时速度，K表示混合后钻井的体积模量的下限，μ表示混合后钻井的剪切模量的下限，ρ表示测井数据中的密度。

图2是本申请实施例中钻井的岩性成分及其百分含量、孔隙度、钻井体积模量的上下限、钻井剪切模量的上限、钻井矿物骨架速度和钻井矿物临界孔隙速度的示意图。参照图2，图2中，垂直方向表示钻井的深度，单位为米。图2中，a列和b列分别表示利用测井数据处理技术得到的岩性成分为砂岩和泥岩的百分含量数据。c列表示利用测井数据处理技术得到的钻井的孔隙度数据。d列表示钻井的体积模量上限数据。e列表示钻井的体积模量下限数据。f列表示钻井的剪切模量上限数据。g列表示钻井的矿物骨架速度。h列表示钻井的矿物临界孔隙速度。

S106：根据所述计算得到的钻井的矿物骨架速度和矿物临界孔隙速度，确定所述目的工区的矿物骨架速度和目的工区的矿物临界孔隙速度。

所述根据所述计算得到的矿物骨架速度和矿物临界孔隙时速度，确定所述目的工区的矿物骨架速度和目的工区的矿物临界孔隙速度，具体可以包括：采用内插算法建立所述目的工区的矿物骨架速度模型和目的工区的矿物临界孔隙速度模型。

图3是本申请实施例中建立的目的工区的矿物骨架速度模型的剖面示意图。图4是本申请实施例中建立的目的工区的矿物临界孔隙速度模型的剖面示意图。

S107：获取所述目工区的地层密度和地层速度，根据所述目的工区的矿物骨架速度、目的工区的矿物临界孔隙速度、目的工区的地层密度和地层速度确定所述目的工区的地层压力。

可以利用叠前反演算法计算所述目的工区的地层密度和地层速度。

图5是本申请实施例中利用叠前反演算法计算得到的目的工区的地层速度剖面示意图。图6是本申请实施例中利用叠前反演算法计算得到的目的工区的地层密度剖面示意图。

所述根据目的工区的矿物骨架速度、目的工区的矿物临界孔隙速度、目的工区的地层密度和地层速度计算所述目的工区的地层压力，可以采用下述公式(8)来实现：

公式(8)中，P_f表示目的工区的地层压力，ρ_b表示目的工区的地层密度，H表示目的工区的地层深度，V表示目的工区的地层速度，V_min表示目的工区的矿物临界孔隙速度，V_max表示目的工区的矿物骨架速度。

图7是本申请实施例中计算得到的地层压力的分布示意图。

在另一个实施方式中，所述方法还包括：根据所述地层压力计算所述地层压力系数；所述地层压力系数用于表征地层压力与静水压力的比值。

具体地，所述根据地层压力计算所述地层压力系数，可以采用下述公式(9)来实现：

公式(9)中，K表示目的工区的地层压力系数，P_f表示目的工区的地层压力，P_h表示静水压力，ρ表示地层水的比重，取值为1.02～1.05，g表示重力加速度，取值为9.81牛顿每千克；H是静水柱的高度，单位为米。

图8是本申请实施例中根据图7所示的地层压力得到的地层压力系数分布示意图。

上述实施例提供的地层压力计算方法，不是依靠工作人员的经验，而是通过理论的精确计算来得到地层压力，可以保证计算得到的地层压力的精确性。同时，在计算地层压力的过程中，考虑到了多种岩性物质的混合，可以保证在岩性复杂地区，尤其是上覆地层特殊岩性发育的地区，计算地层压力的准确性。

本申请实施例还提供一种地层压力计算装置。

图9是本申请地层压力计算装置一个实施例的模块图。参照图9，所述地层压力计算装置可以包括：测井数据模块801、模量常数模块802、钻井模量上限下限计算模块803、钻井矿物骨架速度模块804、钻井矿物临界孔隙速度模块805、工区参数计算模块806、工区地层密度和地层速度获取模块807和地层压力计算模块808。

所述测井数据模块801，可以用于获取目的工区的测井数据，根据所述测井数据确定所述目的工区的钻井的岩性成分及岩性成分的百分含量数据、孔隙度、孔隙流体成分。

所述模量常数模块802，可以用于获取所述目的工区各岩性成分的模量常数。

所述钻井模量上限下限计算模块803，可以用于计算物质混合后钻井的体积模量的上限和下限，以及物质混合后钻井的剪切模量的上限和下限。

所述钻井矿物骨架速度模块804，可以用于根据所述测井数据中的密度、混合后钻井的体积模量的上限和混合后钻井的剪切模量的上限，计算钻井的矿物骨架速度。

所述钻井矿物临界孔隙速度模块805，可以用于根据所述测井数据中的密度、混合后钻井的体积模量的下限和混合后钻井的剪切模量的下限，计算钻井的矿物临界孔隙速度。

所述工区参数计算模块806，可以用于根据所述计算得到的钻井的矿物骨架速度和钻井的矿物临界孔隙速度，确定所述目的工区的矿物骨架速度和目的工区的矿物临界孔隙速度。

所述工区地层密度和地层速度获取模块807，可以用于获取利用叠前反演算法计算的所述目的工区的地层密度和地层速度。

所述地层压力计算模块808，可以用于根据所述目的工区的地层密度和地层速度，以及所述目的工区矿物骨架速度和目的工区临界孔隙速度确定所述目的工区的地层压力。

图10是本申请地层压力计算装置另一实施例的模块图。参照图10，所述地层压力计算装置还可以包括：地层压力系数计算模块809；可以用于根据所述目的工区的地层压力计算所述目的工区的地层压力系数。所述地层压力系数用于表征地层压力与静水压力的比值。

本申请中的层压力计算装置实施例与本申请实施例提供的层压力计算方法相对应，可以实现本申请中的方法实施例，并取得方法实施例的技术效果。

在20世纪90年代，对于一个技术的改进可以很明显地区分是硬件上的改进(例如，对二极管、晶体管、开关等电路结构的改进)还是软件上的改进(对于方法流程的改进)。然而，随着技术的发展，当今的很多方法流程的改进已经可以视为硬件电路结构的直接改进。设计人员几乎都通过将改进的方法流程编程到硬件电路中来得到相应的硬件电路结构。因此，不能说一个方法流程的改进就不能用硬件实体模块来实现。例如，可编程逻辑器件(Programmable Logic Device,PLD)(例如现场可编程门阵列(Field Programmable GateArray，FPGA))就是这样一种集成电路，其逻辑功能由用户对器件编程来确定。由设计人员自行编程来把一个数字系统“集成”在一片PLD上，而不需要请芯片制造厂商来设计和制作专用的集成电路芯片2。而且，如今，取代手工地制作集成电路芯片，这种编程也多半改用“逻辑编译器(logic compiler)”软件来实现，它与程序开发撰写时所用的软件编译器相类似，而要编译之前的原始代码也得用特定的编程语言来撰写，此称之为硬件描述语言(Hardware Description Language，HDL)，而HDL也并非仅有一种，而是有许多种，如ABEL(Advanced Boolean Expression Language)、AHDL(Altera Hardware DescriptionLanguage)、Confluence、CUPL(Cornell University Programming Language)、HDCal、JHDL(Java Hardware Description Language)、Lava、Lola、MyHDL、PALASM、RHDL(RubyHardware Description Language)等，目前最普遍使用的是VHDL(Very-High-SpeedIntegrated Circuit Hardware Description Language)与Verilog2。本领域技术人员也应该清楚，只需要将方法流程用上述几种硬件描述语言稍作逻辑编程并编程到集成电路中，就可以很容易得到实现该逻辑方法流程的硬件电路。

控制器可以按任何适当的方式实现，例如，控制器可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该(微)处理器执行的计算机可读程序代码(例如软件或固件)的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器的形式，控制器的例子包括但不限于以下微控制器：ARC 625D、Atmel AT91SAM、Microchip PIC18F26K20以及Silicone Labs C8051F320，存储器控制器还可以被实现为存储器的控制逻辑的一部分。

本领域技术人员也知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至，可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。

上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。该计算机软件产品可以包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。该计算机软件产品可以存储在内存中，内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括短暂电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本申请可用于众多通用或专用的计算机系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。

本申请可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

虽然通过实施例描绘了本申请，本领域普通技术人员知道，本申请有许多变形和变化而不脱离本申请的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本申请的精神。

Claims (18)

1.一种地层压力计算方法，其特征在于，包括：

获取目的工区的测井数据，根据所述测井数据确定所述目的工区的钻井的岩性成分及岩性成分的百分含量数据、孔隙度、孔隙流体成分；

获取所述目的工区各岩性成分的模量常数；

计算物质混合后钻井的体积模量的上限和下限，以及物质混合后钻井的剪切模量的上限和下限；

根据所述测井数据中的密度、混合后钻井的体积模量的上限和混合后钻井的剪切模量的上限，计算钻井的矿物骨架速度；

根据所述测井数据中的密度、混合后钻井的体积模量的下限和混合后钻井的剪切模量的下限，计算钻井的矿物临界孔隙速度；

根据所述计算得到的钻井的矿物骨架速度和钻井的矿物临界孔隙速度，确定所述目的工区的矿物骨架速度和目的工区的矿物临界孔隙速度；获取目的工区的地层密度和地层速度，

根据所述目的工区的矿物骨架速度、目的工区的矿物临界孔隙速度、目的工区的地层密度和地层速度确定所述目的工区的地层压力。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算物质混合后钻井的体积模量的上限采用下述公式实现：

$K_{max}=K_1+\frac{f_2}{\frac{1}{K_2-K_1}+f_1\&CenterDot;\frac{1}{K_1+\frac{4}{3}{\mathrm{\&mu;}}_1}}$

公式中，K_max表示物质混合后钻井的体积模量的上限，K₁表示第一种物质的体积模量，K₂表示第二种物质的体积模量，f₁表示第一种物质的百分含量，f₂表示第二种物质的百分含量，μ₁表示第一种物质的剪切模量。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，所述计算物质混合后钻井的体积模量的上限采用下述公式实现：

$M_{max}=\underset{i=1}{\overset{N}{\&Sigma;}}{f}_i{M}_i$

公式中，M_max表示物质混合后钻井的体积模量的上限，N表示混合物质中物质的种类数，f_i表示第i种物质的百分含量，M_i表示第i种物质的体积模量。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算物质混合后钻井的体积模量的下限采用下述公式实现：

$K_{\min }=K_2+\frac{f_1}{\frac{1}{K_1-K_2}+f_2\&CenterDot;\frac{1}{K_2+\frac{4}{3}{\mathrm{\&mu;}}_2}}$

公式中，K_min表示物质混合后钻井的体积模量的下限，K₁表示第一种物质的体积模量，K₂表示第二种物质的体积模量，f₁表示第一种物质的百分含量，f₂表示第二种物质的百分含量，μ₂表示第二种物质的剪切模量。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算物质混合后钻井的体积模量的下限采用下述公式实现：

$\frac{1}{M_{\min }}=\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}\frac{f_i}{M_i}$

公式中，M_min表示物质混合后钻井的体积模量的下限，N表示混合物质中物质的种类数，f_i表示第i种物质的百分含量，M_i表示第i种物质的体积模量。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算物质混合后钻井的剪切模量的上限采用下述公式实现：

${\mathrm{\&mu;}}_{max}={\mathrm{\&mu;}}_1+\frac{f_2}{\frac{1}{{\mathrm{\&mu;}}_2-{\mathrm{\&mu;}}_1}+\frac{2f_1(K_1+2{\mathrm{\&mu;}}_1)}{5{\mathrm{\&mu;}}_1(K_1+\frac{4}{3}{\mathrm{\&mu;}}_1)}}$

公式中，μ_max表示物质混合后钻井的剪切模量的上限，K₁表示第一种物质的体积模量，K₂表示第二种物质的体积模量，f₁表示第一种物质的百分含量，f₂表示第二种物质的百分含量，μ₁表示第一种物质的剪切模量，μ₂表示第二种物质的剪切模量。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算物质混合后钻井的剪切模量的上限采用下述公式实现：

$M_{max}=\underset{i=1}{\overset{N}{\&Sigma;}}{f}_i{M}_i$

公式中，M_max表示物质混合后钻井的剪切模量的上限，N表示混合物质中物质的种类数，f_i表示第i种物质的百分含量，M_i表示第i种物质的剪切模量。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算物质混合后钻井的剪切模量的下限采用下述公式实现：

${\mathrm{\&mu;}}_{\min }={\mathrm{\&mu;}}_2+\frac{f_1}{\frac{1}{{\mathrm{\&mu;}}_1-{\mathrm{\&mu;}}_2}+\frac{2f_2\left(K_2+2{\mathrm{\&mu;}}_2\right)}{5{\mathrm{\&mu;}}_2\left(K_2+\frac{4}{3}{\mathrm{\&mu;}}_2\right)}}$

公式中，μ_min表示物质混合后钻井的剪切模量的下限，K₁表示第一种物质的体积模量，K₂表示第二种物质的体积模量，f₁表示第一种物质的百分含量，f₂表示第二种物质的百分含量，μ₁表示第一种物质的剪切模量，μ₂表示第二种物质的剪切模量。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算物质混合后钻井的剪切模量的下限采用下述公式实现：

$\frac{1}{M_{min}}=\underset{i=1}{\overset{N}{\&Sigma;}}\frac{f_i}{M_i}$

公式中，M_min表示物质混合后钻井的剪切模量的下限，N表示混合物质中物质的种类数，f_i表示第i种物质的百分含量，M_i表示第i种物质的剪切模量。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据测井数据中的密度、混合后钻井的体积模量的上限和混合后钻井的剪切模量的上限，计算钻井的矿物骨架速度，采用下述公式实现：

$V=\sqrt{\frac{K+\frac{4}{3}\mathrm{\&mu;}}{\mathrm{\&rho;}}}$

公式中，V表示钻井的矿物骨架速度，K表示混合后钻井的体积模量的上限，μ表示混合后钻井的剪切模量的上限，ρ表示测井数据中的密度。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据测井数据中的密度、混合后钻井的体积模量的下限和混合后钻井的剪切模量的下限，计算钻井的矿物临界孔隙速度，采用下述公式实现：

$V=\sqrt{\frac{K+\frac{4}{3}\mathrm{\&mu;}}{\mathrm{\&rho;}}}$

公式中，V表示钻井的矿物临界孔隙速度，K表示混合后钻井的体积模量的下限，μ表示混合后钻井的剪切模量的下限，ρ表示测井数据中的密度。

12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述计算得到的钻井的矿物骨架速度和钻井的矿物临界孔隙速度，确定所述目的工区的矿物骨架速度和目的工区的矿物临界孔隙速度，具体包括：采用内插算法建立所述目的工区的矿物骨架速度模型和矿物临界孔隙时速度模型。

13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取目的工区的地层密度和地层速度，具体包括：利用叠前反演算法计算所述目的工区的地层密度和地层速度。

14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据目的工区的矿物骨架速度、目的工区的矿物临界孔隙速度、目的工区的地层密度和地层速度计算所述目的工区的地层压力，采用下述公式实现：

$P_f=\frac{V_{\max }-V_i}{V_{\max }-V_{\min }}{\&Integral;}_0^H{10}^{-3}{\mathrm{\&rho;}}_b\left(H\right)gdH$

公式中，P_f表示目的工区的地层压力，ρ_b表示目的工区的地层密度，H表示目的工区的地层深度，V表示目的工区的地层速度，V_min表示目的工区的矿物临界孔隙速度，V_max表示目的工区的矿物骨架速度。

15.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：根据所述目的工区的地层压力计算所述目的工区的地层压力系数；所述地层压力系数用于表征地层压力与静水压力的比值。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述根据目的工区的地层压力计算所述目的工区的地层压力系数，采用下述公式实现：

$K=\frac{P_f}{P_h}=\frac{P_f}{\mathrm{\&rho;}gH}$

公式中，K表示目的工区的地层压力系数，P_f表示目的工区的地层压力，P_h表示静水压力，ρ表示地层水的比重，取值为1.02～1.05，g表示重力加速度，取值为9.81牛顿每千克；H是静水柱的高度。

17.一种地层压力计算装置，其特征在于，包括：测井数据模块、模量常数模块、钻井模量上限下限计算模块、钻井矿物骨架速度模块、钻井矿物临界孔隙速度模块、工区参数计算模块、工区地层密度和地层速度获取模块以及地层压力计算模块；

所述测井数据模块，用于获取目的工区的测井数据，根据所述测井数据确定所述目的工区钻井的岩性成分及岩性成分的百分含量数据、孔隙度、孔隙流体成分；

所述模量常数模块，用于获取所述目的工区各岩性成分的模量常数；

所述钻井模量上限下限计算模块，用于计算物质混合后钻井的体积模量的上限和下限，以及物质混合后钻井的剪切模量的上限和下限；

所述钻井矿物骨架速度模块，用于根据所述测井数据中的密度、混合后钻井的体积模量的上限和混合后钻井的剪切模量的上限，计算钻井的矿物骨架速度；

所述钻井矿物临界孔隙速度模块，用于根据所述测井数据中的密度、混合后钻井的体积模量的下限和混合后钻井的剪切模量的下限，计算钻井的矿物临界孔隙速度；

所述工区参数计算模块，用于根据所述计算得到的钻井的矿物骨架速度和钻井的矿物临界孔隙速度，确定所述目的工区的矿物骨架速度和目的工区的矿物临界孔隙速度；

所述工区地层密度和地层速度获取模块，用于获取利用叠前反演算法得到的所述目的工区的地层密度和地层速度；

所述地层压力计算模块，用于根据所述目的工区的地层密度和地层速度，以及所述目的工区矿物骨架速度和目的工区临界孔隙速度，确定所述目的工区的地层压力。

18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，还包括：地层压力系数计算模块，用于根据所述目的工区的地层压力计算所述目的工区的地层压力系数；所述地层压力系数用于表征地层压力与静水压力的比值。