CN108089227B - 新的基于三维地震资料的地层孔隙压力预测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于油气地球物理勘探领域，公开了一种新的基于三维地震资料的地层孔隙压力预测方法，新的基于三维地震资料的地层孔隙压力预测方法将Tau模型方法和Fillippone公式进行组合，构建Tau‑Fillippone公式来进行地层孔隙压力预测。本发明提供的地层压力预测方法，不仅省去建立正常压实趋势线的步骤，有效地克服了常规方法(如Tau模型方法等)的正常压实趋势线构建的难点，减少了人为因素的影响；而且预测精度高于常规的Fillippone公式方法。

Description

新的基于三维地震资料的地层孔隙压力预测方法
技术领域
本发明属于油气地球物理勘探领域，尤其涉及一种新的基于三维地震资料的地层孔隙压力预测方法。
背景技术
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，它不仅是确定钻井液密度和井深结构的依据，还是决定钻井成败的重要因素。目前，较常用的地层孔隙压力预测方法主要有Eaton模型方法、Fillippone公式方法以及Tau模型方法等。
(1)Eaton模型方法
该模型(Eaton B A(1976.Graphical method predicts geoopressureworldwide[J].World Oil,183:100-104))基于正常压实趋势来分析速度场偏差,再根据模拟井建立与孔隙压力数据直接相关的速度扰动经验关系式。
Figure BDA0001504684470000011
该模型描述了地层孔隙压力Pf与上覆地层压力Pov、静水压力Pw、正常压实速度Vn及地层速度Vi之间的关系，通过测井资料拟合得到参数C，最后将该模型应用于目标段从而得到目标段的地层孔隙压力Pf，其核心参数是正常压实速度Vn，该参数受“人为建立的正常压实趋势线”的影响。
(2)Fillippone公式方法
在国内较常用的Fillippone公式方法主要是基于云美厚(地震地层压力预测[J].石油地球物理勘探,1996,31(4)：575～586)所提出的Fillippone公式及其改进来实现的。该方法的主要原理如下：
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(即骨架速度)和最小速度(即孔隙流体速度)，得到如公式(2)所示的Fillippone公式。
Figure BDA0001504684470000021
式中，Pf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；vmax为最大层速度，单位：m/s；vmin为最小层速度，单位：m/s；vi为第i层的层速度，单位：m/s，该方法计算效率和计算精度较低，需要对计算结果做进一步的校正。
(3)Tau模型方法
该Tau模型(Jorge L.López at el.(2004.Integrated shared earth model:3Dpore-pressure prediction and uncertainty analysis.Leading Edge,23(1):52-59))所提出的一种稳定、有效的地层孔隙压力预测方法，其压力公式如下：
Figure BDA0001504684470000022
式中，vmax为岩石骨架速度，vmin为孔隙流体速度，vi为地层纵波速度，Pf为地层孔隙压力，Pov为上覆地层压力，Pw为静水压力，B为拟合参数。该模型具有一定的稳定性，其核心参数是正常压实速度Vn，该参数受“人为建立的正常压实趋势线”的影响。
综上所述，上述3种技术的优缺点分析如下：
(1)Tau模型方法是针对Eaton方法的改进方法，预测精度和稳定性优于Eatone方法，但是仍然需要建立的正常压实趋势线，其受人为因素影响较大；
(2)Fillippone公式方法虽然不受“人为建立正常压实趋势线”的影响，但是其计算效率和计算精度较低，需要对计算结果做进一步的校正；
(3)根据多个实际工区的应用分析结论表明：在已知正常趋势线的情况下，Tau模型方法的预测精度优于Fillippone公式方法；
由此可见，现有技术不能有效解决问题的关键原因在于“正常压实趋势线”的准确建立，目前的方法都是人为的选择参考层段，根据自身的经验进行建立，其受人为因素较大。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种新的基于三维地震资料的地层孔隙压力预测方法。
本发明是这样实现的，一种新的基于三维地震资料的地层孔隙压力预测方法，所述新的基于三维地震资料的地层孔隙压预测方法将Tau模型方法和Fillippone公式进行组合，构建Tau-Fillippone公式来进行地层孔隙压力预测；
所述Tau-Fillippone公式为：
Figure BDA0001504684470000031
其中，vmax为岩石骨架速度，vmin为孔隙流体速度，vi为地层纵波速度，Pf为地层孔隙压力，Pov为上覆地层压力，Pw为静水压力。
进一步，所述新的基于三维地震资料的地层孔隙压预测方法具体包括：
根据测井所得数据，选取其中的纵波速度vi，岩石骨架速度vmax，孔隙流体速度vmin，密度ρ、深度h和地层孔隙压力Pf参数利用Tau-Fillippone公式计算得到B系数；
采用基于三维叠后地震资料和叠加速度数据采用叠后波阻抗反演方法反演得到的地震层速度、密度；
利用三维叠后地震资料与测井资料采用“井-震标定”方法得到对应的时深关系；
基于地震层速度、密度、时深关系和获得的B系数利用Tau-Fillippone公式计算获得地层孔隙压力数据体，实现压力预测。
进一步，B系数的获得，具体包括：
根据测井所得数据，选取其中的纵波速度vi，岩石骨架速度vmax，孔隙流体速度vmin，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
Figure BDA0001504684470000041
计算得到上覆地层压力，根据静水压力计算公式Pw＝ρwgh，计算得到静水压力。最后再通过Tau-Fillippone公式计算获得B系数；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，ρw为地层水密度。
本发明的优点及积极效果为：
本发明将Tau模型方法和Fillippone公式进行组合，构建了一种新的公式(Tau-Fillippone公式)来进行地层孔隙压力预测，不仅克服了Tau模型方法的正常压实趋势线构建的难点，而且计算精度高于Fillippone公式方法，能实现Fillippone公式和Tau模型方法中的岩石骨架速度和孔隙流体速度的同步性改变，提高了地层孔隙压力预测结果的准确性。
本发明提供的地层压力预测方法，省去建立正常压实趋势线的步骤，有效地克服了Jorge L.López提出的常规Tau模型的正常压实趋势线构建的难点，减少了人为因素的影响；
本发明提供的地层压力预测方法的计算精度优于常规的Fillippone公式方法。
本发明提供的地层压力预测方法兼具Fillippone公式方法和Tau模型方法的优点，能实现Fillippone公式和Tau公式中的岩石骨架速度和孔隙流体速度的同步性改变，提高了地层孔隙压力预测结果的准确性。
附图说明
图1是本发明实施例提供的新的基于三维地震资料的地层孔隙压力预测方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明的上覆岩层压力：是指计算点所在深度以上地层中的岩石基质和孔隙流体的重量所产生的压力。在计算海底地层上覆岩层压力时还需考虑海水产生的压力。
地层孔隙压力：指地层孔隙和缝洞中的流体(水、油、气)所具有的压力。
静水压力：由地层水的重量所引起的压力，代表着正常的地层孔隙压力。
正常压实趋势线法：利用测井资料检测异常地层孔隙压力的传统方法，“泥质沉积物不平衡压实造成地层欠压实并产生异常高压”这一最普遍的机制。
岩石骨架速度：岩层有效孔隙度近于零时的声速。
孔隙流体速度：岩层刚性近于零时的声速。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细描述。
本发明实施例提供的新的基于三维地震资料的地层孔隙压力预测方法，将Tau模型方法和Fillippone公式进行组合，构建Tau-Fillippone公式来进行地层孔隙压力预测；
所述Tau-Fillippone公式为：
Figure BDA0001504684470000051
其中，vmax为岩石骨架速度，vmin为孔隙流体速度，vi为地层纵波速度，Pf为地层孔隙压力，Pov为上覆地层压力，Pw为静水压力。
如图1所示，本发明实施例提供的所述新的基于三维地震资料的地层孔隙压预测方法具体包括：
S101：根据测井所得数据，选取其中的纵波速度，岩石骨架速度，孔隙流体速度，密度、深度和地层孔隙压力参数利用Tau-Fillippone公式计算得到B系数；
S102：基于三维叠后地震资料和叠加速度数据采用叠后波阻抗反演方法反演得到的地震层速度、密度；
S103：利用三维叠后地震资料与测井资料采用“井-震标定”方法得到对应的时深关系；
S104：基于地震层速度、密度、时深关系和获得的B系数利用Tau-Fillippone公式计算获得地层孔隙压力数据体，实现压力预测。
S101中，根据测井所得数据，选取其中的纵波速度vi，岩石骨架速度vmax，孔隙流体速度vmin，密度ρ、深度h和地层孔隙压力Pf参数。
下面结合具体实施例对本发明的方法原理作进一步描述。
本发明实施例提供的新的基于三维地震资料的地层孔隙压力预测方法，包括：
1、Tau-Fillippone公式的推导：
(1)Tau模型方法的压力预测公式为：
Figure BDA0001504684470000061
其中vmax为岩石骨架速度，vmin为孔隙流体速度，vi为地层纵波速度，Pf为地层孔隙压力，Pov为上覆地层压力，Pw为静水压力，σ为垂直有效应力，B为拟合参数。
(2)根据地层正常压实情况下两者满足关系PTau＝PFillippone且静水压力Pw相等，综合Tau模型方法和Fillippone公式以及正常压实下的速度关系Vi＝Vn，由Fillippone公式得到正常压实速度Vn：
Figure BDA0001504684470000062
其中vmax为岩石骨架速度，vmin为孔隙流体速度，Pov为上覆地层压力，Pw为静水压力。
(3)再将公式(2)的Vn代入公式(1)中进行组合，得到新的地层压力预测公式(Tau-Fillippone公式)：
Figure BDA0001504684470000071
其中vmax为岩石骨架速度，vmin为孔隙流体速度，vi为地层纵波速度，Pf为地层孔隙压力，Pov为上覆地层压力，Pw为静水压力。
2、基于Tau-Fillippone公式的地层孔隙压力预测流程：
(1)根据测井所得数据，选取其中的纵波速度vi，岩石骨架速度vmax，孔隙流体速度vmin，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
Figure BDA0001504684470000072
计算得到上覆地层压力，根据静水压力计算公式Pw＝ρwgh，计算得到静水压力。最后再通过Tau-Fillippone公式计算获得B系数；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，ρw为地层水密度。
(2)采用基于三维叠后地震资料和叠加速度数据采用叠后波阻抗反演方法反演得到的地震层速度、密度；
(3)利用三维叠后地震资料与测井资料采用“井-震标定”方法得到对应的时深关系；
(4)将流程(1)中得到的B系数代入到公式(3)中，结合流程(2)中三维地震数据与测井资料反演得到的速度、密度和流程(3)利用Tau-Fillippone公式计算出地层压力数据体。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种新的基于三维地震资料的地层孔隙压力预测方法，其特征在于，采用Tau-Fillippone公式计算地层孔隙压力，所述Tau-Fillippone公式为：
Figure FDA0002225827230000011
其中，vmax为岩石骨架速度，vmin为孔隙流体速度，vi为地层纵波速度，Pf为地层孔隙压力，Pov为上覆地层压力，Pw为静水压力，B为拟合参数；
所述新的基于三维地震资料的地层孔隙压力预测方法包括：
根据测井所得数据，选取其中的纵波速度vi，岩石骨架速度vmax，孔隙流体速度vmin，密度ρ、深度h和地层孔隙压力Pf参数利用Tau-Fillippone公式计算得到B系数；
基于三维叠后地震资料和叠加速度数据采用叠后波阻抗反演方法反演得到的地震层速度、密度；
利用三维叠后地震资料与测井资料采用“井-震标定”方法得到对应的时深关系；
基于地震层速度、密度、时深关系和获得的B系数利用Tau-Fillippone公式计算获得地层孔隙压力数据体，实现压力预测。
2.如权利要求1所述的新的基于三维地震资料的地层孔隙压力预测方法，其特征在于，B系数的获得，具体包括：
根据测井所得数据，选取其中的纵波速度vi，岩石骨架速度vmax，孔隙流体速度vmin，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
Figure FDA0002225827230000012
计算得到上覆地层压力，根据静水压力计算公式Pw＝ρwgh，计算得到静水压力；最后再通过Tau-Fillippone公式计算获得B系数；其中，h表示上覆地层深度，ρ(h)为深度为h时所对应的地层密度，g为重力加速度，ρw为地层水密度。
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