CN110826157A - 一种多压力成因超压贡献比例的计算方法 - Google Patents

一种多压力成因超压贡献比例的计算方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多压力成因超压贡献比例的计算方法，包括如下步骤：S1、判断地层异常高压形成机制；S2、采用实测地层速度计算地层压力总量；S3，模拟正常压实和欠压压实条件下的地层速度，计算欠压实成因相关的地层压力分量；S4，计算非欠压实成因相关的地层压力分量；S5，计算欠压实成因和非欠压实成因对异常压力的贡献比例。本发明提供的方法考虑了不同压力形成机制条件下地层测井响应的差异和相关特征，实现了欠压实成因异常压力分量和其他成因异常压力分量的定量计算，进而定量计算欠压实作用和其他压力成因作用对异常高压形成的贡献比例。

Description

一种多压力成因超压贡献比例的计算方法
技术领域
本发明属于地球物理勘探技术领域，特别涉及一种多压力成因超压贡献比例的计算方法。
背景技术
地层异常压力是钻井液设计和井身结构设计优化的关键参数，提高压力预测精度对控制钻井工程风险，降低钻井成本具有重要的意义。
对于异常高压的成因机制，主要包括泥岩不均衡压实作用、构造应力作用、生烃作用、压力传递作用、水热增压作用、蒙脱石-伊利石转化作用等。其中泥岩不均衡压实作用被普遍认为是年轻沉积盆地超压形成的主要机制。对一个特定地区而言，异常高压通常以一种压力形成机制为主，多种压力形成机制复合作用形成的。目前许多研究成果主要侧重于异常高压形成机制的判断，对不同压力形成机制的定量评价的研究薄弱。
常见的地层异常压力的预测方法可以概括为二类，一是建立泥岩正常压实趋势线判断地层是否存在超压，根据等效深度法、伊顿法、Bowers法、经验法等计算孔隙压力；二是建立泥岩的有效应力与速度之间的函数关系，利用速度求解有效应力，然后根据有效应力原理计算孔隙压力。这些压力预测方法主要解决某一种主要压力机制形成的压力，对存在多成因压力形成机制条件下的压力预测效果不佳。
发明内容
本发明的目的是解决当异常高压地层受泥岩欠压实作用和其他多种压力形成机制共同作用时，定量计算欠压实作用和其他压力机制分别引起的异常压力分量，合理评价欠压实作用与其他压力机制对异常高压形成的贡献率，提高压力预测的精度。
为了解决上述问题，本发明提供一种多压力成因超压贡献比例的计算方法，所述方法包括如下步骤：
S1，判断地层异常高压形成机制；选择泥岩数据，开展速度和密度分析，当速度和密度具有相同的趋势且满足加载曲线，则地层压力形成机制为欠压实作用；当速度-密度样点分布具有异常的趋势，部分样点分布偏离加载曲线，则地层压力机制包括欠压实作用和其他类型压力形成机制；所述其他类型压力形成机制为非欠压实作用；
S2，采用实测地层速度计算地层压力总量P；用电缆测压数据进行标定，根据压力形成机制选择压力计算方法，对于正常压实和欠压实地层，压力计算方法为等效深度法、伊顿法；对于发育非欠压实作用异常压力的地层，压力计算方法为Bowers法。
S3，模拟正常压实和欠压压实条件下的地层速度，利用步骤S1中的泥岩速度-密度交汇图，拟合加载曲线方程，得到地层速度与密度的函数关系；根据实测密度资料模拟得到正常压实和欠压实条件下的地层速度；应用模拟得到正常压实和欠压实条件下的地层速度，采用等效深度法、伊顿法计算得到欠压实作用成因的地层压力分量P1。
S4，计算非欠压实成因相关的地层压力分量P2；将步骤S2计算的地层压力总量减去步骤S3计算的欠压实成因地层压力分量，得到非欠压实作用地层压力分量。
S5，计算欠压实成因和非欠压实成因对异常压力的贡献比例；地层异常压力总量Pover＝P-静水压力，欠压实成因异常压力分量P1over＝P1-静水压力，非欠压实成因异常压力分量P2over＝Pover-P1over；欠压实成因异常压力贡献比例P1over％＝P1over/Pover×100％；非欠压实成因异常压力贡献比例P2over％＝100-P1over％。
进一步地，所述步骤S2中伊顿法的计算公式为：
式中，
PP为孔隙压力梯度，g/cm3；
OBG为上覆压力梯度，g/cm3；
PPN为静水压力梯度，g/cm3；
DTN为正常压实地层声波时差，us/ft；
DTO为实测地层声波时差，us/ft；
x为伊顿指数；
所述等效深度法的计算公式为：
PP＝PE+(OBG-OBGE)
式中，
PP为孔隙压力，PSI或Pa；
PPE为等效深度点的孔隙压力，PSI或Pa；
OBG为上覆压力，PSI或Pa；
OBGE为等效深度点的上覆压力，PSI或Pa；
进一步地，所述步骤S2中Bowers计算公式为：
Figure BDA0002243162650000031
Figure BDA0002243162650000032
式中，
PP为孔隙压力梯度，g/cm3；
OBG为上覆压力梯度，g/cm3；
V0为海底沉积物速度，m/s；
V为实测地层速度，m/s；
Vmax为卸载开始时对应的最大地层速度，m/s；
σmax为卸载开始时对应的最大垂直有效应力，PSI或MPa；
A、B和U为经验常数；
Depth为垂深，m。
与现有技术相比：
本发明考虑了不同异常高压形成机制条件下地层测井响应的差异和相关特征，建立了不同压力成因机制引起的地层速度变化量函数，模拟欠压实成因机制下的地层速度，实现了多种压力成因机制复合作用时欠压实成因高压和其他成因高压的分类定量计算，进而研究不同压力成因机制对异常压力的贡献比例。
附图说明
图1是本发明泥岩密度-速度交汇示意图；
图2是本发明不同压力成因对超压贡献的成果图；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种多压力成因机制超压贡献比例的计算方法，所述方法包括如下步骤：
结合图1、图2所示，步骤S1，判断地层异常高压形成机制；根据测井伽玛或泥质含量资料进行泥岩层段识别，提取泥岩层的速度和密度测井数据，并进行交汇处理。交汇图横坐标为密度，纵坐标为速度。
当速度和密度具有相同的趋势且满足加载曲线，则地层压力形成机制为欠压实作用；当速度-密度样点分布具有异常的趋势，部分样点分布偏离加载曲线，则地层压力机制包括欠压实作用和其他类型压力形成机制；所述其他类型压力形成机制为非欠压实作用；
步骤S2，采用实测地层速度计算地层压力总量P；用电缆测压数据进行标定，根据压力形成机制选择压力计算方法，对于正常压实和欠压实地层，压力计算方法为等效深度法、伊顿法；对于发育非欠压实作用异常压力的地层，压力计算方法为Bowers法。
进一步地，所述伊顿法的计算公式为：
式中，
PP为孔隙压力梯度，g/cm3；
OBG为上覆压力梯度，g/cm3；
PPN为静水压力梯度，g/cm3；
DTN为正常压实地层声波时差，us/ft；
DTO为实测地层声波时差，us/ft；
x为伊顿指数；
所述等效深度法的计算公式为：
PP＝PE+(OBG-OBGE)
式中，
PP为孔隙压力，PSI或Pa；
PPE为等效深度点的孔隙压力，PSI或Pa；
OBG为上覆压力，PSI或Pa；
OBGE为等效深度点的上覆压力，PSI或Pa；
更进一步地，所述Bowers计算公式为：
Figure BDA0002243162650000052
Figure BDA0002243162650000053
式中，
PP为孔隙压力梯度，g/cm3；
OBG为上覆压力梯度，g/cm3；
V0为海底沉积物速度，m/s；
V为实测地层速度，m/s；
Vmax为卸载开始时对应的最大地层速度，m/s；
σmax为卸载开始时对应的最大垂直有效应力，PSI或MPa；
A、B和U为经验常数；
Depth为垂深，m。
步骤S3，模拟正常压实和欠压压实条件下的地层速度，利用步骤S1中的泥岩速度-密度交汇图，拟合加载曲线方程，得到地层速度与密度的函数关系；根据实测密度资料模拟得到全井段正常压实和欠压实条件下的地层速度；应用模拟得到正常压实和欠压实条件下的地层速度，采用等效深度法、伊顿法计算得到欠压实作用成因的地层压力分量P1。
步骤S4，计算非欠压实成因相关的地层压力分量P2；将步骤S2计算的地层压力总量减去步骤S3计算的欠压实成因地层压力分量，得到非欠压实作用地层压力分量。
步骤S5，计算欠压实成因和非欠压实成因对异常压力的贡献比例；地层异常压力总量Pover＝P-静水压力，欠压实成因异常压力分量P1over＝P1-静水压力，非欠压实成因异常压力分量P2over＝Pover-P1over；欠压实成因异常压力贡献比例P1over％＝P1over/Pover×100％；非欠压实成因异常压力贡献比例P2over％＝100-P1over％。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种多压力成因超压贡献比例的计算方法，其特征在于，所述的方法包括如下步骤：
S1，判断地层异常高压形成机制；选择泥岩数据，开展速度和密度分析，当速度和密度具有相同的趋势且满足加载曲线，则地层压力形成机制为欠压实作用；当速度-密度样点分布具有异常的趋势，部分样点分布偏离加载曲线，则地层压力机制包括欠压实作用和其他类型压力形成机制；所述其他类型压力形成机制为非欠压实作用；
S2，采用实测地层速度计算地层压力总量P；用电缆测压数据进行标定，根据压力形成机制选择压力计算方法，对于正常压实和欠压实地层，压力计算方法为等效深度法、伊顿法；对于发育非欠压实作用异常压力的地层，压力计算方法为Bowers法。
S3，模拟正常压实和欠压压实条件下的地层速度，利用步骤S1中的泥岩速度-密度交汇图，拟合加载曲线方程，得到地层速度与密度的函数关系；根据实测密度资料模拟得到正常压实和欠压实条件下的地层速度；应用模拟得到正常压实和欠压实条件下的地层速度，采用等效深度法、伊顿法计算得到欠压实作用成因的地层压力分量P1。
S4，计算非欠压实成因相关的地层压力分量P2；将步骤S2计算的地层压力总量减去步骤S3计算的欠压实成因地层压力分量，得到非欠压实作用地层压力分量。
S5，计算欠压实成因和非欠压实成因对异常压力的贡献比例；地层异常压力总量Pover＝P-静水压力，欠压实成因异常压力分量P1over＝P1-静水压力，非欠压实成因异常压力分量P2over＝Pover-P1over；欠压实成因异常压力贡献比例P1over％＝P1over/Pover×100％；非欠压实成因异常压力贡献比例P2over％＝100-P1over％。
2.如权利要求1所述的一种多压力成因超压贡献比例的计算方法，其特征在于，所述步骤S2中伊顿法的计算公式为：
Figure FDA0002243162640000021
式中，
PP为孔隙压力梯度，g/cm3；
OBG为上覆压力梯度，g/cm3；
PPN为静水压力梯度，g/cm3；
DTN为正常压实地层声波时差，us/ft；
DTO为实测地层声波时差，us/ft；
x为伊顿指数；
所述等效深度法的计算公式为：
PP＝PE+(OBG-OBGE)
式中，
PP为孔隙压力，PSI或Pa；
PPE为等效深度点的孔隙压力，PSI或Pa；
OBG为上覆压力，PSI或Pa；
OBGE为等效深度点的上覆压力，PSI或Pa。
3.如权利要求2所述的一种多压力成因超压贡献比例的计算方法，其特征在于，所述步骤S2中Bowers计算公式为：
Figure FDA0002243162640000022
Figure FDA0002243162640000023
式中，
PP为孔隙压力梯度，g/cm3；
OBG为上覆压力梯度，g/cm3；
V0为海底沉积物速度，m/s；
V为实测地层速度，m/s；
Vmax为卸载开始时对应的最大地层速度，m/s；
σmax为卸载开始时对应的最大垂直有效应力，PSI或MPa；
A、B和U为经验常数；
Depth为垂深，m。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112034521A (zh) * 2020-09-07 2020-12-04 中国海洋石油集团有限公司 一种欠压实与生烃混合成因地层超压的预测方法
CN113187463A (zh) * 2021-04-14 2021-07-30 中海石油(中国)有限公司海南分公司 一种基于地层超压单成因贡献率的随钻孔隙压力预测方法
CN113847013A (zh) * 2021-08-20 2021-12-28 中国地质大学（武汉） 一种计算地层欠压实超压贡献率及演化的方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106127343A (zh) * 2016-06-27 2016-11-16 成都理工大学 一种地层超压成因机制的分析方法
CN108301825A (zh) * 2018-01-23 2018-07-20 中国海洋石油集团有限公司 一种高温高压储层孔隙压力分析方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106127343A (zh) * 2016-06-27 2016-11-16 成都理工大学 一种地层超压成因机制的分析方法
CN108301825A (zh) * 2018-01-23 2018-07-20 中国海洋石油集团有限公司 一种高温高压储层孔隙压力分析方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘桃等: "欠压实与流体膨胀成因超压的定量评价", 《石油学报》 *
景琛: "基于超压成因机制的压力预测方法与应用", 《测井技术》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112034521A (zh) * 2020-09-07 2020-12-04 中国海洋石油集团有限公司 一种欠压实与生烃混合成因地层超压的预测方法
CN112034521B (zh) * 2020-09-07 2022-05-10 中国海洋石油集团有限公司 一种欠压实与生烃混合成因地层超压的预测方法
CN113187463A (zh) * 2021-04-14 2021-07-30 中海石油(中国)有限公司海南分公司 一种基于地层超压单成因贡献率的随钻孔隙压力预测方法
CN113847013A (zh) * 2021-08-20 2021-12-28 中国地质大学（武汉） 一种计算地层欠压实超压贡献率及演化的方法

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