CN112664188B - 一种基于砂体传递模式的地层孔隙压力预测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于砂体传递模式的地层孔隙压力预测方法，包括以下步骤：S1.确定砂体的高部位和低部位；S2.判断砂体是否存在压力传递，以及高压源所在的位置；S3.确认高压源位置后，计算砂体低部位压力传递点的背景泥岩压力；S4.判断砂体低部位是否存在断层，并判断断层封堵性，落实砂体低部位压力传递点和传递的它源压力；S5.计算砂体低部位到设计井点的高差，得出砂体低部位到井点填充流体的自源压力，再将压力传递点传递的它源压力附加在自源压力上，得出体现最终地层孔隙压力的模型体。本发明基于砂体传递模式的它源压力成因砂体，突破了传统欠压实异常压力成因和预测方法，实现高精度地层孔隙压力预测。
Description
技术领域
本发明涉及砂体压力预测技术领域，更具体地，涉及一种基于砂体传递模式的地层孔隙压力预测方法。
背景技术
快速沉降的新生代沉积盆地，异常高温高压是其重要特征之一。前人认为异常高压主要是由于盆地形成晚期快速沉降和快速沉积形成巨厚的欠压实泥岩产生的，晚中新世以后稳定的沉降和微弱的构造活动是保持异常高压的重要条件。但是随着勘探领域的扩大，勘探层系的增多，从2014年开始单纯依靠泥岩欠压实模式钻前预测的压力与实测地层孔隙压力之间存在较大的误差，很难解释，给高温高压领域的压力预测提出了新的挑战。
异常流体压力是沉积盆地中一种极其普遍的地质现象。据统计在世界范围内，2/3的已发现盆地是具有超压层系的。而超压现象也早已被人们所留意。早在20世纪30年代，Athy L.F.就开始研究压实作用；40-50年代，随着油气勘探活动的不断加深与扩大，越来越多的超压盆地被发现，Diekinson G.(1953年)解释了美国海湾地区异常压力的地质概况。在过去的数十年间，人们围绕着如何建立准确可靠的钻前预测与随钻监测技术从而获得准确的地层孔隙压力和地层层位信息，利用各种方法来测量和估计沉积盆地异常流体压力的分布状态，分析其演化过程，提出了几十种成因机制。目前，国内外已经提出了许多预测地层孔隙压力的方法，但基本都是基于泥岩欠压实模式预测，中国专利公开号CN108150160A，公开日期2018年6月12日，该申请公开了一种地层中欠压实作用超压的求取方法，但对于非欠压实地层孔隙压力成因只能定性分析无法利用该专利提供的方法进行定量计算。巨厚泥岩地层欠压实作用形成的异常高压，通过大型砂体侧向传递至高部位，使高部位的地层异常压力同时具有自源和它源两种来源。传统的压力预测方法单纯考虑泥岩欠压实模式无法准确预测它源压力，预测压力存在较大误差。近年来，随钻勘探领域和层系的扩大，欠压实地层孔隙压力预测技术已经无法实现高精度的预测地层孔隙压力，制约了油气勘探的进程。
发明内容
本发明的目的在于克服现有新生代沉积盆地中对于地层孔隙压力预测精度差，制约油气探测进程的缺点，提供一种基于砂体传递模式的地层孔隙压力预测方法。本发明基于砂体传递模式的它源压力成因砂体，突破了传统欠压实异常压力成因和预测方法，实现高精度地层孔隙压力预测。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于砂体传递模式的地层孔隙压力预测方法，包括以下步骤：
S1.确定砂体的高部位和低部位；
S2.判断砂体是否存在压力传递，以及高压源所在的位置；
S3.确认高压源位置后，计算砂体低部位压力传递点的背景泥岩压力；
S4.判断砂体低部位是否存在断层，并判断断层封堵性，落实砂体低部位压力传递点和传递的它源压力；
S5.计算砂体低部位到设计井点的高差，得出砂体低部位到井点填充流体的自源压力，再将压力传递点传递的它源压力附加在自源压力上，得出体现最终地层孔隙压力的模型体。
本技术方案中，由于传统泥岩欠压实异常压力成因外，异常压力形成的主因为基于砂体传递模式的它源压力传导，通过砂体解释低部位及其高压源，再通过判断断层封堵性及流体性质实现地层孔隙压力预测，这样能够大大提升地层孔隙压力预测的精确度。
进一步的，所述步骤S1中，根据地震资料获取砂体深度构造，得到扇体的空间展布范围，制作深度构造图，从深度构造图上找到砂体低部位和高部位。
进一步的，所述步骤S2中，通过地震资料处理时的速度，或是速度谱解释速度，或者钻井时实际测井速度，落实砂体低部位的地层速度背景，根据地层速度判断砂体低部位的高压源。
进一步的，所述步骤S3中，利用Eaton法计算砂体低部位背景泥岩压力。
进一步的，所述背景泥岩压力的计算公式为：其中，G0为上覆地层孔隙压力梯度；Gn为静水压力梯度；Δtn为正常趋势线上的声波时差值；Δtc为实际的声波时差值，C为地区系数。
进一步的，所述步骤S4中，根据地震构造判断是否存在断层，再利用方差体、蚂蚁体及地震分频体判断是否存在断层和裂隙。
进一步的，所述步骤S4中，根据断层的断距大小及岩性对接关系判断断层的封堵性。
进一步的，所述步骤S5中，计算砂体低部位到井点全部填充水的自源压力。
进一步的，所述步骤S5中，计算砂体低部位到井点全部填充气的自源压力。
进一步的，所述步骤S5中，计算砂体低部位到井点一半为填充水一半为填充气的自源压力。
计算以上三种流体的自源压力，根据实际砂体的情况选择相应流体的计算得出的自源压力，再将压力传递点的它源压力进行附加。
本技术方案中，在钻井前计算地层空隙压力，需要按照气藏气柱高度计算地层空隙压力，钻井后按照井钻遇到气水界面的高度来计算。
模型体内将单井、地震和沉积地质信息与地层孔隙压力结合进行压力显示。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明基于砂体传递模式的它源压力成因砂体，突破了传统欠压实异常压力成因和预测方法，根据砂体结构实现高精度地层孔隙压力预测，对高温高压领域新型大气田的发现提供了技术保障，并为合理的井身结构设计和提高钻井安全提供了技术支持。
附图说明
图1为本发明的流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
实施例
如图1所示为本发明一种基于砂体传递模式的地层孔隙压力预测方法的实施例。一种基于砂体传递模式的地层孔隙压力预测方法，包括以下步骤：
S1.确定砂体的高部位和低部位；根据地震资料获取砂体深度构造，得到扇体的空间展布范围，制作深度构造图，从深度构造图上找到砂体最低部位和最高部位；
S2.判断砂体是否存在压力传递，以及高压源所在的位置；通过地震资料处理时的速度，或是速度谱解释速度，或者钻井时实际测井速度，落实砂体低部位的地层速度背景，根据地层速度判断砂体低部位高压源；
S3.确认高压源位置后，计算砂体低部位压力传递点的背景泥岩压力；利用Eaton法计算砂体低部位背景泥岩压力，背景泥岩压力的计算公式为：其中：G0为上覆地层孔隙压力梯度；Gn为静水压力梯度；Δtn为正常趋势线上的声波时差值；Δtc为实际的声波时差值，C为地区系数。
S4.判断砂体低部位是否存在断层，并判断断层封堵性，落实砂体低部位压力传递点和传递的它源压力；根据地震构造判断是否存在区域大断层，再利用方差体、蚂蚁体及地震分频体判断是否存在区域大断层和裂隙。
S5.计算砂体低部位到设计井点的高差，得出砂体低部位到井点填充流体的自源压力，再将压力传递点传递的它源压力附加在自源压力上，得出体现最终地层孔隙压力的模型体。结合前述的构造解释计算砂体低部位及设计井点的高差，通过不同流体的替换，包括砂体低部位到井点全部填充水或是气计算地层孔隙压力，或者按半气模式也就是一半水和一半气计算自源压力，将计算得出的它源压力附加在上文计算得出的自源压力，其中根据砂体的实际情况选择相应流体类型计算得出的自源压力，建立体现最终地层孔隙压力的模型体，将单井、地震和沉积地质信息与地层孔隙压力结合，便于查看。
在其中一个实施例中，对于莺-琼盆地进行地层孔隙压力预测，详细过程如下文所示：
1)综合分析断层及裂隙等泻压通道：高压释放通道主要有断裂和裂缝，琼东南盆地东部地区崖城组到三亚组期间松东凹陷、松西凹陷和松涛凸起发育有广泛的断裂，这些地区基本为正常压力；陵水北坡、乐东凹陷、陵水凹陷和松南凹陷断裂不发育，地层压力都为超压，表现出超压分布与断裂的分布有明显的对应关系。当断裂系统不发育，连片分布的沉积体对应正常压力或过渡压力区，孤立分布的砂体或不发育沉积体的地区对应较高的压力系数，这种对应关系间接表明琼东南盆地广泛分布的沉积砂体是超压释放的通道，也是超压分布的一个控制因素。利用方差体或是蚂蚁体进行断层解释，通过断层空间展布特征判断泄压通道；
2)分析沉积主体与高压区的相对位置关系：莺歌海盆地钻井证实近斜坡带黄流组水道发育强超压，地层压力系数2.28，高于中央底辟构造带地层压力2.0-2.1，该区是高温高压盆地突破的关键领域。LD10-D井钻前研究预测目地层五套砂体为同一压力系统，那么砂体埋深越深压力系数应该越小，但实际钻探下来发现五套砂体不是同一压力系统，埋深越大压力系数越高。前人研究认为孤立的砂体对压力系数的分布没有明显的影响，这意味着开放体系的砂体才是泄压通道。砂体低部位主体伸向高压区，且高部位受致密泥岩盖层遮挡无法发生泄压时，会导致砂体高部位异常高压。
3)计算砂体低部位泥岩背景孔隙压力及砂体低部位至设计井点高差：通过砂体深度构造解释，落实砂体深度域最低部位，结合沉积和地质因素进行分析，目的层为大型的三角洲沉积扇体，横向展布空间很大，连通性很好，砂体的低部位主体伸向底辟高压区；然后通过地震或测井速度结合欠压实地层孔隙压力预测Eaton方法计算低部位背景泥岩压力，该方法考虑了除压实作用以外其他高压形成机制的作用，并总结和参考了钻井实测压力与各种测井信息之间的关系，因而是一种比较实用的方法。
4)在砂体内填充不同孔隙流体换算基础上，计算合理的孔隙压力范围：利用地震构造解释，分析砂体内部是否存在断层，以及结合断距判断断层的封堵性、再结合砂体低部位及砂体的高差，通过不同流体的替换，可以根据地震属性预测含气面积来预测气层厚度，也可以通过概率统计百分比模型预测气层及水层厚度，再根据不同流体梯度来计算地层孔隙压力得到合理的压力变化范围。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于砂体传递模式的地层孔隙压力预测方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1.确定砂体的高部位和低部位；
S2.判断砂体是否存在压力传递，以及高压源所在的位置；
S3.确认高压源位置后，计算砂体低部位压力传递点的背景泥岩压力；
S4.判断砂体低部位是否存在断层，并判断断层封堵性，落实砂体低部位压力传递点和传递的它源压力；
S5.计算砂体低部位到设计井点的高差，得出砂体低部位到井点填充流体的自源压力，再将压力传递点传递的它源压力附加在自源压力上，得出体现最终地层孔隙压力的模型体。
2.根据权利要求1所述的一种基于砂体传递模式的地层孔隙压力预测方法，其特征在于：所述步骤S1中，根据地震资料获取砂体深度构造，得到扇体的空间展布范围，制作深度构造图，从深度构造图上找到砂体低部位和高部位。
3.根据权利要求1所述的一种基于砂体传递模式的地层孔隙压力预测方法，其特征在于：所述步骤S2中，通过地震资料处理时的速度，或是速度谱解释速度，或者钻井时实际测井速度，落实砂体低部位的地层速度背景，根据地层速度判断砂体低部位的高压源。
4.根据权利要求2所述的一种基于砂体传递模式的地层孔隙压力预测方法，其特征在于：所述步骤S3中，利用Eaton法计算砂体低部位背景泥岩压力。
5.根据权利要求4所述的一种基于砂体传递模式的地层孔隙压力预测方法，其特征在于：所述背景泥岩压力的计算公式为：其中，G0为上覆地层孔隙压力梯度；Gn为静水压力梯度；Δtn为正常趋势线上的声波时差值；Δtc为实际的声波时差值，C为地区系数。
6.根据权利要求1所述的一种基于砂体传递模式的地层孔隙压力预测方法，其特征在于：所述步骤S4中，根据地震构造判断是否存在断层，再利用方差体、蚂蚁体及地震分频体判断是否存在断层和裂隙。
7.根据权利要求6所述的一种基于砂体传递模式的地层孔隙压力预测方法，其特征在于：所述步骤S4中，根据断层的断距大小及岩性对接关系判断断层的封堵性。
8.根据权利要求1所述的一种基于砂体传递模式的地层孔隙压力预测方法，其特征在于：所述步骤S5中，计算砂体低部位到井点全部填充水的自源压力。
9.根据权利要求7所述的一种基于砂体传递模式的地层孔隙压力预测方法，其特征在于：所述步骤S5中，计算砂体低部位到井点全部填充气的自源压力。
10.根据权利要求8所述的一种基于砂体传递模式的地层孔隙压力预测方法，其特征在于：所述步骤S5中，计算砂体低部位到井点一半为填充水一半为填充气的自源压力。
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