CN114154285B - 一种富有机质泥页岩地层流体压力系数预测方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种富有机质泥页岩地层流体压力系数预测方法、装置以及存储介质和计算机设备，该方法基于磷灰石裂变径迹年龄和长度分布数据，通过裂变径迹长度模拟，确定抬升时间和隆升剥蚀过程，依据古温标Ro数据，通过古温标反演，确定剥蚀量，在抬升时间和剥蚀量和剥蚀量恢复基础上，通过埋藏史恢复，获得泥页岩在地质历史时期所经受的最大垂直有效压力，在最大垂直有效压力和现今垂直有效压力确定之后，确定泥页岩超固结比OCR值。本发明依据数学模型，利用超固结比OCR值来预测富有机质泥页岩的地层流体压力系数，从而为勘探的地质评价和工程评价提供一项关键参数指标。
Description
技术领域
本发明涉及海洋和陆地地球物理勘探技术领域，特别涉及地震资料处理中的富有机质泥页岩地层流体压力系数预测方法、装置以及相应的存储介质和计算机设备。
背景技术
地层流体压力(或者地层压力、孔隙压力、流体压力等)系数为地下某一深度处的地层压力与该深度处的静水压力之比值。依据地层压力系数的大小，可将地层的压力特征划分为超压、常压和低压。由于干酪根生烃或液态烃裂解生气等作用下，超压是富有机质泥页岩中经常存在的地质现象，或者至少在地质历史时期存在过超压现象，即使现今为常压状态。
中国南方海相层系富有机质泥页岩广泛分布，其中志留系龙马溪组泥页岩为目前海相页岩气勘探的重要层系。近年来中国南方志留系龙马溪组页岩气勘探取得了一系列重大突破，在涪陵、威远、长宁、武隆、彭水等地区获得了一系列重大商业页岩气发现，同时也认识到在不同地区同一层系的地层流体压力系数存在显著差异，有的表现为超压，有的为常压。并且，地层流体压力系数与页岩气探井产量密切相关，而且也是页岩气保存环境好坏的判识指标。一般地，超压页岩气藏游离气含量高，单井产量高，而常压页岩气藏吸附气含量相对高，单井产量低。四川盆地之外的页岩气探井龙马溪组流体压力现今均为常压，反映保存条件遭受一定程度的破坏。虽然常压页岩气藏通常单井产量较低，但分布范围广，总资源量大，因此，常压页岩气的形成机制亦是目前关注的热点，地层压力预测已经成为经历过复杂构造改造的中国南方海相页岩气勘探地质评价和工程评价的重要研究内容。
富有机质泥页岩地层流体压力系数预测目前通常仍然采用传统的地层流体压力预测方法，比如依靠地震速度(杨顺辉,余夫,豆宁辉等.纵波速度在碳酸盐岩地层压力评价中的方法探讨.钻采工艺,2015,38(2):1-4)、泥岩声波时差(付广,张发强.利用声波时差资料研究欠压实泥岩盖层古压力封闭能力的方法.石油地球物理勘探,1998,33(6):812-818.)和声波速度及地震属性反演方法(佘晓宇,吴亚军,罗开平等.利用地震层速度和声波时差预测盖层封闭能力.石油与天然气地质,1999,20(2):155-159)等开展地层压力预测研究。然而，中国南方富有机质泥页岩早期埋藏深度大，经历了强烈的压实和成岩演化过程(赵宗举,朱琰,等.中国南方中、古生界古今油气藏形成演化控制因素及勘探方向.天然气工业,2002,22(5):1-6；王清晨,蔡立国.中国南方显生宙大地构造演化简史.地质学报,2007,81(8):1025-1040)，有机质热演化程度高，干酪根生烃和液态烃裂解生气作用下都有过超压现象(马永生,郭彤楼,付孝悦肖朝辉.中国南方海相石油地质特征及勘探潜力.海相油气地质,2002,7(3):19-27)。由于晚期遭受强烈的构造改造作用，地层褶皱变形或断裂发育，抬升卸载，遭受剥蚀，控制地层压力的演化过程。以上传统方法在中国南方富有机质泥页岩地层流体压力系数预测中应用效果往往不理想，误差较大。因为泥岩声波时差等传统方法一般仅适用于中新生代持续沉降的压实程度相对较小的年轻的沉积盆地，对于地层时代老、压实程度高、经历多期构造改造的中国南方海相高演化页岩层系，超压响应不明显；地震属性反演方法由于受地震资料本身的精度限制，在超压预测(或地层流体压力系数预测)中也存在很大的局限性。
近年来，由于页岩气产业的快速发展，对富有机质泥页岩地层流体压力的研究亦有所关注。刘玉霞等(刘玉霞,王亮,程秀梅等.高成熟度页岩有机孔隙结构与压力系数关系初探——以川东南志留统龙马溪组为例.油气藏评价与开发,2017,7(4):77-82)认为，高成熟度页岩有机孔隙结构与压力系数关系存在明显的相关性。页岩有机质孔隙的发育程度不仅与有机质含量、热成熟度等内在因素相关，也很大程度上受到外在保存条件的影响，特别是我国普遍存在的高成熟度页岩中。超压的地区有机孔隙往往较发育，SEM下观察以数百纳米的大孔为主，且圆度极高。压力系数降低之后，有机质孔径逐渐降至200nm以内，孔隙发生变形，圆度降低。李金磊(李金磊.涪陵焦石坝页岩气层压力预测技术研究.石油物探,2017,56(4):567-574)提出了基于裂缝修正的压力系数预测技术。基于归一化的曲率属性定量表征裂缝密度，建立压力偏低系数预测模型，最后综合考虑地层速度和裂缝密度，实现复杂构造区的压力系数预测。王斌等(王斌,雍学善,潘建国等.纵横波速度联合预测地层压力的方法及应用.天然气地球科学,2015,26(2):367-370)从杨氏模量结合波动方程推导了有效应力与纵、横波速度及密度之间对应关系计算非常规储层孔隙流体压力。李玉凤等(李玉凤,孙炜,何巍巍等.基于叠前反演的泥页岩地层压力预测方法.岩性油气藏,2019,31(1):113-121)提出了利用异常地层压力识别因子预测泥页岩地层压力的方法，该方法考虑了纵波阻抗和岩石泊松比两个参数。换言之，用于预测地层流体压力系数的参数是纵波阻抗和岩石泊松。
勘探实践证明，上述现有的地层流体压力系数预测方法具有局限性，尤其对于例如中国南方海相高演化泥页岩而言，准确预测压力系数仍然存在巨大的挑战。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种富有机质泥页岩地层流体压力系数预测方法、装置以及相应的存储介质和计算机设备。
首先，本发明提供了一种富有机质泥页岩地层流体压力系数预测方法，包括：
S100，通过裂变径迹长度模拟确定待研究区域的抬升剥蚀时间；
S200，利用古温标Ro数据，通过古温标反演确定待研究区域的剥蚀量；
S300，在抬升时间和剥蚀量以及剥蚀量恢复的基础上，通过埋藏史恢复确定待研究区域的最大古埋深，从而确定待研究区域在地质历史时期所经受的最大垂直有效压力；
S400，根据待研究区域的钻井分层数据确定待研究区域的现在今埋深，进而确定待研究区域的现今垂直有效压力；
S500，根据待研究区域的最大垂直有效压力和现今垂直有效压力，确定待研究区域的超固结比OCR；
S600，利用待研究区域的地层压力系数和超固结比OCR的实测数据，通过拟合建立描述待研究区域的地层压力系数与超固结比OCR之间对应关系的数学模型；
S700，根据待研究区域的超固结比OCR，利用描述待研究区域的地层压力系数与超固结比OCR之间对应关系的数学模型来预测待研究区域的地层压力系数。
根据本发明的实施例，所述步骤100中，通过待研究区域的样品的磷灰石裂变径迹年龄和径迹长度分布数据模拟来确定待研究区域的抬升剥蚀时间。
根据本发明的实施例，所述步骤200包括：将古温标Ro值转换成最高古地温值,然后以构造层为单位,将古地温值与其对应深度进行线性回归,求得各构造层的古地温梯度和相应的古地表温度,再基于各构造层的古地温梯度和相应的古地表温度来求取剥蚀厚度。
根据本发明的实施例，所述步骤300中，根据下式确定最大垂直有效压力：
σ’max＝ρ1gZmax
式中，σ’max为最大垂直有效压力，MPa；ρ1为最大古埋深时上覆地层密度，g/cm3；g为重力加速度，m/s2；Zmax为最大古埋深，m。
根据本发明的实施例，所述步骤400中，根据下式确定现今垂直有效压力：
σ’＝ρ2gZ
式中，σ'为最大垂直有效压力，MPa；ρ2为现今埋深时上覆地层密度，g/cm3；g为重力加速度，m/s2；Z为现今埋深，m。
根据本发明的实施例，所述步骤500中，根据下式确定待研究区域的超固结比OCR：
式中，σ'max为最大垂直有效压力，MPa；σ'为现今垂直有效压力，MPa；Zmax为最古埋深，m；g为重力加速度，m/s2；Z为现今埋深，m；ρ1,ρ2分别为抬升剥蚀前、后上覆地层平均密度，g/cm3。
根据本发明的实施例，所述步骤600中，描述待研究区域的地层压力系数与超固结比OCR之间对应关系的数学模型是线性关系模型。
再者，本发明还提供一种富有机质泥页岩地层流体压力系数预测装置，包括：
剥蚀时间确定模块，用于通过裂变径迹长度模拟确定待研究区域的抬升剥蚀时间；
剥蚀量确定模块，用于利用古温标Ro数据，通过古温标反演确定待研究区域的剥蚀量；
最大垂直有效压力确定模块，用于在抬升时间和剥蚀量以及剥蚀量恢复的基础上，通过埋藏史恢复确定待研究区域的最大古埋深，从而确定待研究区域在地质历史时期所经受的最大垂直有效压力；
现今垂直有效压力确定模块，用于根据待研究区域的钻井分层数据确定待研究区域的现在今埋深，进而确定待研究区域的现今垂直有效压力；
超固结比确定模块，用于根据待研究区域的最大垂直有效压力和现今垂直有效压力，确定待研究区域的超固结比OCR；
模型建立模块，用于利用待研究区域的地层压力系数和超固结比OCR的实测数据，通过拟合建立描述待研究区域的地层压力系数与超固结比OCR之间对应关系的数学模型；
地层压力系数预测模块，用于根据待研究区域的超固结比OCR，利用描述待研究区域的地层压力系数与超固结比OCR之间对应关系的数学模型来预测待研究区域的地层压力系数。
此外，本发明还提供一种存储介质，其中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如上述富有机质泥页岩地层流体压力系数预测方法的步骤。
此外，本发明还提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，其中所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现上述富有机质泥页岩地层流体压力系数预测方法的步骤
与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：
本发明是从泥页岩的力学性质出发，利用泥页岩超固结比(OCR)来预测富有机质泥页岩的地层流体压力，超固结比(OCR)是可以表征泥页岩脆延性特征并且影响裂缝形成演化从而影响地层流体压力变化的参数，有利于进一步拓展和补充完善泥页岩地层压力预测方法。本发明依据数学模型，可以有效地预测富有机质泥页岩的地层流体压力系数，从而为勘探的地质评价和工程评价提供一项关键参数指标。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明实施例一提供的地层压力系数预测方法的流程图；
图2是本发明实施例一示例性地建立泥页岩的地层压力系数与超固结比OCR之间的数学模型的示意图。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
下面介绍本发明的方法原理。
如前所述，勘探实践证明，页岩气探井的产量与地层压力系数之间存在明显的相关性，富有机质泥页岩地层流体压力系数是页岩气勘探开发评价的重要指标之一。但是，鉴于现有的地层流体压力系数预测方法的局限性，对于例如中国南方海相高演化泥页岩的压力系数预测仍然存在巨大的挑战。本发明的目的是提供一种富有机质泥页岩压力系数方法。该方法通过建立典型探井的富有机质泥页岩的实测地层压力系数与泥页岩超固结比(OCR)之间的数学模型，预测泥页岩现今的地层压力系数，以解决例如中国南方海相页岩气勘探开发中的地质评价研究问题。
实施例一
基于上述思想，本实施例提出一种富有机质泥页岩地层流体压力系数预测方法。如图1所示，该方法包括以下七个主要步骤：
S100，确定地层抬升剥蚀时间
基于研究区的磷灰石裂变径迹分析测试数据确定区域抬升时间，包括裂变径迹年龄和长度分布数据，通过裂变径迹长度模拟，确定抬升时间和隆升剥蚀过程。
当磷灰石裂变径迹年龄具有抬升冷却意义时，它给出了抬升冷却的时间上限，但不一定是抬升冷却开始的具体时间，因为样品在抬升冷却之前可能处于完全退火带之内，从完全退火带内抬升至部分退火带的底界需要一定时间，时间长短取决于抬升速率和样品在部分退火带底界以下的深度。具体抬升冷却开始的时间可通过样品的磷灰石裂变径迹年龄和径迹长度分布数据模拟获得。
在本实施例中，优选采用磷灰石裂变径迹多元动力学退火模型和HeFTy模拟软件反演模拟获得。
S200，恢复地层剥蚀量
依据古温标Ro数据，通过古温标反演，确定剥蚀量。沉积盆地不整合面上地层剥蚀量恢复方法很多，按学科可分为4大类：基于古温标的地热学方法、基于地层学或沉积学原理的地质学方法、基于测井或地震数据的地球物理学方法和基于物质扩散或累积原理的地球化学方法。每类方法都有其自身的适用条件和局限性，在实际应用中，必须根据盆地的发育、沉积构造演化以及不整合面分布等特征，选择最有效的方法或方法组合。在数据质量可靠的情况下、并且同时满足地层构造层序中的下构造层较上构造层经历了更高的古地温这一基本条件，古温标镜质体反射率和磷灰石裂变径迹古地温梯度法是首选方法(袁玉松等，2008)。
在本实施例中，古温标反演法，即将古温标Ro值转换成最高古地温值，然后以构造层为单位，将古地温值与其对应深度进行线性回归，求得各构造层的古地温梯度和相应的古地表温度，再基于各构造层的古地温梯度和相应的古地表温度求取剥蚀厚度。
S300，确定泥页岩最大垂直有效压力
在抬升时间和剥蚀量和剥蚀量恢复基础上，通过埋藏史恢复，根据下式获得泥页岩在地质历史时期所经受的最大垂直有效压力。
即：σ'max＝ρ1gZmax
式中，σ'max为最大垂直有效压力，MPa；ρ1为最大古埋深时上覆地层密度，g/cm3；g为重力加速度，m/s2；Zmax为最大古埋深，m。
S400，确定泥页岩现今垂直有效压力
依据钻井或地震剖面分层数据，根据下式确定现今垂直有效压力。
即：σ'＝ρ2gZ
式中，σ'为最大垂直有效压力，MPa；ρ2为现今埋深时上覆地层密度，g/cm3；g为重力加速度，m/s2；Z为现今埋深，m。
S500，确定超固结比OCR
在最大垂直有效压力和现今垂直有效压力确定之后，根据下式依据泥页岩超固结比OCR的定义(最大垂直有效压力与现今垂直有效压力之比)确定其OCR值。
式中，σ'max为最大垂直有效压力，MPa；σ'为现今垂直有效压力，MPa；Zmax为最大古埋深，m；g为重力加速度，m/s2；Z为现今埋深，m；ρ1,ρ2分别为抬升剥蚀前、后上覆地层平均密度，g/cm3。
S600，建立地层流体压力系数预测模型
利用待研究区域的地层压力系数和超固结比OCR的实测数据，通过拟合建立描述待研究区域的地层压力系数与超固结比OCR之间对应关系的数学模型。
在此，通过线性拟合建立描述待研究区域的地层压力系数与超固结比OCR之间对应关系的数学模型，例如线性关系模型。
例如，如图2所示，基于四川盆地及周缘地区10口代表性页岩气探井的实测地层压力系数与泥页岩超固结比(OCR)数据，建立了富有机质泥页岩的地层压力系数与超固结比OCR之间的数学模型：
f＝1.8353power(OCR,-0.56)
式中，f，地层流体压力系数；无量纲；OCR，泥页岩超固结比；无量纲。
S700，预测地层流体压力系数
将某一钻井特定泥页岩的超固结比OCR代入步骤S600中通过线性拟合建立的数学模型，即可获得该泥页岩现今的地层流体压力系数，从而判断其处于超压还是常压状态。
通过以上七个步骤，即可完成富有机质泥页岩的地层流体压力系数预测，为钻探目标的页岩气勘探地质评价提供一项关键参数指标。
实施例二
进一步地，本实施例提出一种富有机质泥页岩地层流体压力系数预测装置，包括：
剥蚀时间确定模块，用于通过裂变径迹长度模拟确定待研究区域的抬升剥蚀时间；
剥蚀量确定模块，用于利用古温标Ro数据，通过古温标反演确定待研究区域的剥蚀量；
最大垂直有效压力确定模块，用于在抬升时间和剥蚀量以及剥蚀量恢复的基础上，通过埋藏史恢复确定待研究区域的最大古埋深，从而确定待研究区域在地质历史时期所经受的最大垂直有效压力；
现今垂直有效压力确定模块，用于根据待研究区域的钻井分层数据确定待研究区域的现在今埋深，进而确定待研究区域的现今垂直有效压力；
超固结比确定模块，用于根据待研究区域的最大垂直有效压力和现今垂直有效压力，确定待研究区域的超固结比OCR；
模型建立模块，用于利用待研究区域的地层压力系数和超固结比OCR的实测数据，通过拟合建立描述待研究区域的地层压力系数与超固结比OCR之间对应关系的数学模型；
地层压力系数预测模块，用于根据待研究区域的超固结比OCR，利用描述待研究区域的地层压力系数与超固结比OCR之间对应关系的数学模型来预测待研究区域的地层压力系数。
实施例三
此外，本实施例提供一种存储介质，所述存储介质存储有计算机程序。
所述存储介质被一个或多个处理器执行时，实现如前所述的富有机质泥页岩地层流体压力系数预测方法。
上述存储介质可以是闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如，SD或DX存储器等)、随机访问存储器(RAM)、静态随机访问存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可编程只读存储器(PROM)、磁性存储器、磁盘、光盘、服务器、App(Application，应用)应用商城等等。
实施例四
另外，本实施例提供一种电子设备，所述电子设备包括存储器和处理器。
所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，执行如前所述的储层参数预测方法。
处理器可以是专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称DSP)、数字信号处理设备(Digital Signal Processing Device，简称DSPD)、可编程逻辑器件(Programmable LogicDevice，简称PLD)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，处理器可以用于执行上述实施例一至实施例五中任意一项所述的储层参数预测方法。
存储器可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，例如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，简称SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EPROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，简称PROM)，只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
应该理解到，在上述实施例中所描述的装置和方法实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，或者，也可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者，还可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，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)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。
实施例五
下面将以某地盆地及周缘两口代表性页岩气探井(W1井和W2井)志留系龙马溪组泥页岩为例，采用本发明提及的超固结比OCR来预测它们的地层流体压力。
S100，确定地层抬升剥蚀时间
印支期以来,中上扬子地区抬升剥蚀开始的时间存在明显的地区差异性，自东向西,抬升剥蚀开始的时间越来越晚,与晚燕山-喜马拉雅期的构造变形逐渐向西推进相一致。磷灰石裂变径迹模拟结果表明，武陵褶皱带地区晚期大规模抬升剥蚀开始的时间为晚侏罗世末，而川东褶皱带为早白玺世末(袁玉松等，2010)。W1井和W2井分别位于川东褶皱带和武陵褶皱带。因此，它们的抬升剥蚀开始时间分别为晚侏罗世末(137Ma)和早白垩世末(97Ma)。
S200，恢复地层剥蚀量
虽然W1井和W2井志留系龙马溪组现今埋深不同，W1井志留系底部现今埋深为4359m，W2井志留系底部现今埋深为2153m，但是，现今埋藏较深的W1井志留系龙马溪组的Ro为1.8％～2.2％，平均值为2.2％。比现今埋藏较浅的W2井的古温标Ro数据还稍微小一些。W2井龙马溪组的Ro平均值为2.6％左右。利用二者的Ro实测数据反演结果表明，W1井和W2井晚期抬升剥蚀量分别为1100m和4100m。
S300，确定泥页岩最大垂直有效压力
在隆升开始时间和地层剥蚀量恢复基础上，通过埋藏史恢复，得到W1井和W2井志留系龙马溪组泥页岩底部在地质历史时期的最大古埋深分别为5459m和6243m。W1井和W2井志留系龙马溪组泥页岩在最大埋深时和现今上覆地层密度密度平均值都分别为2.5g/cm3和2.6g/cm3，两者差别不大。于是，由公式：σ’max＝ρ1gZmax计算得到W1井和W2井志留系龙马溪组泥页岩底部所经受的最大垂直有效压力分别为80Mpa和92MPa。
S400，确定泥页岩现今垂直有效压力
依据钻井分层数据，W1井和W2井志留系龙马溪组泥页岩底部现今埋深分别为4359m和2153m，现今上覆地层密度为2.6g/cm3，上覆垂直有效压力分别为68Mpa和34Mpa。
S500，确定超固结比OCR
依据超固结比的定义，泥页岩OCR值为最大垂直有效压力与现今垂直有效压力之比，那么，W1井和W2井志留系龙马溪组泥页岩的超固结比分别为1.17和2.87。
S600，建立地层流体压力系数预测模型
基于四川盆地及周缘地区10口代表性页岩气探井的实测地层压力系数与泥页岩超固结比(OCR)数据，建立了富有机质泥页岩的地层压力系数与OCR之间的数学模型：
f＝1.8353power(OCR,-0.56)
式中，f，地层流体压力系数；无量纲；
OCR，泥页岩超固结比；无量纲；
S700，预测地层流体压力系数
由富有机质泥页岩的地层压力系数与OCR之间的数学模型，预测W1井和W2井志留系龙马溪组泥页岩的现今地层流体压力系数分别为1.67和1.01。实测的W1井和W2井志留系龙马溪组泥页岩的现今地层流体压力系数分别为1.78和0.98。预测值与实测值非常接近。事实上，我们采用该方法预测了四川盆地及周缘多口探井的地层流体压力系数，误差平均值为0.12±0.08。可见，由本研究提出的富有机质泥页岩现今地层流体压力系数预测方法具有方便、快捷、准确性高的特征。
应当说明的是，虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (10)
1.一种富有机质泥页岩地层流体压力系数预测方法，包括：
S100，通过裂变径迹长度模拟确定待研究区域的抬升剥蚀时间；
S200，利用古温标Ro数据，通过古温标反演确定待研究区域的剥蚀量；
S300，在抬升时间和剥蚀量以及剥蚀量恢复的基础上，通过埋藏史恢复确定待研究区域的最大古埋深，从而确定待研究区域在地质历史时期所经受的最大垂直有效压力；
S400，根据待研究区域的钻井分层数据确定待研究区域的现在今埋深，进而确定待研究区域的现今垂直有效压力；
S500，根据待研究区域的最大垂直有效压力和现今垂直有效压力，确定待研究区域的超固结比OCR；
S600，利用待研究区域的地层压力系数和超固结比OCR的实测数据，通过拟合建立描述待研究区域的地层压力系数与超固结比OCR之间对应关系的数学模型；
S700，根据待研究区域的超固结比OCR，利用描述待研究区域的地层压力系数与超固结比OCR之间对应关系的数学模型来预测待研究区域的地层压力系数。
2.根据权利要求1所述的富有机质泥页岩地层流体压力系数预测方法，其特征在于，所述步骤100中，通过待研究区域的样品的磷灰石裂变径迹年龄和径迹长度分布数据模拟来确定待研究区域的抬升剥蚀时间。
3.根据权利要求1所述的富有机质泥页岩地层流体压力系数预测方法，其特征在于，所述步骤200包括：
将古温标Ro值转换成最高古地温值,然后以构造层为单位,将古地温值与其对应深度进行线性回归,求得各构造层的古地温梯度和相应的古地表温度,再基于各构造层的古地温梯度和相应的古地表温度来求取剥蚀厚度。
4.根据权利要求1所述的富有机质泥页岩地层流体压力系数预测方法，其特征在于，所述步骤300中，根据下式确定最大垂直有效压力：
σ’max＝ρ1gZmax
式中，σ’max为最大垂直有效压力，MPa；ρ1为最大古埋深时上覆地层密度，g/cm3；g为重力加速度，m/s2；Zmax为最大古埋深，m。
5.根据权利要求1所述富有机质泥页岩地层流体压力系数预测方法，其特征在于，所述步骤400中，根据下式确定现今垂直有效压力：
σ’＝ρ2gZ
式中，σ'为最大垂直有效压力，MPa；ρ2为现今埋深时上覆地层密度，g/cm3；g为重力加速度，m/s2；Z为现今埋深，m。
6.根据权利要求1所述的富有机质泥页岩地层流体压力系数预测方法，其特征在于，所述步骤500中，根据下式确定待研究区域的超固结比OCR：
式中，σ'max为最大垂直有效压力，MPa；σ'为现今垂直有效压力，MPa；Zmax为最古埋深，m；g为重力加速度，m/s2；Z为现今埋深，m；ρ1,ρ2分别为抬升剥蚀前、后上覆地层平均密度，g/cm3。
7.根据权利要求1所述的富有机质泥页岩地层流体压力系数预测方法，其特征在于，所述步骤500中，描述待研究区域的地层压力系数与超固结比OCR之间对应关系的数学模型是线性关系模型。
8.一种富有机质泥页岩地层流体压力系数预测装置，包括：
剥蚀时间确定模块，用于通过裂变径迹长度模拟确定待研究区域的抬升剥蚀时间；
剥蚀量确定模块，用于利用古温标Ro数据，通过古温标反演确定待研究区域的剥蚀量；
最大垂直有效压力确定模块，用于在抬升时间和剥蚀量以及剥蚀量恢复的基础上，通过埋藏史恢复确定待研究区域的最大古埋深，从而确定待研究区域在地质历史时期所经受的最大垂直有效压力；
现今垂直有效压力确定模块，用于根据待研究区域的钻井分层数据确定待研究区域的现在今埋深，进而确定待研究区域的现今垂直有效压力；
超固结比确定模块，用于根据待研究区域的最大垂直有效压力和现今垂直有效压力，确定待研究区域的超固结比OCR；
模型建立模块，用于利用待研究区域的地层压力系数和超固结比OCR的实测数据，通过拟合建立描述待研究区域的地层压力系数与超固结比OCR之间对应关系的数学模型；
地层压力系数预测模块，用于根据待研究区域的超固结比OCR，利用描述待研究区域的地层压力系数与超固结比OCR之间对应关系的数学模型来预测待研究区域的地层压力系数。
9.一种存储介质，其中存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1至7中任一项所述的富有机质泥页岩地层流体压力系数预测方法的步骤。
10.一种计算机设备，包括存储器和处理器，其中所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现如权利要求1至7中任一项所述的富有机质泥页岩地层流体压力系数预测方法的步骤。
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