CN117471553A - 基于改进泥岩阻抗差的压力预测方法、装置、设备及介质 - Google Patents

基于改进泥岩阻抗差的压力预测方法、装置、设备及介质 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于改进泥岩阻抗差的压力预测方法、装置、设备及介质，所述压力预测方法包括以下步骤：S1、采用测井资料对地层压力和泥岩纵波差阻抗进行交汇，确定经验参数；S2、基于地震反演求取泥岩纵波速度与泥岩纵波阻抗，计算地层压力。本发明提供的压力预测方法更为准确地反应了地层压力变化，提升了预测精度，从而为石油勘探过程中钻前压力的预测提供了可靠的技术支撑，有利于大规模推广应用。

Description

基于改进泥岩阻抗差的压力预测方法、装置、设备及介质
技术领域
本发明属于石油勘探技术领域，涉及一种压力预测方法，尤其涉及一种基于改进泥岩阻抗差的压力预测方法、装置、设备及介质。
背景技术
异常地层压力预测方法的研究从早期以勘探开发人员的经验为基础的平衡深度法、伊顿法和岩石强度法发展到目前的基于岩石物理测试、测井和地震综合预测方法。其中，以测井资料为主导的方法和以地震资料为主导的方法是目前较为高效的地层异常压力预测研究方法。利用测井资料进行地层孔隙压力的预测，国内外运用较为成熟和普遍的方法为平衡深度法、Brower方法以及Eaton指数法，利用地震层速度进行地层孔隙压力预测有压实平衡方程法、等效深度法、Eaton方法、Stone方法、Fillippone方法以及改进的Fillippone方法等，上述方法受限于地震层速度的计算精度，为此，技术人员提出了基于速度和声波阻抗反演的异常地层压力预测方法，以及发展了基于叠前AVA反演提高地震层速度计算精度，从而有效地提高了异常地层压力预测的精度。
然而，在实际的钻前压力预测中，上述方法仍然存在一些不足之处，主要表现在地震速度体的精度不足(地震速度求取是地球物理面临的最大挑战，常规地震速度的求取精度很低，在速度横、纵向变化剧烈地区计算误差较大)，故寻找更准确的弹性敏感参数是目前的研究热点。如纵横波速度与有效应力间存在一定关系，可以通过反演纵横波速度预测地层孔隙压力；与纵横波类似，泊松比对压力变化较为敏感，以泊松比及纵波阻抗结合形成常地层压力识别因子可以较好地预测地层异常压力。利用弹性敏感因子预测孔隙压力的优势在于弹性参数可以由叠前反演获得，但孔隙压力对弹性参数的高频分量不敏感，低频分量的准确性直接决定了孔隙压力的精度。
由此可见，如何提供一种异常地层压力预测方法，更为准确地反应地层压力变化，提升预测精度，从而为石油勘探过程中钻前压力的预测提供可靠的技术支撑，成为了目前本领域技术人员迫切需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于改进泥岩阻抗差的压力预测方法、装置、设备及介质，所述压力预测方法更为准确地反应了地层压力变化，提升了预测精度，从而为石油勘探过程中钻前压力的预测提供了可靠的技术支撑，有利于大规模推广应用。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种基于改进泥岩阻抗差的压力预测方法，所述压力预测方法包括以下步骤：
S1、采用测井资料对地层压力和泥岩纵波差阻抗进行交汇，确定经验参数；
S2、基于地震反演求取泥岩纵波速度与泥岩纵波阻抗，计算地层压力。
本发明提供的压力预测方法通过地震物理手段预测深部地层孔隙压力，从测井数据出发，考虑到测井曲线受井况影响而导致的误差，综合了密度因子减弱数据假象对预测结果的影响，较常规方法更为稳定，从而为钻井工程井身结构设计提供了高精度的孔隙压力预测结果，有利于大规模推广应用。
优选地，步骤S1所述地层压力和泥岩纵波差阻抗的交汇关系按照下式(1)求取：
(dt-dt压实趋势)/(α-rhob)(1)
式中：dt为测井纵波速度；dt压实趋势为纵波正常速度；rhob为测井密度；α为区域经验参数。
优选地，步骤S1包括：调整α参数，使地层压力和泥岩纵波差阻抗的交汇关系达到线性最优，统计至少两口特征井，建立区域经验公式。
优选地，步骤S2包括：
S2.1、分别利用叠前反演技术与叠后反演技术反演待计算井点的地震纵波速度及纵波阻抗；
S2.2、对反演所得地震纵波速度及纵波阻抗进行小波变换，根据小波谱局部极值与泥岩对应关系确定地震纵波最小速度及纵波阻抗差；
S2.3、对检测所得地震纵波最小速度及最小纵波阻抗差进行希尔伯特变换，得到连续、平滑后的泥岩纵波速度及泥岩纵波阻抗；
S2.4、利用泥岩纵波速度及泥岩纵波阻抗计算地层压力。
优选地，步骤S2.2所述小波变换按照下式(2)进行：
式中：C(a,b)为连续小波变换的系数；s(t)为待变换信号；φa,b为基波；a为变换尺度；b为偏移量。
优选地，步骤S2.3所述希尔伯特变换按照下式(3)进行：
式中：H(ω)为希尔伯特变换频率域因子。
优选地，步骤S2.4所述地层压力按照下式(4)计算：
式中：P为地层压力；V为反演泥岩速度；V压实趋势为泥岩正常压实速度；I纵波阻抗为泥岩纵波阻抗；α为区域经验参数。
第二方面，本发明提供一种基于改进泥岩阻抗差的压力预测装置，所述压力预测装置包括：
经验参数确定模块，用于采用测井资料对地层压力和泥岩纵波差阻抗进行交汇，确定经验参数；
地层压力计算模块，用于基于地震反演求取泥岩纵波速度与泥岩纵波阻抗，计算地层压力。
第三方面，本发明提供一种电子设备，所述电子设备包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行第一方面所述基于改进泥岩阻抗差的压力预测方法。
第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现第一方面所述基于改进泥岩阻抗差的压力预测方法。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明提供的压力预测方法通过地震物理手段预测深部地层孔隙压力，从测井数据出发，考虑到测井曲线受井况影响而导致的误差，综合了密度因子减弱数据假象对预测结果的影响，较常规方法更为稳定，从而为钻井工程井身结构设计提供了高精度的孔隙压力预测结果，有利于大规模推广应用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是实施例1提供的压力预测方法中参考点处地层压力和泥岩纵波差阻抗的交汇关系图；
图2是实施例1提供的压力预测方法中待计算井点泥岩纵波速度及泥岩纵波阻抗反演图；
图3是实施例2提供的压力预测装置的结构示意图；
图4是实施例3提供的用于实施基于改进泥岩阻抗差的压力预测方法的电子设备结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明提供的技术方案，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的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例提供一种基于改进泥岩阻抗差的压力预测方法，该方法可适用于海洋深部地层孔隙压力的准确预测，从而为石油勘探过程中钻前压力的预测提供可靠的技术支撑，该方法可以由基于改进泥岩阻抗差的压力预测装置来执行，该装置可以采用硬件和/或软件的形式实现，并可配置于具有基于改进泥岩阻抗差的压力预测功能的电子设备中。
以东海地区的测试A井为例，本实施例提供的压力预测方法包括以下步骤：
S1、采用测井资料对地层压力和泥岩纵波差阻抗进行交汇，确定经验参数，具体分为：
S1.1、按照下式(1)求取地层压力和泥岩纵波差阻抗的交汇关系(见图1)；
(dt-dt压实趋势)/(α-rhob)(1)
式中：dt为测井纵波速度；dt压实趋势为纵波正常速度；rhob为测井密度；α为区域经验参数。
S1.2、调整α参数，使地层压力和泥岩纵波差阻抗的交汇关系达到线性最优，统计三口特征井，建立区域经验公式。
S2、基于地震反演求取泥岩纵波速度与泥岩纵波阻抗，计算地层压力，具体分为：
S2.1、分别利用叠前反演技术与叠后反演技术反演待计算井点的地震纵波速度及纵波阻抗(见图2)。
S2.2、按照下式(2)对反演所得地震纵波速度及纵波阻抗进行小波变换，根据小波谱局部极值与泥岩对应关系确定地震纵波最小速度及纵波阻抗差；
式中：C(a,b)为连续小波变换的系数；s(t)为待变换信号；φa,b为基波；a为变换尺度；b为偏移量。
S2.3、按照下式(3)对检测所得地震纵波最小速度及最小纵波阻抗差进行希尔伯特变换，得到连续、平滑后的泥岩纵波速度及泥岩纵波阻抗。
式中：H(ω)为希尔伯特变换频率域因子。
S2.4、按照下式(4)计算地层压力。
式中：P为地层压力；V为反演泥岩速度；V压实趋势为泥岩正常压实速度；I纵波阻抗为泥岩纵波阻抗；α为区域经验参数，与式(1)相一致。
本实施例提供的压力预测方法通过地震物理手段预测深部地层孔隙压力，从测井数据出发，考虑到测井曲线受井况影响而导致的误差，综合了密度因子减弱数据假象对预测结果的影响，较常规方法更为稳定，从而为钻井工程井身结构设计提供了高精度的孔隙压力预测结果，有利于大规模推广应用。
实施例2
本实施例提供一种基于改进泥岩阻抗差的压力预测装置，如图3所示，所述装置包括：经验参数确定模块110与地层压力计算模块120。其中：
经验参数确定模块110，用于采用测井资料对地层压力和泥岩纵波差阻抗进行交汇，确定经验参数；
地层压力计算模块120，用于基于地震反演求取泥岩纵波速度与泥岩纵波阻抗，计算地层压力。
在经验参数确定模块110中，所述地层压力和泥岩纵波差阻抗的交汇关系按照下式(1)求取：
(dt-dt压实趋势)/(α-rhob)(1)
式中：dt为测井纵波速度；dt压实趋势为纵波正常速度；rhob为测井密度；α为区域经验参数。
在经验参数确定模块110中，调整α参数，使地层压力和泥岩纵波差阻抗的交汇关系达到线性最优，统计至少两口特征井，建立区域经验公式。
在地层压力计算模块120中，进行以下计算过程：
(1)分别利用叠前反演技术与叠后反演技术反演待计算井点的地震纵波速度及纵波阻抗。
(2)按照下式(2)对反演所得地震纵波速度及纵波阻抗进行小波变换，根据小波谱局部极值与泥岩对应关系确定地震纵波最小速度及纵波阻抗差；
式中：C(a,b)为连续小波变换的系数；s(t)为待变换信号；φa,b为基波；a为变换尺度；b为偏移量。
(3)按照下式(3)对检测所得地震纵波最小速度及最小纵波阻抗差进行希尔伯特变换，得到连续、平滑后的泥岩纵波速度及泥岩纵波阻抗。
式中：H(ω)为希尔伯特变换频率域因子。
(4)按照下式(4)计算地层压力。
式中：P为地层压力；V为反演泥岩速度；V压实趋势为泥岩正常压实速度；I纵波阻抗为泥岩纵波阻抗；α为区域经验参数，与式(1)相一致。
本实施例提供的装置可执行本发明任意实施例所提供的基于改进泥岩阻抗差的压力预测方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
实施例3
本实施例提供一种用于实施基于改进泥岩阻抗差的压力预测方法的电子设备，如图4所示，该电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机以及其它适合的计算机。该电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备(如头盔、眼镜、手表等)以及其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本申请的实现。
如图4所示，电子设备10包括至少一个处理器11，以及与至少一个处理器11通信连接的存储器，如只读存储器(ROM)12、随机访问存储器(RAM)13等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器11可以根据存储在只读存储器(ROM)12中的计算机程序或者从存储单元18加载到随机访问存储器(RAM)13中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 13中，还可存储电子设备10操作所需的各种程序和数据。处理器11、ROM 12以及RAM 13通过总线14彼此相连。输入/输出(I/O)接口15也连接至总线14。
电子设备10中的多个部件连接至I/O接口15，包括：输入单元16，例如键盘、鼠标等；输出单元17，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元18，例如第二存储区域、光盘等；以及通信单元19，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元19允许电子设备10通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
处理器11可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器11的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器11执行上文所描述的各个方法和处理，如基于改进泥岩阻抗差的压力预测方法。
在一些实施例中，基于改进泥岩阻抗差的压力预测方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元18。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 12和/或通信单元19而被载入和/或安装到电子设备10上。当计算机程序加载到RAM 13并由处理器11执行时，可以执行上文描述的基于改进泥岩阻抗差的压力预测方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器11可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行基于改进泥岩阻抗差的压力预测方法。
本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。
用于实施本申请的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程目标确定装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
在本申请的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
为了提供与用户的交互，可以在电子设备上实施此处描述的系统和技术，该电子设备具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给电子设备。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。
可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)、区块链网络和互联网。
计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本申请中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本申请的技术方案所期望的信息，本文在此不进行限制。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种基于改进泥岩阻抗差的压力预测方法，其特征在于，所述压力预测方法包括以下步骤：
S1、采用测井资料对地层压力和泥岩纵波差阻抗进行交汇，确定经验参数；
S2、基于地震反演求取泥岩纵波速度与泥岩纵波阻抗，计算地层压力。
2.根据权利要求1所述的压力预测方法，其特征在于，步骤S1所述地层压力和泥岩纵波差阻抗的交汇关系按照下式(1)求取：
(dt-dt压实趋势)/(α-rhob)(1)
式中：dt为测井纵波速度；dt压实趋势为纵波正常速度；rhob为测井密度；α为区域经验参数。
3.根据权利要求2所述的压力预测方法，其特征在于，步骤S1包括：调整α参数，使地层压力和泥岩纵波差阻抗的交汇关系达到线性最优，统计至少两口特征井，建立区域经验公式。
4.根据权利要求3所述的压力预测方法，其特征在于，步骤S2包括：
S2.1、分别利用叠前反演技术与叠后反演技术反演待计算井点的地震纵波速度及纵波阻抗；
S2.2、对反演所得地震纵波速度及纵波阻抗进行小波变换，根据小波谱局部极值与泥岩对应关系确定地震纵波最小速度及纵波阻抗差；
S2.3、对检测所得地震纵波最小速度及最小纵波阻抗差进行希尔伯特变换，得到连续、平滑后的泥岩纵波速度及泥岩纵波阻抗；
S2.4、利用泥岩纵波速度及泥岩纵波阻抗计算地层压力。
5.根据权利要求4所述的压力预测方法，其特征在于，步骤S2.2所述小波变换按照下式(2)进行：
式中：C(a,b)为连续小波变换的系数；s(t)为待变换信号；φa,b为基波；a为变换尺度；b为偏移量。
6.根据权利要求5所述的压力预测方法，其特征在于，步骤S2.3所述希尔伯特变换按照下式(3)进行：
式中：H(ω)为希尔伯特变换频率域因子。
7.根据权利要求6所述的压力预测方法，其特征在于，步骤S2.4所述地层压力按照下式(4)计算：
式中：P为地层压力；V为反演泥岩速度；V压实趋势为泥岩正常压实速度；I纵波阻抗为泥岩纵波阻抗；α为区域经验参数。
8.一种基于改进泥岩阻抗差的压力预测装置，其特征在于，所述压力预测装置包括：
经验参数确定模块，用于采用测井资料对地层压力和泥岩纵波差阻抗进行交汇，确定经验参数；
地层压力计算模块，用于基于地震反演求取泥岩纵波速度与泥岩纵波阻抗，计算地层压力。
9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-7任一项所述基于改进泥岩阻抗差的压力预测方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现权利要求1-7任一项所述基于改进泥岩阻抗差的压力预测方法。
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