一种挤压构造地层压力的预测方法与流程

1.本发明属于石油与天然气勘探中地层压力预测技术领域,尤其是涉及一种挤压构造地层压力的预测方法。


背景技术：

2.异常地层压力是含油气盆地中一种普遍现象。异常地层压力，尤其是异常地层高压，直接关系到钻井和压裂的安全，关系到人的生命财产安全，关系到油气勘探的过程。异常压力预测对于寻找油气藏、设计合理的钻井液密度和井结构、保证钻井安全、提高钻井成功率、降低钻井成本和保护油气藏都具有重要意义。
3.作为一种有效的超压机制，构造应力引起的异常地层压力在地质体中非常普遍。国内外许多学者对构造压应力引起的超压机理进行了探讨。虽然构造应力一直被视为一种非常重要的超压机制，前人对构造应力与沉积地层变形的关系进行了定量分析，但对这种异常压力机制的研究还不够深入。现有的挤压构造地层压力的预测方法不够成熟，现有的挤压构造地层压力的预测方法中的地层压力校正方法及参数相对简单，如论文“挤压构造地层压力预测模型研究”(石油学报，第30卷第五期)中挤压构造地层压力校正模型只考虑了其与校正起始深度的线性关系，校正精度有待提高，不适合普遍推广。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种挤压构造地层压力的预测方法，用于提高预测精度及指导工程钻井泥浆设计，解决现有的挤压构造地层压力的预测方法的校正精度有待提高、不适合普遍推广的问题。
5.为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
6.本发明公开了一种挤压构造地层压力的预测方法，包括以下步骤：
7.确定挤压构造地层压力校正起始深度hs；
8.根据所述挤压构造地层压力校正起始深度hs，计算在挤压构造地层压力校正起始深度以下的挤压构造地层压力校正项当量密度g
cor
；
9.计算挤压构造地层压力常规模型项当量密度g
p
；
10.融合所述在挤压构造地层压力校正起始深度以下的挤压构造地层压力校正项当量密度g
cor
与所述挤压构造地层压力常规模型项当量密度g
p
，推算挤压构造地层压力当量密度g。
11.具体地，所述在挤压构造地层压力校正起始深度以下的挤压构造地层压力校正项当量密度g
cor
的表达式为：
12.g
cor
＝α(h-hs)2 β(h-hs) γ
ꢀꢀꢀ
(式1)
13.式中，α为二次项校正参数；
14.h为上覆岩层的深度；
15.hs为挤压构造地层压力校正起始深度；
16.β为一次项校正参数；
17.γ为常数项校正参数。
18.具体地，所述挤压构造地层压力常规模型项当量密度g
p
的表达式为：
19.g
p
＝g
op-(g
op-ρw)(δtn/δt)nꢀꢀꢀ
(式2)
20.式中，g
op
为上覆岩层压力当量密度；
21.ρw为地层水密度；
22.δtn为正常压实时的声波时差值；
23.δt为实测声波时差值；
24.n为eaton指数。
25.具体地，所述上覆岩层压力压力当量密度g
op
的表达式为：
[0026][0027]
式中，h为上覆岩层的深度；
[0028]
ρ(h)为上覆岩层的深度h的密度。
[0029]
具体地，所述挤压构造地层压力当量密度g的推算公式为：
[0030]
g＝g
p
θg
cor
ꢀꢀꢀ
(式6)
[0031]
式中，g
cor
为在挤压构造地层压力校正起始深度以下的挤压构造地层压力校正项当量密度；
[0032]
θ为融合系数，其中，在挤压构造地层压力校正起始深度hs以上，融合系数θ取0；在挤压构造地层压力校正起始深度hs以下，融合系数θ取1。
[0033]
本发明还涉及一种挤压构造地层压力的预测装置，包括：
[0034]
第一处理单元，用于确定挤压构造地层压力校正起始深度hs；
[0035]
第二处理单元，用于确定根据所述挤压构造地层压力校正起始深度hs，计算在挤压构造地层压力校正起始深度以下的挤压构造地层压力校正项当量密度g
cor
；
[0036]
第三处理单元，用于计算挤压构造地层压力常规模型项当量密度g
p
；
[0037]
第四处理单元，用于融合所述在挤压构造地层压力校正起始深度以下的挤压构造地层压力校正项当量密度g
cor
与所述挤压构造地层压力常规模型项当量密度g
p
，推算挤压构造地层压力当量密度g。
[0038]
本发明还涉及一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的方法的步骤。
[0039]
本发明还涉及一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的方法的步骤。
[0040]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0041]
(1)本发明公开了一种挤压构造地层压力的预测方法，充分利用地球物理资料及地质资料，通过挤压构造地层压力校正项当量密度的计算模型中设置了常数项校正参数γ、一次项校正参数β、二次项校正参数α，可模拟其与校正起始深度的线性关系或非线性关系，获取较高精度的挤压构造地层压力校正项模型，在此基础上计算挤压构造地层压力，既有效利用了地球物理资料，又充分利用了区域地质认识成果，为挤压构造地层压力预测提供了新的途径和方法。
[0042]
(2)本发明公开的挤压构造地层压力的预测方法，改善预测精度和指导工程钻井泥浆设计，具有极强的可操作性和现场实际应用性，适合普遍推广，其适用于钻前探井地层压力预测与钻后已钻井地层压力检测，
[0043]
(3)本发明公开的挤压构造地层压力的预测方法，设置三种类型挤压构造地层压力校正参数，分别为常数项校正参数、一次项校正参数、二次项校正参数。常数项校正参数用于校正低频误差、一次项校正参数用于校正中频误差、二次项校正参数用于校正高频误差，将三者结合达到更好的校正效果，具有更好的适用性，便于推广到不同地质背景的挤压构造地层压力预测中。
[0044]
(4)本发明公开的挤压构造地层压力的预测方法，具有更高的精度，通过设置三种类型挤压构造地层压力校正参数，使校正结果与实际实测地层压力吻合度高，能更加准确的预测挤压构造地层压力。
具体实施方式
[0045]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。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，都属于本发明保护的范围。
[0046]
本发明公开了一种挤压构造地层压力的预测方法，首先，确定挤压构造地层压力校正起始深度hs，并据此计算在挤压构造地层压力校正起始深度以下的挤压构造地层压力校正项当量密度g
cor
，再利用地层压力预测模型计算挤压构造地层压力常规模型项当量密度g
p
，最后融合两者，得到挤压构造地层压力当量密度g。本发明公开了一种挤压构造地层压力的预测方法，充分利用地球物理资料及地质资料，通过挤压构造地层压力校正项当量密度的计算模型中设置了常数项校正参数γ、一次项校正参数β、二次项校正参数α，可模拟其与校正起始深度的线性关系或非线性关系，获取较高精度的挤压构造地层压力校正项模型，在此基础上计算挤压构造地层压力，既有效利用了地球物理资料，又充分利用了区域地质认识成果，为挤压构造地层压力预测提供了新的途径和方法。
[0047]
实施例1
[0048]
实施例1提供了一种挤压构造地层压力的预测方法，包括如下步骤：
[0049]
步骤s1：确定挤压构造地层压力校正起始深度hs[0050]
分析工区内已钻井构造应力特征，统计工区内已钻井构造应力随埋深变化规律，确定挤压构造地层压力校正起始深度hs，并将此挤压构造地层压力校正起始深度hs应用于目标井。
[0051]
步骤s2：根据挤压构造地层压力校正起始深度hs，计算在挤压构造地层压力校正起始深度以下的挤压构造地层压力校正项当量密度g
cor
；
[0052]
其中，在挤压构造地层压力校正起始深度以下的挤压构造地层压力校正项当量密度g
cor
的表达式为：
[0053]gcor
＝α(h-hs)2 β(h-hs) γ
ꢀꢀꢀ
(式1)
[0054]
式中，g
cor
为在挤压构造地层压力校正起始深度以下的挤压构造地层压力校正项当量密度；
[0055]
h为上覆岩层的深度；
[0056]hs
为挤压构造地层压力校正起始深度；
[0057]
α为二次项校正参数；
[0058]
β为一次项校正参数；
[0059]
γ为常数项校正参数。
[0060]
步骤s3：利用地层压力预测模型计算挤压构造地层压力常规模型项当量密度g
p
，其中，挤压构造地层压力常规模型项当量密度g
p
的表达式为：
[0061]gp
＝g
op-(g
op-ρw)(δtn/δt)nꢀꢀꢀ
(式2)
[0062]
式中，g
p
为挤压构造地层压力常规模型项当量密度；
[0063]gop
为上覆岩层压力当量密度；
[0064]
ρw为地层水密度；
[0065]
δtn为正常压实时的声波时差值；
[0066]
δt为实测声波时差值；
[0067]
n为eaton指数，为区域经验参数，详见西南石油大学学报(自然科学版)2012年34期第04卷的期刊论文《利用eaton法计算地层孔隙压力的不确定性分析》。
[0068]
下面对上式各个未知数进行解释说明。
[0069]
(1)上覆岩层压力当量密度g
op
[0070]
上覆岩层压力压力当量密度g
op
的表达式为：
[0071][0072]
式中，g
op
为上覆岩层压力当量密度；
[0073]
h为上覆岩层的深度；
[0074]
ρ(h)为当岩层深度为h时的密度。
[0075]
(2)实测声波时差值δt
[0076]
实测声波时差值δt通过收集声波时差资料并对声波时差资料进行误差校正后获得。
[0077]
(3)正常压实时的声波时差值δtn[0078]
正常压实时的声波时差值δtn的表达式为：
[0079][0080]
式中，vn为层速度正常压实趋势线，其中获取层速度正常压实趋势线vn包括以下步骤；
[0081]
统计工区内已钻井压实特征，建立区域正常压实趋势线，并将其应用于已钻井，计算层速度正常压实趋势线，其表达式为：
[0082][0083]
式中，vn为层速度正常压实趋势线；
[0084]vmudline
为泥线层速度；
[0085]
σ
norm
为正常压力下的有效应力；
[0086]
a，b均为经验值，是常数。
[0087]
步骤s4：融合挤压构造地层压力校正项当量密度g
cor
与挤压构造地层压力常规模
型项当量密度g
p
，推算挤压构造地层压力当量密度g。
[0088]
具体地，挤压构造地层压力当量密度g的推算公式如下：
[0089]
g＝g
p
θg
cor
ꢀꢀꢀ
(式6)
[0090]
式中，g为挤压构造地层压力当量密度；
[0091]gp
为挤压构造地层压力常规模型项当量密度；
[0092]gcor
为在挤压构造地层压力校正起始深度以下的挤压构造地层压力校正项当量密度；
[0093]
θ为融合系数，其中，在挤压构造地层压力校正起始深度hs以上，融合系数θ取0；在挤压构造地层压力校正起始深度hs以下，融合系数θ取1。
[0094]
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。