地層壓力預(yù)測匯報

地層壓力預(yù)測技術(shù)秦緒英二OO五年七月十三日匯報提綱

引言預(yù)測地層壓力的地震方法預(yù)測地層壓力的測井方法預(yù)測地層壓力的綜合方法壓力預(yù)測的影響因素結(jié)論與建議引言

目的意義技術(shù)現(xiàn)狀

地層壓力預(yù)測60年代開始，沒有完全成熟。砂泥巖地層的壓力預(yù)測技術(shù)比較成熟，而針對碳酸鹽巖地層，壓力預(yù)測技術(shù)難度大。

測井方法地震方法地層壓力異常的可預(yù)測性技術(shù)現(xiàn)狀匯報提綱

引言

預(yù)測地層壓力的地震方法預(yù)測地層壓力的測井方法預(yù)測地層壓力的綜合方法壓力預(yù)測的影響因素結(jié)論與建議

地震是預(yù)測地層壓力的主要方法，地震資料是目前能夠得到大范圍地震層速度的唯一來源，特別是在鉆井施工之前。地震預(yù)測地層壓力的必要條件：（1）高質(zhì)量的地面地震資料。（2）有聲波、自然伽馬（或自然電位）測井資料。（3）該區(qū)域地層壓力的測試數(shù)據(jù)。（4）相對簡單的沉積接觸關(guān)系。

地震方法預(yù)測地層壓力

Tc(z)=t0e-z/k

根據(jù)測井資料（自然伽馬或自然電位），劃分出一定厚度（本例為3m）的泥巖層位，建立對應(yīng)泥巖層段的正常壓實地層的速度（時差）變化趨勢線。地震方法預(yù)測地層壓力

建立泥巖層段的正常壓趨勢線建立速度（時差）異常與地層壓力之間的關(guān)系

實際測量值與趨勢線預(yù)測值之間的差Δt可用來計算地層壓力。Δt=Tc(z)-t0e-z/k

P(z)/z=Rw+c1Δt+c2(Δt)2

地震方法預(yù)測地層壓力

A圖，地震與測井及正常壓實趨勢線的對比，地震和測井的時差曲線差別不大。B圖,地震預(yù)測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成等效泥漿密度與實際鉆井泥漿密度的對比情況，2200-3650米，預(yù)測結(jié)果略有誤差。

圖a是測井的聲波時差測量結(jié)果與正常壓實趨勢線的對比，1500米以下地層超壓特征很明顯.圖b是測井預(yù)測結(jié)果數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成等效泥漿密度與實際鉆井泥漿密度的對比情況，一致性非常高。兩種方法求得的有效應(yīng)力（a）Dix層速度的結(jié)果；（b）疊后反演的高分辨率速度結(jié)果。高分辨率速度預(yù)測壓力在儲層段發(fā)生逆轉(zhuǎn)。Dix層速度不能得到此類細(xì)節(jié)，只能給出低頻壓力趨勢。

疊后反演法計算的孔隙壓力與RFT（重復(fù)地層測試）資料的詳細(xì)比較。該圖的低頻趨勢是由前圖的Dix速度做出的偏移層速度體破碎壓力圖孔隙壓力圖封堵完整性圖埃及封堵完整性研究，用疊前時間偏移速度場，研究結(jié)果仍然非常令人滿意。能快速地作出可信度較高的區(qū)域孔隙壓力預(yù)測。地震方法預(yù)測地層壓力

只有疊前時間偏移速度場，也可以作出可信度較高的區(qū)域孔隙壓力預(yù)測。而CVA和網(wǎng)格層析成像則是更精確的方法，得到的結(jié)果更為可信，它們更適合于研究井周圍的小型區(qū)域，這些技術(shù)需要的是疊前地震數(shù)據(jù)，完成孔隙壓力研究也需要比較長的時間。

地層層速度剖面與速度差值剖面地層層速度剖面；（b)速度差值剖面及鉆井位置投影常規(guī)層速度剖面不能識別出低速異常帶(圖上部)，而在速度差值剖面上可發(fā)現(xiàn)明顯的低速異常區(qū)域，把鉆探的井3、井2、井1和正在鉆探的井4按最小距離原理投影到速度差值剖面上，結(jié)果發(fā)現(xiàn)超壓地層與低速帶較為吻合(圖下部)。

地震方法預(yù)測地層壓力

根據(jù)地震資料預(yù)測的64.8測線壓力等值線剖面根據(jù)VSP資料預(yù)測井底下方的層速度和地層壓力根據(jù)莊1井VSP層速度可以預(yù)測井底4400米以下的層速度值，井底以下層速度的預(yù)測精度的高低主要取決于井底以下平均速度和樣點的取值。預(yù)測方法分兩步：（1）是已知井段的速度預(yù)測試驗，即把已知井段的速度當(dāng)成未知來求取，以驗證和確定預(yù)測方法的正確性，（2）根據(jù)已知的全井段層速度來進行井底以下層速度的預(yù)測。地震方法預(yù)測地層壓力

莊1井VSP層速度剖面（原始數(shù)據(jù)：1160m～4400m）預(yù)測深度2000米以下（預(yù)測參數(shù)間距：40米）預(yù)測深度2500米以下（預(yù)測參數(shù)間距：40米）預(yù)測深度3000米以下（預(yù)測參數(shù)間距：50米）預(yù)測深度3500米以下（預(yù)測參數(shù)間距：50米）莊1井VSP層速度預(yù)測試驗剖面對比圖第一步

地震方法預(yù)測地層壓力

莊1井VSP層速度預(yù)測（預(yù)測井底4400米以下）井底：4400米第二步

地震方法預(yù)測地層壓力

地層壓力的預(yù)測：采用菲利普恩法（Phillippon，1997年）提出的地震預(yù)測壓力的簡單模型：

其中Pf、P0分別為地層孔隙壓力和上覆靜巖壓力，V是地層速度，Vmax、Vmin為地層中的最大速度和最小速度，前者為巖石基質(zhì)的速度，后者為孔隙流體速度。上覆負(fù)荷P0由密度函數(shù)積分獲得，故只要給定某點的埋深和地層速度，就可根據(jù)上式求出地層壓力Pf。

莊1井地層壓力曲線圖在3600-4050m是個低壓帶，在4100m深度以后壓力逐漸增高，進入高壓帶（4500-4900m），在5550左右有個相對壓力低以后，隨著深度的增加，地層壓力越來越高。VSP資料預(yù)測地層壓力

地層壓力預(yù)測地層壓力的可預(yù)測性預(yù)測地層壓力的地震方法預(yù)測地層壓力的測井方法

預(yù)測地層壓力的綜合方法

壓力預(yù)測的影響因素結(jié)論與建議測井方法預(yù)測地層壓力

就目前的技術(shù)現(xiàn)狀，測井研究地層壓力（地應(yīng)力），必須取得地層密度、泥質(zhì)含量、縱、橫波速度以及地層流體密度和泥漿密度等獨立的參數(shù)，這是開展工作的基礎(chǔ)。

相對而言，地層橫波速度是一個關(guān)鍵參數(shù)，常規(guī)測井一般不直接測量此參數(shù)，合成橫波資料是一種補救的辦法。

測井方法預(yù)測地層壓力

合成橫波時差應(yīng)用實際例合成橫波與全波測井提取的橫波時差對比等效深度法，核心原理是不同深度的兩點的速度（時差）接近，地層被壓實的程度就接近，地層骨架承擔(dān)的力接近，認(rèn)為這兩點深度等效。在半對數(shù)坐標(biāo)系中，根據(jù)聲波測井?dāng)?shù)據(jù)，得到等效深度，計算目標(biāo)點的地層壓力。等效深度方法測井方法預(yù)測地層壓力

綜合計算方法適用范圍廣，但是需要統(tǒng)計不同地區(qū)的有關(guān)參數(shù)。等效深度法受地層壓力異常類型的限制，需要給出等效深度差，人為因素比較大，并且以單一引起因素為假設(shè)，預(yù)測結(jié)果會有誤差。發(fā)展了綜合計算的方法。等效深度點在上方，指示超壓地層；等效深度點在下方，指示欠壓地層。只要設(shè)法得到等效深度差，就可以計算出目標(biāo)點的孔隙壓力。等效深度方法測井方法預(yù)測地層壓力

對單一巖性地層，聲波速度反映孔隙度和有效應(yīng)力的變化，速度可以近似地描述為：

此方程反映了砂泥質(zhì)沉積物壓實過程中速度隨垂直有效應(yīng)力的變化，不受壓實機制的限制。綜合計算方法測井方法預(yù)測地層壓力

實際資料處理：

A井在2790米深度點地層孔隙壓力的測試數(shù)據(jù)為0.84/0.94(g/cm3)，在此深度點附近地層，測井計算結(jié)果為0.91-1.01之間，見數(shù)據(jù)表及圖。

根據(jù)上述公式，對3井的資料進行了處理。

B井2846米點測試結(jié)果為0.74(g/cm3)，在此深度點附近地層，測井計算結(jié)果為0.71-0.78之間。

C井2862米深度點測試結(jié)果為0.76(g/cm3)，在此深度點附近地層，計算結(jié)果為0.74-0.82之間。

測井方法預(yù)測地層壓力

A井：2790米測試數(shù)據(jù)為0.84/0.94(g/cm3)測井方法預(yù)測地層壓力

A井地層孔隙壓力及有關(guān)參數(shù)測井方法預(yù)測地層壓力

測井方法預(yù)測地層壓力

B井：2846米測試數(shù)據(jù)為0.74(g/cm3)

測井方法預(yù)測地層壓力

C井：在2862米深度點測試數(shù)據(jù)為0.76(g/cm3)A井測試為0.84/0.94(g/cm3)，計算為0.91-1.01；B井測試為0.74(g/cm3)，計算為0.71-0.78之間；C井測試為0.76(g/cm3)，計算為0.74-0.82之間。從這3口井的處理結(jié)果看，雖然數(shù)據(jù)不是絕對一致，但真實地反映了地層孔隙壓力的狀態(tài)（欠壓）。A井地層孔隙壓力略高于B井和C井地層的孔隙壓力。

3口井資料所用公式及系數(shù)完全一致的。

測井方法預(yù)測地層壓力

根據(jù)測井資料與該地區(qū)實測地層破裂壓力梯度數(shù)據(jù)，得到回歸系數(shù)K、c。

計算方法:計算地層破裂壓力（Pf）

地層破裂壓力是油氣勘探開發(fā)中的一個主要參數(shù)，也是地層主應(yīng)力分析的一個關(guān)鍵參數(shù)。A井實際資料處理：

A井在2790米深度點地層破裂壓力的測試數(shù)據(jù)為1.78(g/cm3)，在此深度點附近地層，測井計算結(jié)果為1.79-1.81之間。

計算地層破裂壓力（Pf）A井在2790米地層破裂壓力的測試數(shù)據(jù)為1.78(g/cm3)計算地層破裂壓力（Pf）

A井地層破裂壓力及有關(guān)參數(shù)計算地層破裂壓力（Pf）計算地層破裂壓力（Pf）B井在2650米測試數(shù)據(jù)為1.98(g/cm3)計算地層破裂壓力（Pf）B井地層破裂壓力及有關(guān)參數(shù)地層破裂壓力綜合分析：A井測試1.78(g/cm3)，計算1.79-1.81之間；B井測試為1.98(g/cm3)，計算結(jié)果為1.85-1.93；C井測試數(shù)據(jù)為1.84，計算結(jié)果為1.88-1.93之間。

這3口井資料所用公式及其中的系數(shù)完全一致。

計算地層破裂壓力（Pf）地層壓力預(yù)測地層壓力的可預(yù)測性預(yù)測地層壓力的地震方法預(yù)測地層壓力的測井方法預(yù)測地層壓力的綜合方法壓力預(yù)測的影響因素結(jié)論與建議綜合方法預(yù)測地層壓力

測井、地震聯(lián)合預(yù)測地層壓力測井與地震聯(lián)合進行地層壓力預(yù)測測井技術(shù)預(yù)測地層壓力有精度高、可信度高等特點，缺點是一孔之見，并且要鉆井之后；地震技術(shù)預(yù)測地層壓力可以大面積進行，并且是鉆前預(yù)測唯一可行的技術(shù)，但是其預(yù)測結(jié)果的精度差一些，主要是速度資料精度不夠高。測井與地震聯(lián)合進行地層壓力預(yù)測成為嘗試的方法。

此技術(shù)的核心是測井資料結(jié)合VSP資料、地震資料擬合、重構(gòu)、外推遠(yuǎn)離井的速度場及未鉆遇地層的速度參數(shù)。通過測井與地震聯(lián)合得到的速度參數(shù)完全可以滿足對連續(xù)及不連續(xù)沉積地層的壓力預(yù)測、評價，預(yù)測深度可以達到300米。此技術(shù)預(yù)測的速度（時差）結(jié)果見下圖。

測井與地震聯(lián)合進行地層壓力預(yù)測多口井預(yù)測結(jié)果，最大相對誤差不超過12%，預(yù)測成功率達90%以上。

地震剖面（灰色）、高流體因子（紅色）和孔隙壓力的協(xié)同可視化。氣砂巖在構(gòu)造高上，為斷層所包圍。

通過本實例的分析可以看出，在構(gòu)造復(fù)雜區(qū)，綜合應(yīng)用地球物理、地質(zhì)和巖石物理學(xué)等技術(shù)，能夠解決：①研究區(qū)的壓力分布；②地質(zhì)構(gòu)造對孔隙壓力的影響；地層壓力隨鉆預(yù)測步驟如下：（1）鉆前確定初步層速度，建立初步地層壓力預(yù)測模型。（2）鉆井過程中建立已鉆井段的監(jiān)測地層壓力模型。（3）根括隨鉆監(jiān)測的地層壓力結(jié)果對地震勘探預(yù)測模型進行修正。（4）根據(jù)修正后的模型，對未鉆地層進行壓力預(yù)測。（5）鉆進一段深度后，再進行步驟（3）和（4）。用VSP和地震資料實時標(biāo)定、修正和預(yù)測高頻速度流程圖。這些速度可用于修正實時壓力模型（即在鉆井的鉆機上及下套管停頓期間）

VSP反射系數(shù)高頻速度密度地震速度分析標(biāo)定低頻趨勢高分辨率速度地震壓力的實時預(yù)測越南一口井由鉆頭SWD資料實時預(yù)測孔隙壓力（圖例中依次為泥漿比重、破碎壓力、上覆地層壓力、穿透速度得到的DXC孔隙壓力、重復(fù)地層測試/DST壓力、聲波孔隙壓力、泄漏測試（LOT）壓力、隨鉆地震孔隙壓力）

用標(biāo)定井確定的參數(shù)估計的壓力兩井之間預(yù)測的壓力的梯度由于巖性的原因，用開始選擇的趨勢參數(shù)并不能得到可信的孔隙壓力。預(yù)測出高壓力梯度可以指示出斷塊內(nèi)的劃分，有助于確定封堵的完整性。

上白堊底上白堊頂30/3a-1井30/1c-2A井地層壓力預(yù)測地層壓力的可預(yù)測性預(yù)測地層壓力的地震方法預(yù)測地層壓力的測井方法預(yù)測地層壓力的綜合方法壓力預(yù)測的影響因素結(jié)論與建議壓力預(yù)測中的速度譜受到的影響

一、地質(zhì)因素的影響（一）