一种碳酸盐岩超压空间分布特征的预测方法技术

本发明专利技术涉及一种碳酸盐岩超压空间分布特征的预测方法，本发明专利技术可以准确地预测碳酸盐岩超压的空间分布特征，对于提高碳酸盐岩超压油气藏的经济效益具有重要意义。本发明专利技术首先统计钻井实测的碳酸盐岩超压数据并分析碳酸盐岩超压的地质特征，然后，通过计算碳酸盐岩孔隙体积参数、孔隙气体含量参数以及保存条件评价参数，构建碳酸盐岩超压计算模型，最后，利用基于测井、地震数据的多种地球物理方法，计算出碳酸盐岩超压三维数据体，从而实现对碳酸盐岩超压空间分布特征的预测。

A Prediction Method for Spatial Distribution Characteristics of Overpressure in Carbonate Rocks

【技术实现步骤摘要】
一种碳酸盐岩超压空间分布特征的预测方法
本专利技术属于地质矿产普查与勘探行业，以及石油与天然气勘探研究
，特别涉及叠前叠后地震反演以及地震压力预测

技术介绍
地层压力即孔隙流体压力是由岩石孔隙中地层水、石油、天然气等地质流体作用产生的压力，在任何地质背景下，正常地层压力与从地表到目的层的静水柱压力相等，偏离正常压力趋势线的压力被认为是异常地层压力。从现在的油气发现成果来看，南方海相从下古生界震旦系、寒武系，特别是志留系页岩气藏到中生代二叠系和三叠系常规天然气藏，乃至陆相上三叠统-侏罗系致密砂岩气藏、页岩气和深盆气藏基本上都与盆地超压有关，且盆地内川东北、川东、川东南、川中等地区均广泛存在碳酸盐岩高压气藏。碳酸盐岩超压的预测研究，已经成为油气勘探领域内的研究重点以及难点。目前，关于碳酸盐岩超压预测的文献较多、专利较少，具体的技术方法主要分为三类：(一)直接求取法。这一类方法，目前用的最多的还是利用纵波速度，具体的计算公式主要是Filippone公式及其改进(陈鑫，基于地震资料的探井钻前孔隙压力预测——以伊拉克A油田为例，石油与天然气地质，2015)。这一类方法首先在井点处建立地层压力与地震速度的关系，再通过地震资料处理中的速度分析、速度校正或反演等技术手段，获取较为准确的地震速度数据体，最后再将速度数据代入到地层压力的计算公式中，预测地层压力的空间分布特征；这类方法存在2个问题：(1)预测精度受限于速度谱数据体的精度本身；(2)这种方法反映的是欠压实超压引起的孔隙度、速度变化，但是，欠压实并不是碳酸盐岩超压的主要成因，碳酸盐岩超压与速度的相关性并不好；(二)根据有效应力计算地层压力。申请号为CN201010257171.4的专利《一种利用测井资料预测碳酸盐岩地层孔隙压力的方法》即是该类技术的代表性专利，这类技术通过岩石物理参数来计算有效应力，再根据Terzaghi的有效应力原理来计算地层压力。但是，有效应力原理的适用性较为有限，对于碳酸盐岩地层的适用性较差；(三)碳酸盐岩地层压力测试方法。申请号为CN201510851372.X的专利《碳酸盐岩地层孔隙压力测试方法和装置》即是该类技术的代表性专利。该类方法将岩石力学实验数据、测井曲线数据以及实测压力数据进行对比分析，寻找与实测压力数据相关性最好的数据组合来预测碳酸盐岩超压。该方法的缺陷在于，其适用对象为已钻井的未测压力井段，且该方法仅针对缝洞型碳酸盐岩地层有效。根据文献及专利检索情况，目前关于碳酸盐岩地层压力的预测方法仍然较少，目前的三类方法均无法准确的预测碳酸盐岩超压空间的分布特征。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种碳酸盐岩超压空间分布特征的预测方法，为解决碳酸盐岩超压油气藏预测问题提供一套有效可行的技术手段。根据本专利技术一种碳酸盐岩超压空间分布特征的预测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：钻井实测地层压力数据的收集和整理；步骤二：碳酸盐岩超压地质特征分析；步骤三：碳酸盐岩超压计算模型建立；步骤四：碳酸盐岩超压空间分布特征预测。在一个实施例中，所述步骤二的碳酸盐岩超压地质特征分析步骤具体如下：当碳酸盐岩地层出现超压时，应同时具备以下两个条件：(1)岩石孔隙体积变小或岩石孔隙内气体含量增加；(2)地层保存条件良好，处于封闭系统；因此，在建立岩石孔隙体积模型、岩石孔隙内气体含量模型以及地层保存条件模型的基础上建立碳酸盐岩超压计算模型；其中，能够引起岩石孔隙体积变小的地质作用包括：构造挤压作用、机械压实作用、碳酸盐岩重结晶作用以及碳酸盐岩胶结作用；能够引起岩石孔隙内气体含量增加的地质作用包括：干酪根生气、原油裂解生气以及气体的充注；地层保存条件良好的因素包括：盖层发育且裂缝、断层不发育。在一个实施例中，所述步骤三还包括以下子步骤：子步骤一：碳酸盐岩地层岩石孔隙体积计算子模型建立；子步骤二：碳酸盐岩地层岩石孔隙内气体含量计算子模型建立；子步骤三：碳酸盐岩地层保存条件评价子模型建立；子步骤四：碳酸盐岩超压计算模型建立。在一个实施例中，碳酸盐岩地层岩石孔隙体积的变小，具体表现为：地层基质孔隙度变小和次生孔隙度的变小，因此，所述子步骤一中的岩石孔隙体积计算子模型基于基质孔隙度和次生孔隙度来建立，具体的计算模型如下式：其中，Porvol为表征碳酸盐岩超压地层孔隙体积大小的参数，Pormatrix为基质孔隙度，Porsec为次生孔隙度；在碳酸盐岩地层中，通过密度、声波、中子、泥质含量测井曲线计算井上的Pormatrix和Porsec曲线，然后，结合插值算法和地球物理反演，得到对应的Porvol参数数据体。在一个实施例中，碳酸盐岩地层气体含量的增加，具体表现为：流体性质为气体和含气饱和度的增加；因此，所述子步骤二中岩石孔隙内气体含量计算子模型基于流体性质和含气饱和度来建立，具体的计算模型如下式：Gasqua＝Fluid×Satgas其中，Gasqua为表征碳酸盐岩超压地层气体含量大小的参数，Fluid为流体的总量，Satgas为含气饱和度；Fluid通过叠前地震反演得到的弹性参数组合来计算，而Satgas通过计算地震频率衰减予以求取。在一个实施例中，碳酸盐岩地层保存条件的评价，具体表现为：盖层的厚度大以及断层、裂缝发育程度低；因此，所述子步骤三中地层保存条件评价子模型基于盖层以及断层、裂缝发育程度来建立，具体的计算模型如下式：其中，Pereva为保存条件评价参数，用于表征保存条件的优劣，Thickcov为盖层厚度参数，Frac代表裂缝发育程度，Fault代表断层发育程度；盖层通常为膏岩层或泥岩层，其速度、密度与碳酸盐岩围岩的差异较为明显，通过地震反演即求出其空间分布特征，并进一步求取Thickcov；采用相干分析法用于描述Fault；裂缝比断层的尺度要小很多，采用各向异性强度用于表征Frac。在一个实施例中，将碳酸盐岩超压地层孔隙体积大小参数Porvol、碳酸盐岩超压地层孔隙内气体含量大小参数Gasqua以及保存条件评价参数Pereva分别与已知的实测地层压力数据做相关性分析，分别得到对应的相关性系数apor_vol、agas_qua和aper_eva；然后，分别对Porvol、Gasqua和Pereva这三个参数做归一化处理，atot＝apor_vol+agas_qua+aper_eva构建表征碳酸盐岩超压计算模型的参数Prepor，具体的计算模型如下式：其中，Porvol′、Gasqua′和Pereva′分别为归一化处理后的碳酸盐岩孔隙体积参数、碳酸盐岩孔隙内气体含量参数以及碳酸盐岩保存条件评价参数；atot为三个参数相关性系数的算数和。在一个实施例中，在实测地层压力井段，将Prepor与实测地层压力数据分别进行线性、多项式和指数关系拟合，从中优选出相关性最高的公式即为所述子步骤四中的碳酸盐岩超压计算模型，如下式：Pressure＝Fun(Prepor)其中，Pressure为地层压力，Prepor为碳酸盐岩超压模型参数，Fun(Prepor)为实测地层压力数据与碳酸盐岩超压计算模型参数相关性最好的关系式。在一个实施例中，依据最终确定的碳酸盐岩超压计算模型，分别求取模型中各个参数的数据体，其中，(1)利用测井、地震反演求取碳酸盐本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳酸盐岩超压空间分布特征的预测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：钻井实测地层压力数据的收集和整理；步骤二：碳酸盐岩超压地质特征分析；步骤三：碳酸盐岩超压计算模型建立；步骤四：碳酸盐岩超压空间分布特征预测。

【技术特征摘要】
1.一种碳酸盐岩超压空间分布特征的预测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：钻井实测地层压力数据的收集和整理；步骤二：碳酸盐岩超压地质特征分析；步骤三：碳酸盐岩超压计算模型建立；步骤四：碳酸盐岩超压空间分布特征预测。2.根据权利要求1所述的碳酸盐岩超压空间分布特征的预测方法，其特征在于，所述步骤二的碳酸盐岩超压地质特征分析步骤具体如下：若碳酸盐岩地层出现超压时，应同时具备以下两个条件：(1)岩石孔隙体积变小或岩石孔隙内气体含量增加；(2)地层保存条件良好，处于封闭系统；因此，在建立岩石孔隙体积模型、岩石孔隙内气体含量模型以及地层保存条件模型的基础上建立碳酸盐岩超压计算模型；其中，能够引起岩石孔隙体积变小的地质作用包括：构造挤压作用、机械压实作用、碳酸盐岩重结晶作用以及碳酸盐岩胶结作用；能够引起岩石孔隙内气体含量增加的地质作用包括：干酪根生气、原油裂解生气以及气体的充注；地层保存条件良好的因素包括：盖层发育且裂缝、断层不发育。3.根据权利要求2所述的碳酸盐岩超压空间分布特征的预测方法，其特征在于，所述步骤三还包括以下子步骤：子步骤一：碳酸盐岩地层岩石孔隙体积计算子模型建立；子步骤二：碳酸盐岩地层岩石孔隙内气体含量计算子模型建立；子步骤三：碳酸盐岩地层保存条件评价子模型建立；子步骤四：碳酸盐岩超压计算模型建立。4.根据权利要求3所述的碳酸盐岩超压空间分布特征的预测方法，其特征在于，碳酸盐岩地层岩石孔隙体积的变小，具体表现为：地层基质孔隙度变小和次生孔隙度的变小，因此，所述子步骤一中的岩石孔隙体积计算子模型基于基质孔隙度和次生孔隙度来建立，具体的计算模型如下式：其中，Porvol为表征碳酸盐岩超压地层孔隙体积大小的参数，Pormatrix为基质孔隙度，Porsec为次生孔隙度；在碳酸盐岩地层中，通过密度、声波、中子、泥质含量测井曲线计算井上的Pormatrix和Porsec曲线，然后，结合插值算法和地球物理反演，得到对应的Porvol参数数据体。5.根据权利要求4所述的碳酸盐岩超压空间分布特征的预测方法，其特征在于，碳酸盐岩地层岩石孔隙内气体含量的增加，具体表现为：流体性质为气体和含气饱和度的增加；因此，所述子步骤二中岩石孔隙气体含量计算子模型基于流体性质和含气饱和度来建立，具体的计算模型如下式：Gasqua＝Fluid×Satgas其中，Gasqua为表征碳酸盐岩超压地层气体含量大小的参数，Fluid为流体的总量，Satgas为含气饱和度；Fluid通过叠前地震反演得到的弹性参数组合来计算，而Satgas通过计算地震频率衰减予以求取。6.根据权利要求5所述的碳酸盐岩超压空间分布特征的预测方法，其特征在于，碳酸盐岩地层保存条件的评价，具体表现为：盖层的厚度大以及断层、裂缝发育程度低；因此，所述子...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙炜，沃玉进，张殿伟，何治亮，孙冬胜，陈霞，徐美娥，卞昌蓉，卢颖忠，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11