基于VSP资料的地层压力钻前预测方法及系统技术方案

公开了一种基于VSP资料的地层压力钻前预测方法及系统。该方法可以包括：根据零偏VSP资料，计算纵波速度；根据纵波速度，计算横波速度；根据纵波速度与横波速度，计算拉梅系数与剪切模量；根据拉梅系数、剪切模量与胡可定律，计算有效应力；根据上覆地层压力与有效应力，计算地层压力。本发明专利技术通过对已完钻井段进行VSP采集，基于VSP数据反演钻头前方目的层及可能存在的高压层的精确速度信息，提高目的层钻前压力预测精度，降低钻井风险。降低钻井风险。降低钻井风险。

【技术实现步骤摘要】
基于VSP资料的地层压力钻前预测方法及系统


[0001]本专利技术涉及油气地球物理勘探领域，更具体地，涉及一种基于VSP资料的地层压力钻前预测方法及系统。

技术介绍

[0002]异常地层压力是含油气盆地普遍存在的一种现象，与油气的生成、运移和聚集有密切的关系。研究地层压力的变化可以找出油气运移方向、富集特点以及油气压力与岩性变化特征等基本规律。异常地层压力尤其是异常高压直接关系到钻井、压裂安全，从而关系到人身、财产安全，关系到油气的勘探进程。在钻前做好异常压力预测，对于发现油气藏、设计合理的钻井液密度和井身结构、保障钻井安全、提高钻井成功率、降低钻井成本、保护油气层具有十分重要的意义。
[0003]钻前地层压力预测最常用的是地震资料，常规基于地震资料的地层压力预测方法，都是基于地震资料处理过程中获得的速度谱资料，利用经验公式(Fillippone法)开展钻前地层压力预测。这类方法存在以下问题：
①
地震压力预测方法理论依据不完善，方法是以压实概念为基础的，对于非压实成因，尤其是它源引起的超压预测不适用；
②
预测方法有局限性和多解性，所有方法的应用都是有假设前提的，且有经验性，另外，导致地震波速度下降(或倒转)的原因有多种，难于消去压力以外的其他因素；
③
地震速度的估算精度和地震分辨率有限。因此，有必要开发一种基于VSP资料的地层压力钻前预测方法及系统。
[0004]公开于本专利技术
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本专利技术的一般
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术提出了一种基于VSP资料的地层压力钻前预测方法及系统，其能够通过对已完钻井段进行VSP采集，基于VSP数据反演钻头前方目的层及可能存在的高压层的精确速度信息，提高目的层钻前压力预测精度，降低钻井风险。
[0006]根据本专利技术的一方面，提出了一种基于VSP资料的地层压力钻前预测方法。所述方法可以包括：根据零偏VSP资料，计算纵波速度；根据所述纵波速度，计算横波速度；根据所述纵波速度与所述横波速度，计算拉梅系数与剪切模量；根据所述拉梅系数、所述剪切模量与胡可定律，计算有效应力；根据上覆地层压力与所述有效应力，计算地层压力。
[0007]优选地，所述根据零偏VSP资料，计算纵波速度包括：根据零偏VSP资料提取初至波时间，获得时间-深度关系，计算地震波的所述纵波速度。
[0008]优选地，利用公式(1)计算所述纵波速度：
[0009][0010]其中，V
p
为纵波速度，H
i
为从井口地面高程起算的深度，T
i
为从井口地面起算的初至时间，X为偏移距，i为VSP垂直方向采样点。
[0011]优选地，通过公式(2)计算所述拉梅系数：
[0012][0013]通过公式(3)计算所述剪切模量：
[0014][0015]其中，λ为拉梅系数，ρ为密度。
[0016]优选地，通过公式(4)计算所述有效应力：
[0017][0018]其中，σ为有效应力，ε为弹性应变，
△
D为压实造成的埋地层厚度变化，D为埋地层厚度。
[0019]优选地，通过公式(5)计算所述地层压力：
[0020]P
f
＝P
OV-σ
ꢀꢀ
(5)
[0021]其中，P
f
为地层压力，P
OV
为上覆地层压力。
[0022]根据本专利技术的另一方面，提出了一种基于VSP资料的地层压力钻前预测系统，其特征在于，该系统包括：存储器，存储有计算机可执行指令；处理器，所述处理器运行所述存储器中的计算机可执行指令，执行以下步骤：根据零偏VSP资料，计算纵波速度；根据所述纵波速度，计算横波速度；根据所述纵波速度与所述横波速度，计算拉梅系数与剪切模量；根据所述拉梅系数、所述剪切模量与胡可定律，计算有效应力；根据上覆地层压力与所述有效应力，计算地层压力。
[0023]优选地，所述根据零偏VSP资料，计算纵波速度包括：根据零偏VSP资料提取初至波时间，获得时间-深度关系，计算地震波的所述纵波速度。
[0024]优选地，利用公式(1)计算所述纵波速度：
[0025][0026]其中，V
p
为纵波速度，H
i
为从井口地面高程起算的深度，T
i
为从井口地面起算的初至时间，X为偏移距，i为VSP垂直方向采样点。
[0027]优选地，通过公式(2)计算所述拉梅系数：
[0028][0029]通过公式(3)计算所述剪切模量：
[0030][0031]其中，λ为拉梅系数，ρ为密度。
[0032]优选地，通过公式(4)计算所述有效应力：
[0033][0034]其中，σ为有效应力，ε为弹性应变，
△
D为压实造成的埋地层厚度变化，D为埋地层厚度。
[0035]优选地，通过公式(5)计算所述地层压力：
[0036]P
f
＝P
OV-σ
ꢀꢀ
(5)
[0037]其中，P
f
为地层压力，P
OV
为上覆地层压力。
[0038]本专利技术的方法和装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本专利技术的特定原理。
附图说明
[0039]通过结合附图对本专利技术示例性实施例进行更详细的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本专利技术示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。
[0040]图1示出了根据本专利技术的基于VSP资料的地层压力钻前预测方法的步骤的流程图。
[0041]图2a和图2b分别示出了根据本专利技术的一个实施例的基于VSP资料反演与测井实测的纵波速度以及基于VSP资料反演与测井实测的横波速度的对比图。
[0042]图3a和图3b分别示出了根据本专利技术的一个实施例的基于VSP预测纵横波速度预测下覆未钻膏岩层地层压力的示意图。
具体实施方式
[0043]下面将参照附图更详细地描述本专利技术。虽然附图中显示了本专利技术的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本专利技术更加透彻和完整，并且能够将本专利技术的范围完整地传达给本领域的技术人员。
[0044]图1示出了根据本专利技术的基于VSP资料的地层压力钻前预测方法的步骤的流程图。
[0045]在该实施例中，根据本专利技术的基于VSP资料的地层压力钻前预测方法可以包括：步骤101，根据零偏VSP资料，计算纵波速度；步骤1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于VSP资料的地层压力钻前预测方法，其特征在于，包括：根据零偏VSP资料，计算纵波速度；根据所述纵波速度，计算横波速度；根据所述纵波速度与所述横波速度，计算拉梅系数与剪切模量；根据所述拉梅系数、所述剪切模量与胡可定律，计算有效应力；根据上覆地层压力与所述有效应力，计算地层压力。2.根据权利要求1所述的基于VSP资料的地层压力钻前预测方法，其中，所述根据零偏VSP资料，计算纵波速度包括：根据零偏VSP资料提取初至波时间，获得时间-深度关系，计算地震波的所述纵波速度。3.根据权利要求1所述的基于VSP资料的地层压力钻前预测方法，其中，利用公式(1)计算所述纵波速度：其中，V
p
为纵波速度，H
i
为从井口地面高程起算的深度，T
i
为从井口地面起算的初至时间，X为偏移距，i为VSP垂直方向采样点。4.根据权利要求1所述的基于VSP资料的地层压力钻前预测方法，其中，通过公式(2)计算所述拉梅系数：通过公式(3)计算所述剪切模量：其中，λ为拉梅系数，ρ为岩石体密度。5.根据权利要求1所述的基于VSP资料的地层压力钻前预测方法，其中，通过公式(4)计算所述有效应力：其中，σ为有效应力，ε为弹性应变，
△
D为压实造成的埋地层厚度变化，D为埋地层厚度。6.根据权利要求1所述的基于VSP资料的地层压力钻前预测方法，其中，通过公式(5)计算所述地层压力：P
f
＝P
OV-σ
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ

【专利技术属性】
技术研发人员：胡华锋，纪永祯，林正良，杨丽，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油物探技术研究院，
类型：发明
国别省市：