本發(fā)明涉及地質(zhì)勘探領(lǐng)域，并且更具體地，涉及一種裂縫型沉積儲(chǔ)層超壓預(yù)測(cè)方法、裝置及計(jì)算機(jī)設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、許多沉積盆地油氣的儲(chǔ)集和運(yùn)移與地層壓力系統(tǒng)密切相關(guān)，異常高壓可能造成井噴、井壁失穩(wěn)、井眼沖蝕和鉆井液循環(huán)漏失等多種工程安全問(wèn)題；同時(shí)，地層孔隙壓力作為自然產(chǎn)能對(duì)常規(guī)和非常規(guī)油氣開(kāi)發(fā)有重要影響，也是儲(chǔ)層建模和油氣藏?cái)?shù)值模擬和甜點(diǎn)預(yù)測(cè)的重要參數(shù)。以往常用的孔隙壓力預(yù)測(cè)方法有：利用孔隙度和聲波測(cè)井資料的等效深度法；利用聲波和電阻率測(cè)井資料的eaton公式法；利用地震層速度的fillippone公式法；通過(guò)建立聲波速度-孔隙度-泥質(zhì)含量-terzaghi有效應(yīng)力等參數(shù)之間經(jīng)驗(yàn)關(guān)系的eberhart-phillips模型和bowers模型，以及在此基礎(chǔ)上衍生的一些改進(jìn)方法，上述方法都是針對(duì)特定超壓成因碎屑巖地層的地層壓力預(yù)測(cè)方法。而對(duì)于致密非均質(zhì)性強(qiáng)的碳酸鹽巖、致密砂巖地層等非均質(zhì)裂縫型儲(chǔ)層，難以找到反映terzaghi有效應(yīng)力變化的測(cè)井、地震響應(yīng)參數(shù)，超壓成因混合復(fù)雜的沉積儲(chǔ)層孔隙壓力預(yù)測(cè)成為國(guó)內(nèi)外尚未解決的難題和前沿性問(wèn)題。大多數(shù)沉積儲(chǔ)層超壓成因往往是多樣性的，大多存在多種類型巖性和超壓成因的疊加，以往超壓預(yù)測(cè)方法主要是針對(duì)同一巖石類型；另外，對(duì)于裂縫性儲(chǔ)層其孔隙空間的分布往往是非均質(zhì)的，存在的裂縫各向異性問(wèn)題是現(xiàn)有孔隙壓力預(yù)測(cè)方法無(wú)法考慮的，進(jìn)而影響孔隙壓力預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性的重要因素。因此，當(dāng)前缺乏一種能適應(yīng)多種巖石類型(碎屑巖、碳酸鹽巖)且考慮裂縫各向異性的沉積儲(chǔ)層超壓預(yù)測(cè)方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明針對(duì)目前裂縫型沉積儲(chǔ)層(多巖石類型)孔隙壓力預(yù)測(cè)這一難點(diǎn)問(wèn)題，提出一種裂縫型沉積儲(chǔ)層超壓預(yù)測(cè)方法，一定程度上解決了大多數(shù)裂縫型沉積儲(chǔ)層壓力預(yù)測(cè)，此方法適用地層類型廣，且能通過(guò)求取裂縫各向異性關(guān)鍵參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)裂縫沉積儲(chǔ)層孔隙壓力，具有一定的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。

2、為了解決上述技術(shù)問(wèn)題或?qū)崿F(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下具體技術(shù)方案：

3、根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種裂縫型沉積儲(chǔ)層超壓預(yù)測(cè)方法，包括以下步驟：

4、1)根據(jù)沉積儲(chǔ)層測(cè)井綜合解釋模型，利用測(cè)井資料對(duì)待預(yù)測(cè)沉積儲(chǔ)層的基礎(chǔ)物性參數(shù)進(jìn)行解釋，獲得待預(yù)測(cè)沉積儲(chǔ)層的基礎(chǔ)物性參數(shù)；

5、2)基于待預(yù)測(cè)沉積儲(chǔ)層的基礎(chǔ)物性參數(shù)，采用voigt-reuss-hill平均模量模型計(jì)算得到待預(yù)測(cè)沉積儲(chǔ)層的巖石基質(zhì)體積模量ks，并采用wood模型或者patchy模型計(jì)算得到待預(yù)測(cè)沉積儲(chǔ)層的孔隙流體體積模量kf；

6、3)基于巖心觀察統(tǒng)計(jì)和巖石電成像測(cè)井解釋成果數(shù)據(jù)獲取裂縫的裂縫角度平均值和裂縫的初步裂縫縱橫比β0；

7、4)設(shè)置隨機(jī)的裂縫孔隙縱橫比β，并將裂縫孔隙縱橫比β的初始值設(shè)置為等于初步裂縫縱橫比β0；

8、5)將基于裂縫hudson等效介質(zhì)理論的孔隙縱橫比為β的空的裂縫孔隙加入到巖石基質(zhì)中，得到沉積儲(chǔ)層巖石骨架體積模量kd；

9、6)根據(jù)巖石基質(zhì)體積模量ks、孔隙流體體積模量kf、巖石骨架體積模量kd以及基礎(chǔ)物性參數(shù)，采用gassmann方程計(jì)算得到沉積儲(chǔ)層縱波速度vp-c；

10、7)將計(jì)算得到的沉積儲(chǔ)層縱波速度vp-c與測(cè)井實(shí)際縱波速度vp-m進(jìn)行比較，并在兩個(gè)速度差值的絕對(duì)值與測(cè)井實(shí)際縱波速度vp-m的比值小于閾值的情況下確定符合達(dá)標(biāo)條件并確定此時(shí)的裂縫孔隙縱橫比β和巖石骨架體積模量kd為求得的目標(biāo)值，否則，重復(fù)步驟4)-6)直至得到符合達(dá)標(biāo)條件的沉積儲(chǔ)層裂縫孔隙縱橫比β和巖石骨架體積模量kd；

11、8)根據(jù)基礎(chǔ)物性參數(shù)、巖石基質(zhì)體積模量ks、孔隙流體體積模量kf和得到的符合達(dá)標(biāo)條件的巖石骨架體積模量kd并基于對(duì)壓力預(yù)測(cè)模型的多孔彈性力學(xué)理論修正，計(jì)算得到代表孔隙壓力大小變化的復(fù)合彈性模量組合項(xiàng)a；

12、9)通過(guò)引入校正系數(shù)γ的方法得到改進(jìn)的基于多孔彈性力學(xué)理論的沉積儲(chǔ)層孔隙壓力預(yù)測(cè)模型，并基于鉆井實(shí)測(cè)孔隙壓力系數(shù)對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行校正得到校正系數(shù)γ；

13、10)利用校正系數(shù)γ，采用改進(jìn)的基于多孔彈性力學(xué)理論的沉積儲(chǔ)層孔隙壓力預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)同地區(qū)其它鉆井孔隙壓力。

14、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在步驟1)中，基礎(chǔ)物性參數(shù)包括待預(yù)測(cè)沉積儲(chǔ)層的各礦物組成體積含量vi、待預(yù)測(cè)沉積儲(chǔ)層的巖石孔洞孔隙度φb、待預(yù)測(cè)沉積儲(chǔ)層的巖石裂縫孔隙度φf(shuō)和待預(yù)測(cè)沉積儲(chǔ)層的流體混合物各組分的體積百分?jǐn)?shù)xj。

15、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在步驟2)中，根據(jù)待預(yù)測(cè)沉積儲(chǔ)層的各礦物組成體積含量vi，采用voigt-reuss-hill平均模量模型，計(jì)算待預(yù)測(cè)沉積儲(chǔ)層的巖石基質(zhì)體積模量ks。

16、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，ks的計(jì)算公式如下：

17、

18、式中，mi是第i種礦物的彈性模量。

19、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在步驟2)中，根據(jù)待預(yù)測(cè)沉積儲(chǔ)層的流體混合物各組分的體積百分?jǐn)?shù)xj，采用wood模型或者patchy模型計(jì)算得到待預(yù)測(cè)沉積儲(chǔ)層的孔隙流體體積模量kf。

20、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，kf的計(jì)算公式如下：

21、

22、式中，ki是待預(yù)測(cè)沉積儲(chǔ)層中各混合物流體成分體積模量。

23、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在步驟4)中，0.01＜β＜0.1。

24、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在步驟6)中，根據(jù)巖石基質(zhì)體積模量ks、孔隙流體體積模量kf、巖石骨架體積模量kd以及巖石裂縫孔隙度φf(shuō)，采用gassmann方程計(jì)算得到沉積儲(chǔ)層縱波速度vp-c。

25、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在步驟7)中，閾值是5％。

26、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在步驟8)中，根據(jù)巖石孔洞孔隙度φb、巖石裂縫孔隙度φf(shuō)、巖石基質(zhì)體積模量ks、孔隙流體體積模量kf和得到的符合達(dá)標(biāo)條件的巖石骨架體積模量kd并基于對(duì)壓力預(yù)測(cè)模型的多孔彈性力學(xué)理論修正獲得如下計(jì)算復(fù)合彈性模量組合項(xiàng)a的公式：

27、

28、

29、式中，φ是巖石總孔隙度，φ＝φb+φf(shuō)；pp是孔隙壓力；σv是上覆覆荷應(yīng)力；σt為區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力增量；k和z是孔隙壓力與復(fù)合彈性模量組合項(xiàng)線性關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)。

30、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，σv通過(guò)測(cè)井密度計(jì)算獲得，σv＝ρgh，式中ρ是測(cè)井密度，h是深度；σt通過(guò)地區(qū)實(shí)測(cè)地應(yīng)力數(shù)據(jù)獲得。

31、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在步驟9)中，校正系數(shù)γ的求取過(guò)程包括以下步驟：

32、9.1)基于公式(3-2)中孔隙壓力與復(fù)合彈性模量組合項(xiàng)的線性關(guān)系，確定最大最小孔隙壓力條件假設(shè)，即滿足：

33、

34、式中，ppmax和ppmin分別是最大孔隙壓力和最小孔隙壓力；amax和amin分別是最大復(fù)合彈性模量組合項(xiàng)和最小復(fù)合彈性模量組合項(xiàng)；

35、9.2)假設(shè)最大孔隙壓力ppmax＝σv+σt，最小孔隙壓力ppmin＝ph，將公式(4)轉(zhuǎn)變?yōu)椋?/p>

36、

37、并通過(guò)如下公式計(jì)算地層孔隙壓力系數(shù)pg：

38、

39、式中，ph是靜水壓力并且通過(guò)地層深度計(jì)算獲得；

40、9.3)引入校正系數(shù)γ，得到改進(jìn)的基于多孔彈性力學(xué)理論的沉積儲(chǔ)層孔隙壓力系數(shù)預(yù)測(cè)模型：

41、

42、9.4)獲取鉆井實(shí)測(cè)孔隙壓力系數(shù)、實(shí)測(cè)壓力位置的復(fù)合彈性模量組合項(xiàng)a以及全部數(shù)據(jù)的最大值和最小值amax和amin，并帶入公式(7)中求得校正系數(shù)γ。

43、根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種裂縫型沉積儲(chǔ)層超壓預(yù)測(cè)裝置，包括：

44、第一模塊，該第一模塊配置為根據(jù)沉積儲(chǔ)層測(cè)井綜合解釋模型，利用測(cè)井資料對(duì)待預(yù)測(cè)沉積儲(chǔ)層的基礎(chǔ)物性參數(shù)進(jìn)行解釋，獲得待預(yù)測(cè)沉積儲(chǔ)層的基礎(chǔ)物性參數(shù)；

45、第二模塊，該第二模塊配置為基于待預(yù)測(cè)沉積儲(chǔ)層的基礎(chǔ)物性參數(shù)，采用voigt-reuss-hill平均模量模型計(jì)算得到待預(yù)測(cè)沉積儲(chǔ)層的巖石基質(zhì)體積模量ks，并采用wood模型或者patchy模型計(jì)算得到待預(yù)測(cè)沉積儲(chǔ)層的孔隙流體體積模量kf；

46、第三模塊，該第三模塊配置為基于巖心觀察統(tǒng)計(jì)和巖石電成像測(cè)井解釋成果數(shù)據(jù)獲取裂縫的裂縫角度平均值和裂縫的初步裂縫縱橫比β0；

47、第四模塊，該第四模塊配置為設(shè)置隨機(jī)的裂縫孔隙縱橫比β，并將裂縫孔隙縱橫比β的初始值設(shè)置為等于初步裂縫縱橫比β0，并且將基于裂縫hudson等效介質(zhì)理論的孔隙縱橫比為β的空的裂縫孔隙加入到巖石基質(zhì)中，得到沉積儲(chǔ)層巖石骨架體積模量kd；

48、第五模塊，該第五模塊配置為根據(jù)巖石基質(zhì)體積模量ks、孔隙流體體積模量kf、巖石骨架體積模量kd以及基礎(chǔ)物性參數(shù)，采用gassmann方程計(jì)算得到沉積儲(chǔ)層縱波速度vp-c，并且將計(jì)算得到的沉積儲(chǔ)層縱波速度vp-c與測(cè)井實(shí)際縱波速度vp-m進(jìn)行比較，并在兩個(gè)速度差值的絕對(duì)值與測(cè)井實(shí)際縱波速度vp-m的比值小于閾值的情況下確定符合達(dá)標(biāo)條件并確定此時(shí)的裂縫孔隙縱橫比β和巖石骨架體積模量kd為求得的目標(biāo)值，否則，重復(fù)計(jì)算直至得到符合達(dá)標(biāo)條件的沉積儲(chǔ)層裂縫孔隙縱橫比β和巖石骨架體積模量kd；

49、第六模塊，該第六模塊配置為根據(jù)基礎(chǔ)物性參數(shù)、巖石基質(zhì)體積模量ks、孔隙流體體積模量kf和得到的符合達(dá)標(biāo)條件的巖石骨架體積模量kd并基于對(duì)壓力預(yù)測(cè)模型的多孔彈性力學(xué)理論修正，計(jì)算得到代表孔隙壓力大小變化的復(fù)合彈性模量組合項(xiàng)a；

50、第七模塊，所述第七模塊配置為通過(guò)引入校正系數(shù)γ的方法得到改進(jìn)的基于多孔彈性力學(xué)理論的沉積儲(chǔ)層孔隙壓力預(yù)測(cè)模型，并基于鉆井實(shí)測(cè)孔隙壓力系數(shù)對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行校正得到校正系數(shù)γ；

51、第八模塊，該第八模塊配置為利用校正系數(shù)γ，采用改進(jìn)的基于多孔彈性力學(xué)理論的沉積儲(chǔ)層孔隙壓力預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)同地區(qū)其它鉆井孔隙壓力。

52、根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括：

53、至少一個(gè)處理器；以及

54、存儲(chǔ)器，該存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有可在處理器中運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，處理器執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序時(shí)執(zhí)行如上所述的裂縫型沉積儲(chǔ)層超壓預(yù)測(cè)方法。

55、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)：

56、本發(fā)明提出了一種裂縫型沉積儲(chǔ)層超壓預(yù)測(cè)方法，適用于幾乎所有沉積儲(chǔ)層，且考慮了裂縫各向異性的影響，是一種真正適應(yīng)多種巖石類型(碎屑巖、碳酸鹽巖)且考慮裂縫各向異性的沉積儲(chǔ)層超壓預(yù)測(cè)的通用方法。本發(fā)明有望在多種裂縫型沉積儲(chǔ)層孔隙壓力預(yù)測(cè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，在油氣勘探和評(píng)價(jià)上具有重要工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。