精細壓力預(yù)測技術(shù)研究

蔣 涔， 劉 苗

精細壓力預(yù)測技術(shù)研究

蔣 涔， 劉 苗

（中國石油化工股份有限公司上海海洋油氣分公司勘探開發(fā)研究院，上海 200120）

異常高壓的存在不利于鉆井施工安全、人身安全及財產(chǎn)保障，進而關(guān)系到油氣勘探進程，但同時其存在有可能使得深層儲層保持較高孔隙度，有利于油氣的運移聚集。因此，準確的鉆前壓力預(yù)測結(jié)果對于發(fā)現(xiàn)油氣藏、保障鉆井安全、保護油氣層具有十分重要的意義。常規(guī)方法預(yù)測異常高壓多采用地震層速度或已鉆井測井曲線進行分析，僅用地震層速度導致縱向分辨率不足，而僅用已鉆井測井曲線無法兼顧橫向壓力預(yù)測的要求。此文針對常規(guī)壓力預(yù)測中存在的不足，以已鉆井壓力測試數(shù)據(jù)為質(zhì)量控制條件，以精細構(gòu)造層位為框架，利用地震數(shù)據(jù)、層速度和已鉆井測井數(shù)據(jù)進行約束反演，在多參數(shù)約束下依據(jù)已鉆井壓力計算參數(shù)和地質(zhì)信息將反演得到的速度體轉(zhuǎn)換為壓力體。該方法已成功應(yīng)用于實際生產(chǎn)。經(jīng)B1井鉆后實測壓力數(shù)據(jù)結(jié)果的比較，吻合較好。

異常高壓；地層壓力預(yù)測；反演；Eaton法

異常高壓的準確預(yù)測不僅有助于保障鉆井施工安全，同時還有助于尋找深層高孔優(yōu)質(zhì)儲層。常規(guī)壓力預(yù)測方法大多利用地震層速度或者已鉆井資料作為預(yù)測基礎(chǔ)。地震層速度數(shù)據(jù)預(yù)測地層壓力會存在縱向分辨率不足、拾取速度譜所造成的人為影響以及采用單一數(shù)據(jù)預(yù)測結(jié)果約束不足的問題。雖然已鉆井資料縱向上分辨率較高，可供鄰區(qū)內(nèi)待鉆井壓力預(yù)測時參考，但是由于構(gòu)造、斷層、巖性等因素的影響，平面預(yù)測存在不足[1-2]。

本文用實際壓力測試數(shù)據(jù)作為質(zhì)控條件，以已鉆井的井點壓力計算結(jié)果及參數(shù)作為待鉆井的預(yù)測參數(shù)，將井約束反演得到的速度體轉(zhuǎn)換為壓力數(shù)據(jù)體。該方法綜合利用多種數(shù)據(jù)源（測井數(shù)據(jù)、地震數(shù)據(jù)體、地震層速度體、地質(zhì)信息、測試資料）共同約束分析預(yù)測，提高了壓力預(yù)測精度，并為無井區(qū)壓力預(yù)測提供了技術(shù)支撐。

1 方法思路

結(jié)合目前常規(guī)壓力預(yù)測方法所存在的問題以及異常高孔隙壓力時地球物理參數(shù)表現(xiàn)的高聲波時差、低密度、低電阻率、低縱波阻抗的特征，本文將構(gòu)造解釋成果、地震資料（包括速度數(shù)據(jù)、地震反演數(shù)據(jù)）、測井資料、測試數(shù)據(jù)（MDT）和實鉆資料等進行綜合分析（圖1）。

首先從已鉆井點開始分析，計算地區(qū)地層壓實系數(shù)、上覆地層壓力及靜水壓力，采用Eaton法計算已鉆井處地層壓力數(shù)據(jù)，并與實際測試數(shù)據(jù)（MDT）進行相對誤差分析和質(zhì)量控制；其次構(gòu)建精細地層模型框架，將層速度信息作為低頻約束條件，進行井約束下的縱波阻抗反演，獲取反演速度體資料，以測井壓力預(yù)測結(jié)果及壓力實測資料為約束，通過Eaton公式將速度體轉(zhuǎn)換成壓力數(shù)據(jù)體。

圖1 多參數(shù)約束壓力預(yù)測流程

2 方法應(yīng)用

首先利用已收集鉆井資料，按照前述流程，計算地層壓實系數(shù)、靜水壓力及上覆地層壓力[3-5]。

地層壓實系數(shù)公式為：

式中：Δt0為深度等于零時的聲波時差；D為深度；Δt為測井聲波時差；C為地層正常壓實系數(shù)。

據(jù)此建立的正常壓實趨勢線，其斜率值即C值見表1。

靜水壓力梯度公式為：

表1 各層段正常壓實系數(shù)及Eaton系數(shù)

上覆地層壓力梯度公式為：

式中：Goi為一定深度上覆巖層壓力梯度，Pa/m；dw為海水密度，kg/m3；hw為海水深度，m； d0為上部無密度測井地層段平均密度，kg/ m3；h0為上部無密度測井地層段厚度，m；dbi為一定深度的密度散點數(shù)據(jù)，kg/m3；Δh為深度間隔，m；ρ為孔隙流體密度，kg/m3；g為重力加速度；z為深度，m；Ph為靜水壓力，Pa 。

Eaton公式為：

式中：Gp為地層壓力梯度，Pa/m；Δtn為正常趨勢線上的聲波時差值；Δtc為實際的聲波時差值（圖2）。

圖2 Eaton法井點壓力預(yù)測結(jié)果

圖2中黑色曲線為Eaton法預(yù)測的地層壓力，淺藍色的點為實測MDT數(shù)據(jù)?？梢钥吹?，預(yù)測結(jié)果與實測數(shù)據(jù)的吻合度較高，相對誤差小于4%。

通過已鉆井確定區(qū)域壓力預(yù)測參數(shù)，對層速度數(shù)據(jù)進行異常值校正和構(gòu)建低頻約束，在精細地層框架及已鉆井的約束下反演得到速度體，再用Eaton公式將速度體轉(zhuǎn)換成壓力數(shù)據(jù)體（圖3）。從井點壓力值與壓力體對比可以看到，兩者吻合程度較好。圖4可以看出，不同顏色的曲線是A1~A7井預(yù)測的壓力系數(shù)，對應(yīng)顏色的點是實測壓力點，吻合度均較好。

為了驗證該方法預(yù)測結(jié)果的可靠性，在本區(qū)新鉆B1井開鉆前，用已得到的壓力數(shù)據(jù)體對深部目的層進行鉆前壓力預(yù)測（圖4）。圖中紅色曲線為B1井鉆前壓力預(yù)測曲線，顯示深層存在高壓，主力目的層壓力系數(shù)大于1.8。在完鉆以后該井進行了MDT測試，圖中紅色點是實測MDT測試點。從鉆前預(yù)測的壓力和完鉆后實測MDT數(shù)據(jù)對比可以看出，該方法計算的壓力數(shù)據(jù)體精度較高，能夠滿足生產(chǎn)中壓力預(yù)測工作的要求（表2）。

3 結(jié)論

針對常規(guī)壓力預(yù)測方法存在的不足，以測井壓力數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，結(jié)合地質(zhì)資料、測試數(shù)據(jù)、地震速度等共同約束反演，得到了精細壓力體的多參數(shù)預(yù)測流程。運用該壓力預(yù)測方法能得到未鉆井點壓力預(yù)測曲線，提高壓力預(yù)測的可靠性，彌補平面壓力預(yù)測的不足，為鉆井安全提供保障。同時，可以利用壓力體尋找壓力異常帶，依據(jù)已鉆井異常高壓與優(yōu)質(zhì)儲層的相互關(guān)系尋找優(yōu)質(zhì)儲層。

圖3 過多井Eaton公式計算壓力剖面圖

表2 B1井實測/預(yù)測壓力系數(shù)對比

[1]連太煒，樊洪海，于玲玲. 測井約束地震反演在地層孔隙壓力預(yù)測中的應(yīng)用[J]. 西部探礦工程，2009，21（6）：64-65.

[2]管紅. 井約束地震反演預(yù)測地層壓力的方法——以渤海灣盆地某凹陷為例[J]. 天然氣地球科學，2008，19（2）：276-279.

[3]趙煥欣，高祝軍. 用聲波時差預(yù)測地層壓力的方法[J]. 石油勘探與開發(fā)，1995，22（2）：80-85.

[4]陳學國. 三維地層壓力預(yù)測方法及應(yīng)用研究[J]. 石油鉆探技術(shù)，2005，33（3）：13-15.

[5]樊洪海，張傳進. 上覆巖層壓力梯度合理計算及擬合方法[J].石油鉆探技術(shù)，2002，30（6）：6-8.

Study about the Technology for Fine Prediction of Formation Pressure

JIANG Cen, LIU Miao
（Institute of Exploration and Development, SINOPEC Shanghai Offshore Oil & Gas Company, Shanghai 200120, China）

The abnormal high pressure might unfavorable for drilling safety， personal safety and property safety， and might influence the process of sequential hydrocarbon exploration. However, the abnormal high pressure might preserve the porosity in deep reservoirs， being favorable for hydrocarbon migration and accumulation. Therefore， it is very significant to forecast accurately the pre-drilling formation pressure for discovery of hydrocarbon reservoir, guarantee of drilling safety and protection of reservoir formation. The forecast of abnormal high pressure is usually conducted with the method of the interval velocity or logging data. If only the interval velocity is used in pressure prediction, the vertical seismic resolution will not be high enough. If only logging data is used in pressure prediction, the requirements for forecast of horizontal pressure could not be reached. To overcome the shortcomings of conventional forecast method， using MDT as quality controlling conditions， with fine structural horizon data as frameworks， restricted inversion has been conducted by using the seismic data, the interval velocity and logging data. Through constrains with multiparameters ， based on and pressure parameters from the drilled wells and geological information， the velocity volume finally obtained through inversion is used to calculate pressure volume. The new method has been used to actual production. The final prediction result is matched well with the actually measured pressure data from well B1 after drilling.

Overpressure; formation pressure prediction; inversion; Eaton method

P631.1+4

A DOI:10.3969/j.issn.1008-2336.2016.03.026

1008-2336（2016）03-0026-04

2016-04-07；改回日期：2016-05-03

蔣涔，男，1983年生，2010年畢業(yè)于成都理工大學地球探測與信息技術(shù)專業(yè)，主要從事儲層預(yù)測工作。

E-mail：jiangcen.shhy@sinopec.com。