初探井地层孔隙压力预测方法
第30卷第3期2002年6月
石 油 钻 探 技 术
PETROL EUM DR I LL I N G T ECHN I QU ES V o l . 30, N o. 3
Jun . , 2002
! 钻井与完井#
初探井地层孔隙压力预测方法
张传进
(中石化石油勘探开发研究院德州石油钻井研究所, 山东德州 253005)
摘 要:在初探井中, 能够反映地层分布、岩性、物性变化的资料只有地震层速度, 建立了利用地震层速度预测沙雅隆起地层孔隙压力的技术方法, 。
关键词:层速度; 初探井; 孔隙压力; 预测; 数学模型
中图分类号:T E 21 文献标识码:A 2() 0320013, , 并能有效地保护油气储层。在初探井设计和施工中, 由于可供参考的地层物理特性资料较少, 只有地震层速度可以参考。因此地震层速度预测地层孔隙压力准确性关系到探井的成功与否。
n 层, 各层的层速度是V i , 层的垂直高度h i , 各小层单层垂直传播时间t i =h i V i , i =1, 2, ……n 。
第一层至第n 层的均方根速度是:
V
2Ρ, n
=
∑V
i =1
n -1
n n n
i
2
i i
t
∑t =2∑V
i =1
i =1
n -1
n -1
i
2
i i
t t 0, n (2)
第一层至第n -1层的均方根速度是:
V
2
Ρ, n -1
1 地震层速度预处理
地震层速度资料是地层孔隙压力预测的最基础的资料, 其质量的好坏直接影响着预测结果的精度。为保证预测结果的可靠性, 一方面要选择质量好的速度谱, 另一方面要对速度谱作出合理的解释。111 单点DM P 处理
=
∑V
i =1
2
i i
t
∑t =2∑V
i =1
i =1
2
i i
t t 0, n -
1
(3)
层速度为:
V n =
2
(t 0, n V
Ρ, n
2
Ρ, n
-t 0, n -1V
2
Ρ, n -1) (t 0, n -t 0, n -1) (4)
Ρ, n -1
式中, V 为预测层位下界面的均方根速度; V
单点DM P 处理是利用地震的速度谱进行层速度分析的基础, 计算各反射层间的层速度, 来研究和预测高压地层和地层压力异常的变化趋势。
由速度谱计算层速度, 具体方法步骤如下:
1) 选取设计井位及附近地段的速度谱, 谱点数根据试验确定;
2) 从时间剖面上, 确定主要反射层, 从速度谱曲线中选取极值, 并读出相对应的时间值和速度值;
3) 考虑由速度谱得到的是迭加速度, 当地层产状呈水平时, 迭加速度等于均方根速度。然而在实际中, 地层往往是倾斜的或更为复杂, 因此, 在求取层速度前要做倾角校正, 即将倾斜地层的等效速度校正为水平地层的均方根速度, 其校正公式为[1]:
4L V Ρ=V Υ1-V Υ∃t 0
2
2
2
为预测层位上界面的均方根速度; t 0, n 为法线入射到达下界面的双程时间; t 0, n -1为法线入射到达上界面的双程时间。
112 多点DM P 处理
在地层孔隙压力预测中, 每条地震测线上有多个DM P 点, 即在预测点周围取若干张速度谱, 各自解释
速度, 将这些速度加权平均处理的到预测点附近的平均层速度值。这样处理才能比较真实地反映地层速度的变化, 此过程也就是多点DM P 处理, 其处理步骤如下:
1) 进行单点DM P 处理, 得出各自的层速度处理曲线;
2) 进行时深转换;
3) 进行等深度层速度插值处理;
收稿日期:2002201204
基金项目:国家重点科技项目([**************]) 部分成果论文作者简介:张传进(1965—) , 男, 安徽芦江人, 1986年毕业于成都地质学院探矿工程专业, 高级工程师。
联系电话:(0534) 2622554
(1)
式中, V Υ为倾斜地层的等效速度; ∃t 为倾角时差, 由时间剖面读取; L 为观察窗口。
4) 按迪克斯(D I X ) 公式计算相应层的层速度, 设
・14・石 油 钻 探 技 术 2002年6月
4) 根据预测井眼位置, 分析各条层速度曲线的权
值;
5) 进行数学叠加处理, 得出预测井眼加权处理后
下式计算孔隙压力。
P p =P o -P e
(8)
的层速度剖面。
2 地震层速度预测地层孔隙压力
211 预测原理
式中, P p 为地层孔隙压力; P o 为上覆岩层压力。该方法仅利用地震层速度资料, 因此使用起来比较方便。实践证明这种方法对泥岩为主的连续沉积的砂泥岩剖面适用性很好, 较传统的正常趋势线方法好。
地震波在地层中的传播速度与地层岩石的岩性、压实程度、埋藏深度以及地质时代等因素有关。一般情况下, 地震波的传播速度随地层的埋藏深度的加大而增加。地震波在地层介质中的传播速度与岩层埋藏深度、, 孔隙度成反比关系, 此, 212 [2]
影响多孔岩石纵波传播速度因素很多, 最主要的有岩性、孔隙度、垂直有效应力。Ph illi p s 和H an 等人依据大量的岩石样品试验数据分析提出了如下纵波在多孔岩石中的传播速度经验模型:
(-P C )
V p =V 0-A
(5)
3 现场应用
, 。在完井后利用测井资料建立了实际地(见表1) 。通过与实测资料对比, 其地震层速度计算的地层孔隙压力误差在10%以内, 达到了钻井工程中预测地层压力的目的。因此, 利用地震层速度在初探井预测地层孔隙压力的方法是可行的, 并能满足钻井工程需要。
表1 地震层速度预测孔隙压力对比
地层测试测井资料地震层速度
井
名井深 压力
m M Pa 压力系数计算值 误差, %计算值 误差, %
40
[1**********]5
[***********]96
[***********]20
[**************]63
[**************]
[***********]40
[1**********]0
式中, V 0为岩石骨架的速度, 与岩石的矿物组
分颗粒大小有关;
改变式(5) 的形式, 可以得到一个计算地层孔隙压力简单的模型。
假设岩性一定且为泥岩。泥岩的孔隙度与有效应力存在以下关系:
(6)
式中, b 为参数;
将孔隙度方程代入速度模型, 可得:
-dP
V p =a +kP e -be e
(7)
[**************]0
4 结 论
1) 地震层速度的预处理是初探井地层孔隙压力
预测的关键步骤之一。
2) 压力预测模型的选择, 是准确进行压力预测的的基础。
3) 通过在现场应用, 证明该方法在初探井设计和施工中是可行的, 能够满足钻井工程需要。
参 考 文 献
1 朱广生1地震资料储层预测方法[M ]1北京:石油工业出版社, 19952 常志远, 赵新庆, 张传进, 等1沙雅隆起深探井地质环境因素研究
[J ]1石油钻探技术, 1999, 27(2) :4～6
式中, a , k , b , d 为经验系数。
对于泥岩地层, 在a , k , b , d 确定的情况下, 已知声波速度, 由式(7) 可以反求有效应力P e , 然后由
Pred iction of Forma tion Pore Pressure i n W ild Ca tW ells
Zhang Chuan j i n
(D ez hou P etroleum D rilling R esearch Institu te , S inop ec E xp loration &D evelopm ent R esearch Institu te , D ez hou , S hand ong , 253005, Ch ina )
Abstract :O n ly seis m ic velocity can revetal the fo r m ati on litho logy , stratigrap h ic ho rizon in the w ild cat w ells . T he m ethods of p redicti on of fo r m ati on po re p ressu re in Shaya su rrectic structu re are founded by u se of seis m ic velocity . T h is m ethod has an i m po rtan t m ean ing to w ild cat w ell drilling .
Key words :in terval velocity ; w ild cat w ell ; po re p ressu re ; p redicti on ; m athem atical m odel