地层压力预测方法(DOC)

地震地层压力预测

摘要

目前，地震地层压力预测方法归纳起来可以分为图解法和公式计算法两大类10余种。本文对各种地震地层压力预测方法进行了系统地归纳和总结，并对各种方法的特点、适用性以及存在的问题进行分析和讨论.在此基础上，就如何提高压力预测的精度，提出了一种简单适用的改进措施，经J1.K地区的实测资料的验证，效果良好。

主题词地层压力地震预测正常压实异常压实

引言

众所周知，油气层的压力是油气层能量的反映，是推动油气在油层中流动的动力，是油气层的“灵魂”。因此，在石油和天然气的勘探开发中，研究油气层的压力具有十分重要的意义。

首先，在油气田勘探中，研究油气层压力特别是油气层异常压力的分布，以及预测和控制油气层压力的方法，不仅可以保证安全快速地钻进，而且可以正确地设计泥浆比重和工程套管程序;同时也可以帮助选择钻井设备类型和有效安全正确的完井方法等。这些都直接关系到钻井的成功率以及油气田的勘探速度等问题。其次，在油气田开发过程中，准确的压力预测以及认真而系统的油气层压力分布规律的研究，不仅可以帮助我们认识和发现新的油气层，而且对于了解地下油气层能量、控制油气层压力的变化，并合理地利用油气层能量最大限度地采出地下油气均具有十分重要的意义。

多少年来，人们在异常地层压力(这里主要指异常高压或超压)预测方面进行了种种尝试，然而直到本世纪70年代以来，随着岩石物理研究的不断深人以及地震技术的不断提高，才真正使得地层压力的地震预测成为现实。

对于异常高压地层，一般表现为高孔隙率、低密度、低速度、低电阻率等特点，因此，凡是可以反映这些特点的各种地球物理方法均可用于检测地层压力。但是，由于各种测井方法均为“事后”技术，这就使得在初探区内利用地震方法进行钻前预测显得尤为重要。与此同时，地震地层压力预测还可以提供较测井方法更为丰富的空间压力分布信息。

利用地震资料进行地层压力预测，主要是利用了超压层的低速特点，因为在正常情况下，速度随深度的增加而增加，当出现超压带时，将伴随出现层速度的降低。可见，取准层速度资料是预测地层压力的关键之一，而选择合适的地层压力预测方法同样是一个十分重要的环节。

到目前为止，地震地层压力预测的方法名目繁多，但就总体而言，大致可分为图解法和公式计算法两大类。本文将对各种地震地层压力预测方法的内容、特点、应用效果以及存在的问题等作一系统全面的叙述。在前人研究工作的基础上，就如何提高地震地层压力预测的精度，本文提出一种简单而实用的改进措施，经JLK(吉拉克)地区实际资料的计算，效果良好。

地震地层压力预测方法综述

图解法

在所有地震地层压力预测方法中，最为直观简便的方法莫过于图解法了。按照判定超压层方式的不同，又可细分为等效深度图解法、比值法和量板法三种。

等效深度图解法

等效深度图解法(或可形象地称之为直接趋势线判别法)是以页岩压实概念为基础

的一种传统预测方法。当依据页岩层段数据点建立了正常压实趋势线之后，利用实测速度值

对正常趋势线的偏离便可直接测出高压异常的存在，以及异常高压地层的顶面埋深值。一般地，当地层为正常压实时，实测的层速度v i将等于理论层速度v n(或称正常压实层速度)，即v i ≈v n;当地层为过压实时，有v i>v n;当地层为欠压实时，有v i

比值法或差值法

这种方法是由意大利通用石油公司的P. Bellotti等人于1987年首次提出的。它是根据实测地层速度值v i和相应层段的页岩正常压实速度值v n之比或差值来判定超压层空间位置的一种预侧方法。究其实质，该法实际上是等效深度法的一个变形。它与等效深度法具有同样的观测效果，而且同样需要预先获得大套岩性信息以克服多解性。

当v i和v n为已知时，利用下式便可求得相应的比值R或差值△，有对于从浅层到深层的不同计算点，我们可以通过计算得到一条随深度变化的R曲线或

△曲线，其图形解释遵循如下规律:

若R≈1(或△≈0)，地层为正常压实页岩或高压实的碳酸盐岩;若R>1(或△>0)，地层为过压实页岩、碳酸盐岩或浅层胶结地层;若R<1 <或△<0)，地层为高孔隙率的岩石(如砂岩)或异常压力地层，即超压层。

关于上述两种方法的具体实例见文献1。

量板法

量板法实质上是一种地质统计判别法。所谓量板实际上是根据大量已知数据建立的压力梯度(或当量泥浆比重)与声波时差差值(或比值)的交会图，如图1左所示。当然也可以利用已知地层压力梯度值(或当量泥浆比重值)对声波时差进行标定来编制计算图板，如图1右所示，它是一组与正常压实趋势线相平行的线。

图1地展地层压力预测量板实例

在获得第一种计算量板和相应研究区的正常压实趋势线时，利用地震反演的速度值或时差值便可求得相对于正常压实速度的差值或比值，然后，借助于量板便可得到相应的压力值。对于第二种量板，实用中一般将其绘制在透明的半对数坐标纸上，并将其覆盖于由地震反演得到的与量板具有相同比例尺的时差一深度曲线上，然后按计算点落在量板中的位置，由量板直接读出其相应的压力梯度值或当量泥浆比重值，进而求得地层压力的估算值。相比之下，人们更偏爱第一种量板。

需要说明的是，量板法虽然可以实现地层压力的定量计算，但准确的量板的建立往往需要大量的已知钻井资料，这对于无井或少井的初探区是不适用的。然而，对于高成熟探区，由于井资料较多，建立相应的压力计算量板就容易得多，这对于我们进行储层压力预测或控制无疑是最为直接而有效的方法。

公式计算法

从前面的叙述中已经看到，图解法虽然直观简便，但主要用于地层压力的定性预测。量板法虽然可以实现地层压力的定量估算，但对超压层预测来说则是一种“事后”技术。因此，在一定假设条件下利用所得到的各种经验公式来定量估算初探区的地层压力就显得尤为重要了。

压实平衡方程法

在地层封闭条件下，上覆地层压力是由组成岩石的颗粒质点和孔隙中的流体共同承担的，也就是说，当地层不被破坏时，上覆地层压力、地层孔隙流体压力及地层压力、以及岩石骨架应力三者之间始终保持着力的平衡，用公式表示为

（1）式中：P ov为上覆地层压力；P f为孔隙流体压力；P c为岩石骨架应力。根据此方程只要求出其中任意两个量，便可确定第三个量。

当按照压实平衡方程求取地层压力时，需要事先确定上覆地层压力P ov和岩石骨架