蔣 涔， 劉 苗

精細(xì)壓力預(yù)測(cè)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(cái)產(chǎn)保障，進(jìn)而關(guān)系到油氣勘探進(jìn)程，但同時(shí)其存在有可能使得深層儲(chǔ)層保持較高孔隙度，有利于油氣的運(yùn)移聚集。因此，準(zhǔn)確的鉆前壓力預(yù)測(cè)結(jié)果對(duì)于發(fā)現(xiàn)油氣藏、保障鉆井安全、保護(hù)油氣層具有十分重要的意義。常規(guī)方法預(yù)測(cè)異常高壓多采用地震層速度或已鉆井測(cè)井曲線進(jìn)行分析，僅用地震層速度導(dǎo)致縱向分辨率不足，而僅用已鉆井測(cè)井曲線無法兼顧橫向壓力預(yù)測(cè)的要求。此文針對(duì)常規(guī)壓力預(yù)測(cè)中存在的不足，以已鉆井壓力測(cè)試數(shù)據(jù)為質(zhì)量控制條件，以精細(xì)構(gòu)造層位為框架，利用地震數(shù)據(jù)、層速度和已鉆井測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行約束反演，在多參數(shù)約束下依據(jù)已鉆井壓力計(jì)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(shí)際生產(chǎn)。經(jīng)B1井鉆后實(shí)測(cè)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(cè)；反演；Eaton法

異常高壓的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)不僅有助于保障鉆井施工安全，同時(shí)還有助于尋找深層高孔優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層。常規(guī)壓力預(yù)測(cè)方法大多利用地震層速度或者已鉆井資料作為預(yù)測(cè)基礎(chǔ)。地震層速度數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)地層壓力會(huì)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(cè)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(cè)時(shí)參考，但是由于構(gòu)造、斷層、巖性等因素的影響，平面預(yù)測(cè)存在不足[1-2]。

本文用實(shí)際壓力測(cè)試數(shù)據(jù)作為質(zhì)控條件，以已鉆井的井點(diǎn)壓力計(jì)算結(jié)果及參數(shù)作為待鉆井的預(yù)測(cè)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(cè)井?dāng)?shù)據(jù)、地震數(shù)據(jù)體、地震層速度體、地質(zhì)信息、測(cè)試資料）共同約束分析預(yù)測(cè)，提高了壓力預(yù)測(cè)精度，并為無井區(qū)壓力預(yù)測(cè)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(cè)方法所存在的問題以及異常高孔隙壓力時(shí)地球物理參數(shù)表現(xiàn)的高聲波時(shí)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(cè)井資料、測(cè)試數(shù)據(jù)（MDT）和實(shí)鉆資料等進(jìn)行綜合分析（圖1）。

首先從已鉆井點(diǎn)開始分析，計(jì)算地區(qū)地層壓實(shí)系數(shù)、上覆地層壓力及靜水壓力，采用Eaton法計(jì)算已鉆井處地層壓力數(shù)據(jù)，并與實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)（MDT）進(jìn)行相對(duì)誤差分析和質(zhì)量控制；其次構(gòu)建精細(xì)地層模型框架，將層速度信息作為低頻約束條件，進(jìn)行井約束下的縱波阻抗反演，獲取反演速度體資料，以測(cè)井壓力預(yù)測(cè)結(jié)果及壓力實(shí)測(cè)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(cè)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(jì)算地層壓實(shí)系數(shù)、靜水壓力及上覆地層壓力[3-5]。

地層壓實(shí)系數(shù)公式為：

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

據(jù)此建立的正常壓實(shí)趨勢(shì)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(shí)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(cè)井地層段平均密度，kg/ m3；h0為上部無密度測(cè)井地層段厚度，m；dbi為一定深度的密度散點(diǎn)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(shì)線上的聲波時(shí)差值；Δtc為實(shí)際的聲波時(shí)差值（圖2）。

圖2 Eaton法井點(diǎn)壓力預(yù)測(cè)結(jié)果

圖2中黑色曲線為Eaton法預(yù)測(cè)的地層壓力，淺藍(lán)色的點(diǎn)為實(shí)測(cè)MDT數(shù)據(jù)?？梢钥吹剑A(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的吻合度較高，相對(duì)誤差小于4%。

通過已鉆井確定區(qū)域壓力預(yù)測(cè)參數(shù)，對(duì)層速度數(shù)據(jù)進(jìn)行異常值校正和構(gòu)建低頻約束，在精細(xì)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(diǎn)壓力值與壓力體對(duì)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(cè)的壓力系數(shù)，對(duì)應(yīng)顏色的點(diǎn)是實(shí)測(cè)壓力點(diǎn)，吻合度均較好。

為了驗(yàn)證該方法預(yù)測(cè)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(duì)深部目的層進(jìn)行鉆前壓力預(yù)測(cè)（圖4）。圖中紅色曲線為B1井鉆前壓力預(yù)測(cè)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(jìn)行了MDT測(cè)試，圖中紅色點(diǎn)是實(shí)測(cè)MDT測(cè)試點(diǎn)。從鉆前預(yù)測(cè)的壓力和完鉆后實(shí)測(cè)MDT數(shù)據(jù)對(duì)比可以看出，該方法計(jì)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(cè)工作的要求（表2）。

3 結(jié)論

針對(duì)常規(guī)壓力預(yù)測(cè)方法存在的不足，以測(cè)井壓力數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，結(jié)合地質(zhì)資料、測(cè)試數(shù)據(jù)、地震速度等共同約束反演，得到了精細(xì)壓力體的多參數(shù)預(yù)測(cè)流程。運(yùn)用該壓力預(yù)測(cè)方法能得到未鉆井點(diǎn)壓力預(yù)測(cè)曲線，提高壓力預(yù)測(cè)的可靠性，彌補(bǔ)平面壓力預(yù)測(cè)的不足，為鉆井安全提供保障。同時(shí)，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(chǔ)層的相互關(guān)系尋找優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層。

圖3 過多井Eaton公式計(jì)算壓力剖面圖

表2 B1井實(shí)測(cè)/預(yù)測(cè)壓力系數(shù)對(duì)比

[1]連太煒，樊洪海，于玲玲. 測(cè)井約束地震反演在地層孔隙壓力預(yù)測(cè)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(cè)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(xué)，2008，19（2）：276-279.

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

[4]陳學(xué)國. 三維地層壓力預(yù)測(cè)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(jìn). 上覆巖層壓力梯度合理計(jì)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(xué)地球探測(cè)與信息技術(shù)專業(yè)，主要從事儲(chǔ)層預(yù)測(cè)工作。

E-mail：jiangcen.shhy@sinopec.com。