松辽盆地青山口组泥页岩孔隙压力预测方法及其应用

泥页岩油气产能与异常高压存在一定的正比关系,通常异常压力越大油气产量越高,因此地层孔隙压力预测的准确性对于"甜点"区优选有重要意义。以松辽盆地北部某区块青山口组为例,首先以单井测井资料为基础,用实测压力数据作为质控条件,优选出适合该区块目的层孔隙压力的计算模型及相应参数,然后基于叠前地质统计学反演得到的高分辨率地震速度体,利用优选出的压力模型进行井震结合孔隙压力体和压力系数体预测。研究结果表明,Bowers法适用于松辽盆地青山口组泥页岩储层孔隙压力预测,且预测结果精度高。研究成果可为泥页岩油有利钻探目标优选提供技术支撑。

测井约束地震反演在地层孔隙压力预测中的应用

在钻井工程方面,地层孔隙压力关系到安全、高效、低成本钻井。地震层速度是孔隙压力预测的重要参数,其精度直接影响压力预测结果的精度,测井约束下的波阻抗反演技术,将测井、地震和地质解释成果有效结合,能提供较高精度的地震层速度。针对准噶尔盆地某工区,在采用测井约束地震反演技术获得二维地震层速度的基础上,利用"地层压力分析软件"实现了单井及二维地层孔隙压力预测。

地层孔隙压力预测方法研究

综述了地层孔隙压力预测方法原理,并对目前存在的地层孔隙压力计算模型进行分析,优选出声波速度压实趋势线,采用储层压实法和非储层埋深法2种方法相结合,对研究区块进行地层压力的钻前预测,并将预测结果与实际测量孔隙压力进行误差分析,整体误差小于5%,该预测结果可直接用于钻井液密度的设计。

基于小尺度网格层析速度反演的孔隙压力预测方法

深度域层速度场参数是孔隙压力预测方法中最为重要的参数之一,但由于层析成像建模方法受地震资料品质的依赖程度较高,针对复杂构造地层或薄层目标地层,常规层析成像方法的模型建立精度难以得到保障,进而影响孔隙压力预测的精度。针对上述问题,本文提出一种基于小尺度网格层析成像的速度场建立方法,该方法对泥岩欠压实地层目标域构造进行网格剖分,通过解析共偏移距域道集的剩余曲率为自变量的三维矩阵方程以得到每个剖分网格点的剩余速度校正量,进而利用剩余速度校正量进行模型更新迭代,以提高速度场及孔隙压力预测的精度。剩余速度场的分辨率及精度由网格步长大小决定,减小网格步长间距能够提高剩余速度场模型建立的精度及分辨率,但会大幅降低建模效率。运用该方法对泥岩欠压实地层广泛发育的渤海A油田进行了方法测试,由实际资料测试结果分析可知,与常规方法相比,利用小尺度网格层析速度反演方法建立的速度场,能够大幅提高速度场建模的分辨率及精度,进而提高孔隙压力预测的精度,该方法有望在实际生产当中得到广泛的应用。

孔隙压力预测的速度测定

当与正常压力剖面在同一深度比较时，过压地层展示以下几种性质（I）utta，2002年）：①较高的孔隙度；②较低的体积密度；③较低的有效应力；④较高的温度；⑤比较低的层速度；⑥较高的的泊松比。 测井资料测量了这几种性质并被用于测定过剩压力。此外，地震层速度还受到以上几种性质中的每一种变化的影响并且在地震勘探中根据反射振幅显示这种变化。因此，速度测定是孔隙压力预测的关键。

泥岩化学压实作用的超压响应与孔隙压力预测

为探索泥岩化学压实作用的增压机制及其超压响应特征,结合国内外相关研究,对泥岩化学压实作用与超压发育关系、化学压实阶段超压响应特征以及孔隙压力预测方法进行了系统总结,分析了东营凹陷泥岩化学压实作用在孔隙压力预测中的意义.认为泥岩化学压实作用以黏土矿物转化为主导机制,通过改变泥岩的微观结构及岩石物理属性,化学压实作用影响了超压的发育及其测井响应,建立不同压实阶段正常压实趋势线是有效判识超压成因机制、准确预测孔隙压力的基础.研究结果表明:1)泥岩压实过程可以划分为机械压实阶段(<70℃)、过渡阶段(70~100℃)以及化学压实阶段(>100℃),黏土矿物转化(尤其是蒙脱石向伊利石转化)控制了泥岩的化学压实行为;2)泥岩化学压实的增压效应主要包括3个方面:形成垂直于最大有效应力方向排列的黏土颗粒组构,促进泥岩压实、导致自生胶结物沉淀降低泥岩渗透率,增强体系封闭性、使得泥岩发生骨架弱化作用,引起有效应力转移;3)在有效应力-孔隙度/密度和声波时差/电阻率-密度交会图中,化学压实导致的超压表现出非弹性卸载特征,即随着有效应力减小,呈现出孔隙度降低,而声波时差和密度同时增大的测井响应;4)适用于化学压实阶段的孔隙压力预测方法包括伊利石压实曲线法、纵横波速度比法、偏移-修正法、Dutta压实模型法以及两步测井预测法等;5)东营凹陷泥岩黏土矿物快速转化深度与超压顶深(2 000~2 800 m)大致相同,超压发育及测井响应与化学压实密切相关,基于化学压实正常趋势线预测的深部(>3 000 m)孔隙压力与实测压力更接近.

探井孔隙压力复合预测方法研究

针对常规探井孔隙压力计算模型选择困难、计算参数反演误差大的问题,运用水力连通方法和断层稳定性方法完善计算参数,提高孔隙压力预测精度。结果表明:利用水力连通原理对参考井孔隙压力测试结果进行修正可以有效提高计算参数反演的精度;对于任意稳定断层,存在地层孔隙压力上限值,当断层倾角为65.2°时该值最小,该结论可用于进一步校正计算参数。实践表明,该方法预测的孔隙压力精度可达92.75%以上,具有良好的推广应用价值。

利用层速度预测砂泥岩地层孔隙压力单点算法模型

提出一种利用层速度预测砂泥岩地层孔隙压力单点算法模型，并介绍其部分应用情况。该方法以有效应力定理为基础，首先，建立层速度与垂直有效应力的关系模型；然后，由层速度直接求取垂直有效应力；最后，通过有效应力定理由上覆岩层压力和垂直有效应力求取地层孔隙压力。该方法不需要建立正常压实趋势线，使用简单，适合于资料极少的预探区。实际应用表明，对泥岩为主的新生界砂泥岩地层预测效果良好。

页岩气储层孔隙压力测井预测新方法

页岩气储层中常出现明显的异常高压现象,其孔隙压力会在短距离内大幅上升。若不能及时准确预测这些异常高压值,可能导致井涌、井喷等钻井事故,不仅会给钻井施工造成重大损失,还严重影响储层评价工作。然而,现有的方法却很难准确预测页岩气储层中的异常孔隙压力值。结合页岩气岩心实验数据,在充分考虑孔隙度、有机质含量和有效应力对声波速度影响的基础上,提出了一套基于声波速度模型的页岩气储层孔隙压力预测新方法。该方法通过使用不含气层段的纵波、横波速度关系对储层纵波速度进行含气性校正,消除了气体对异常高压现象在声波测井信息表征上的影响。此外,该方法还能预测因不平衡压实和生烃作用等多种机理引发的页岩气储层异常孔隙压力,弥补了现有传统方法只能预测由不平衡压实引起异常高压的不足。以昭通地区页岩地层S井为例进行储层孔隙压力预测,形成了基于声波速度模型的储层孔隙压力预测方法技术流程。

西湖凹陷M气田区块低孔渗致密砂岩储层高精度三维孔隙压力场地震预测

西湖凹陷M气田区块泥岩超压为欠压实和生烃共同作用的结果,目的层砂岩具有低孔渗特征,导致流体孔隙压力预测难度大,为此,基于测井资料分析,建立了适用区块低孔渗地层和多压力异常成因特点的纵波速度压力预测模型,基于非欠压实成因异常压力对总孔隙压力的贡献程度的参数来表征多压力异常成因的压力预测,基于层控和断控多约束层速度反演的低频地震速度建模和叠前AVO反演的精细三维地震速度场的构建策略获得用于地震压力预测所需的三维高精度速度场。实际区块三维地层孔隙压力场的预测结果表明,在工区实测点深度处的孔隙压力预测值与实测值之间的平均误差小于6%,验证了多压力异常成因情形下的压力预测的可靠性。

降低钻井风险和增加储层钻遇率的地震导向钻井新技术

在钻井之前,需要利用地面地震资料和邻井资料进行建模、成像和物性反演,据此确定井位并进行井轨迹设计。然而,钻前一些预测结果往往与实际钻头所钻遇的地质情况相差甚远,导致钻井失利,需要改为侧钻或者直接废弃,在深海区的早期勘探或超深储藏的钻探中尤为如此。为了最大程度地降低钻井风险和缩短非生产时间,综合多学科技术,研发了地震导向钻井技术(Seismic Guided Drilling,简称SGD),包括建立地质上和地质力学上都更加合理的钻前基准地质模型(三维成像模型和岩石物理模型),提供更可靠的构造成像和层位预测结果,进一步优化布井和井轨迹设计。钻井过程中,该技术能在不影响钻井作业的情况下,将实时获得的随钻测量(MWD)和随钻测井(LWD)数据及钻井工程数据与三维地面地震数据相结合,实时更新钻前基准地质模型,使地震成像和反演精度进一步提高,并据此对钻头前方及周围的地质构造和孔隙压力预测结果进行实时更新,为实时调整钻井决策提供更加可靠的依据。

基于随钻前视探测技术的异常高压气层综合识别方法

南海北部乐东地区是莺歌海盆地高温高压天然气勘探开发的重点地区,但钻井作业采用的不同探测技术受到测量深度、垂向分辨率和预测精度等影响,难以保障安全钻井需要及时预警和规避高压层的孔隙压力和界面深度的需求。为此,通过综合基于常规随钻测井资料的压力监测技术、基于垂直地震剖面(VSP)资料的钻头前方地层界面及压力预测技术和IriSphere随钻前视探测技术的特点,提出了以IriSphere随钻前视探测技术为主导的综合预测方法并进行了现场应用。研究结果表明,(1)钻前模拟显示,当轨迹在低阻泥岩层中,可提前8~10 m探测到较高阻、且较厚(厚度大于3 m)的高压气层,前视探测技术在实钻中有较大可能实现预期的前视效果;(2)通过结合分辨率较低、探测深度深的VSP预测和分辨率较高、探测深度浅的随钻前视探测方法进行随钻决策,识别出了钻头前方的高压气层及其对应的地层孔隙压力增加趋势;(3) VSP法预测的钻头前方高压气层顶界深度与实钻深度误差介于-10~33 m,而随钻前视探测较高阻、厚度5 m的高压气层,预测深度仅与实际深度相差1 m。结论认为,经过现场应用实践该综合识别方法能及时有效地预防高压气层相关的地质工程风险,准确定位套管鞋深度位置,为莺歌海盆地中深层高温高压天然气的高效勘探开发提供了技术保障。