[发明专利]一种适用于碳酸盐岩地层的地层孔隙流体压力预测方法

权利要求书

1.一种适用于碳酸盐岩地层的地层孔隙流体压力预测方法，基于测井数据计算碳酸盐岩地层的地层孔隙流体压力，步骤包括：

步骤1：基于目的层段的实测地层压力数据，获取用于碳酸盐岩地层的地层压力预测的岩石物理参数和指数调节因子的值：

步骤1-1：选取研究区的目的层段含有实测压力数据的两口井，记为A井和B井。A井作为计算井，用于计算多个岩石物理参数及其对应的指数调节因子；B井作为验证井，采用基于A井计算得到多个岩石物理参数及其对应的指数调节因子预测地层压力值，优选地层压力预测值与真实值误差最小的岩石物理参数及其对应的指数调节因子；

步骤1-2：输入A井的测井数据：纵波速度、横波速度、密度，目的层段顶界面深度、目的层段以上的地层平均密度、地层压力实测点的深度和压力值、目的层段顶界面到实测点的采样点个数N、目的层段采样点总个数M；

步骤1-3：计算A井的地层压力实测点的上覆地层压力值和静水压力值，

P_{w_r_A}＝0.0098×H_{r_A}                        (2)

式中，N是A井目的层段顶界面至地层压力实测点的采样点总数；P_{ov_r_A}是的A井地层压力实测点的上覆地层压力值，单位MPa；DEN_{0_A}是A井的目的层段以上的地层平均密度，单位g/cm³；H_{0_A}是A井的目的层段顶界面深度，单位m；H_{A_i}是A井的目的层段测井采样点，单位m；DEN_{A_i}是对应采样点H_{A_i}的密度值，单位g/cm³；P_{w_r_A}是A井地层压力实测点的静水压力值，单位MPa；H_{r_A}是A井地层压力实测点的深度，单位m；

步骤1-4：计算A井地层压力实测点的多个岩石物理参数，泊松比、杨氏模量、体积模量的计算公式，

式中，μ_{r_A}是A井地层压力实测点的泊松比；E_{r_A}是A井地层压力实测点的杨氏模量；K_{r_A}是A井地层压力实测点的体积模量；μ_{r_A}是A井地层压力实测点的泊松比；V_{P_r_A}是A井地层压力实测点的纵波速度，单位m/s；V_{S_r_A}是A井地层压力实测点的横波速度，单位m/s；DEN_{r_A}是A井地层压力实测点的密度，单位g/cm³；

步骤1-5：计算A井目的层段的多个岩石物理参数，泊松比、杨氏模量、体积模量的计算公式，

并选取目的层段内的最大值，

μ_{max_A}＝max(μ_{A_i}),i∈[0,M]                    (9)

E_{max_A}＝max(E_{A_i}),i∈[0,M]                    (10)

K_{max_A}＝max(K_{A_i}),i∈[0,M]                    (11)

式中，μ_{A_i}、E_{A_i}和K_{A_i}代表A井目的层段采样点i对应的泊松比、杨氏模量和体积模量；μ_{max_A}、E_{max_A}和K_{max_A}代表A井目的层段中的最大泊松比、最大样式模量、最大体积模量；M代表A井目的层段的测井采样点总数；V_{P_A_i}代表A井目的层段采样点i对应的纵波速度，单位m/s；V_{S_A_i}代表A井目的层段采样点i对应的横波速度，单位m/s；DEN_{A_i}代表A井目的层段采样点i对应的密度，单位g/cm³；

步骤1-6：计算各个岩石物理参数对应的指数调节因子，和泊松比、杨氏模量、体积模量相对应的指数调节因子的计算公式，

式中，C_μ代表和泊松比相对应的指数调节因子；C_E代表和杨氏模量相对应的指数调节因子；C_K代表和体积模量相对应的指数调节因子；P_{f_r_A}代表A井地层压力实测值，单位Mpa；

步骤1-7：输入验证井B的测井数据：纵波速度、横波速度、密度，目的层段顶界面深度、目的层段以上的地层平均密度、地层压力实测点的深度和压力值、目的层段采样点个数k；

步骤1-8：计算B井目的层段每个采样点的上覆地层压力值和静水压力，

P_{w_B_i}＝0.0098×H_{B_i}                        (16)

式中，k是B井目的层段的实测采样点总数；P_{ov_B_i}是B井对应采样点i的上覆地层压力值，单位MPa；DEN_{0_B}是B井的目的层段以上的地层平均密度，单位g/cm³；H_{0_B}是B井的目的层段顶界面深度，单位m；H_{B_i}是B井的目的层段测井采样点，单位m；DEN_{B_i}是对应采样点i的密度值，单位g/cm³；P_{w_B_i}是B井对应采样点i的静水压力值，单位MPa；

步骤1-8：计算B井目的层段的多个岩石物理参数，泊松比、杨氏模量、体积模量的计算公式，

并选取目的层段内的最大值，

μ_{max_B}＝max(μ_{B_i}),i∈[0,k]                    (20)

E_{max_B}＝max(E_{B_i}),i∈[0,k]                    (21)

K_{max_B}＝max(K_{B_i}),i∈[0,k]                    (22)

式中，μ_{B_i}、E_{B_i}和K_{B_i}代表B井目的层段采样点i对应的泊松比、杨氏模量和体积模量；μ_{max_B}、E_{max_B}和K_{max_B}代表B井目的层段中的最大泊松比、最大样式模量、最大体积模量；V_{P_B_i}代表B井目的层段采样点i对应的纵波速度，单位m/s；V_{S_B_i}代表B井目的层段采样点i对应的横波速度，单位m/s；DEN_{B_i}代表B井目的层段采样点i对应的密度，单位g/cm³；

步骤1-9：计算B井目的层段多个岩石物理参数的地层孔隙压力，采用泊松比、杨氏模量、体积模量计算地层孔隙流体压力的计算公式，

式中，P_{f_μ_i}、P_{f_E_i}、P_{f_K_i}分别表示使用B井泊松比、杨氏模量、体积模量计算出的对应采样点i的地层孔隙流体压力，单位MPa；C_μ、C_E、C_K分别是步骤1-6中使用A井资料计算出对应泊松比、杨氏模量、体积模量的指数调节因子；

步骤1-10：计算上述3种岩石物理参数的地层压力和B井实测压力的误差，误差最小的参数和对应指数调节因子应用于整个研究区，

a＝(P_{f_μ_r}-P_{f_B_r})/P_{f_B_r}                     (26)

b＝(P_{f_E_r}-P_{f_B_r})/P_{f_B_r}                     (27)

c＝(P_{f_K_r}-P_{f_B_r})/P_{f_B_r}                     (28)

式中，a、b、c分别代表泊松比、杨氏模量、体积模量计算的地层孔隙流体压力的误差；P_{f_B_r}是B井实测点深度为H_{B_r}处的地层孔隙流体压力，单位MPa；P_{f_μ_r}、P_{f_E_r}、P_{f_K_r}分别代表实测点深度为H_{B_r}处验算的地层孔隙流体压力，单位MPa；

步骤2：计算研究区未知井的地层孔隙流体压力，以步骤1的优选结果为体积模量为例：

步骤2-1：输入未知井的测井数据：纵波速度、横波速度、密度，目的层段顶界面深度、目的层段以上的地层平均密度、目的层段的测井采样点个数l；

步骤2-2：计算未知井目的层段每个采样点的上覆地层压力值和静水压力，

P_{w_i}＝0.0098×H_i                        (30)

式中，l未知井井目的层段的实测采样点总数；P_{ov_i}是未知井对应采样点i的上覆地层压力值，单位MPa；DEN₀是未知井的目的层段以上的地层平均密度，单位g/cm³；H₀是未知井的目的层段顶界面深度，单位m；H_i是未知井的目的层段测井采样点，单位m；DEN_i是对应采样点i的密度值，单位g/cm³；P_{w_i}是未知井对应采样点i的静水压力值，单位MPa；

步骤2-3：计算未知井目的层段的体积模量，并选取目的层段内的最大值，

K_{max_B}＝max(K_{B_i}),i∈[0,k]                  (32)

式中，K_i代表未知井目的层段采样点i对应的体积模量；K_max代表未知井目的层段中的最大体积模量；V_{P_i}代表未知井目的层段采样点i对应的纵波速度，单位m/s；V_{S_i}代未知井目的层段采样点i对应的横波速度，单位m/s；DEN_i代表B井目的层段采样点i对应的密度，单位g/cm³；

步骤2-4：计算未知井目的层段的地层孔隙流体压力，

式中，P_{f_i}分别表示使用未知井体积模量计算出的对应采样点i的地层孔隙流体压力，单位MPa；C_K是步骤1-6中使用A井资料计算出对体积模量的指数调节因子。