[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

说明书

本发明提出一种适用于碳酸盐岩地层的孔隙流体压力预测方法，该方法利用碳酸盐岩骨架刚度大的特点，分析碳酸盐岩地层由常压状态到超压状态的变化过程，推导出一种能预测碳酸盐岩地层孔隙流体压力的公式，该公式的核心是优选能反应研究区岩石骨架应力的变化的岩石物理参数，并且确定公式中的指数调节因子，基于该公式进行碳酸盐岩地层的地层孔隙流体压力预测，可以实现在岩石物理参数较少的情况的地层孔隙流体压力的准确预测。

技术领域

本发明涉及油气田开发技术领域的地层孔隙流体压力预测，尤其涉及一种适用于碳酸盐岩地层的地层孔隙流体压力预测方法。

背景技术

一、碳酸盐岩地层孔隙流体压力预测的重要性

地层孔隙流体压力不但能反应研究区油气运、聚、成藏规律，而且能为钻井施工设计和油气藏开发方案提供依据，因此地层孔隙流体压力预测对油气勘探开发至关重要。目前越来越多的深层、超深层碳酸盐岩储层被发现，碳酸盐岩地层孔隙流体压力预测的难点急需解决。由于碳酸盐岩地层骨架刚度强，欠压实成因不明显，所以不能建立正常压实趋势线，导致许多成熟的地层孔隙流体压力预测方法难以应用到碳酸盐岩地层。

二、常规的碳酸盐岩地层孔隙流体压力预测方法

1、有限应力法

夏宏泉等(2005年5月，钻采工艺，第28卷第3期，28～30页)提出了利用有效应力法预测碳酸盐岩地层压力的方法，方法原理如下：

σ＝P₀-P_p                           (1)

式中，σ是岩石骨架应力，单位：Mpa；P₀是上覆地层压力，单位：Mpa；P_p是地层孔隙流体压力，单位：Mpa。

通过充足的数据将研究区泊松比μ和岩石骨架应力拟合，得出公式2，

σ＝100.674e^-2.57825μ                      (2)

联合公式1和公式2，得到了某川东地区的地层孔隙流体压力预测公式3，

P_p＝P₀-100.674e^-2.57825μ                    (3)

此外，徐路等(碳酸盐岩地层压力预测研究，中国石油大学硕士学位论文， 2011年，31～36页)利用碳酸盐岩的声波特性实验，建立了一个纵波速度、孔隙度和岩石骨架应力的关系式，

式中，V_P是纵波速度，单位：m/s；是孔隙度，无量纲；σ是岩石骨架应力，单位：Mpa。

考虑到含气饱和度和泥质含量的影响，提出公式5，

式中，S_g是含气饱和度，无量纲；V_sh是泥质含量，无量纲；a、b、c、d、m是拟合出的经验系数。

2、基于Biot理论的地层孔隙流体压力预测方法

基于Biot理论的压力预测方法的原理基础是多孔介质理论，该原理认为纵波速度V_P是由岩石骨架和孔隙流体一起提供组成的，岩石骨架占主导作用，孔隙流体占很小一部分，但碳酸盐岩骨架坚硬，地层孔隙流体压力的变化不会引起骨架速度的变化，地层孔隙流体压力会导致纵波速度的变化，因此可以直接建立地层孔隙流体压力P_f与纵波速度V_P的关系式。