專利名稱：一種利用地質(zhì)構(gòu)造面曲率預(yù)測區(qū)域高壓鹽水層孔隙壓力的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用地質(zhì)構(gòu)造面曲率預(yù)測區(qū)域高壓鹽水層孔隙壓力的方法。
背景技術(shù)：
我國大部分油氣資源集中在鹽下構(gòu)造，鹽巖地層鉆井是制約我國石油鉆探的關(guān)鍵 技術(shù)難題。由于地層受構(gòu)造擠壓變形的作用，形成異常高壓鹽水層，區(qū)域分布無規(guī)律，鉆井 過程中經(jīng)常與高壓鹽水層發(fā)生遭遇戰(zhàn)，當(dāng)鉆井液的密度不能平衡地層壓力時(shí)，并會發(fā)生鹽 水將進(jìn)入井筒，污染鉆井液，產(chǎn)生鉆井事故和復(fù)雜情況，給鉆井作業(yè)的人力、物力帶來不同 程度的損失。為此如何在鉆井前事先預(yù)測高壓鹽水層孔隙壓力是非常必要的，若在鉆井前 能預(yù)測到高壓鹽水層孔隙壓力，就可以為鉆井設(shè)計(jì)確定現(xiàn)場施工時(shí)安全鉆井液密度提供科 學(xué)的依據(jù)，以有效阻止井壁失穩(wěn)、防止井下復(fù)雜情況的發(fā)生。為此本發(fā)明中的創(chuàng)作人憑借其多年從事相關(guān)行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)與實(shí)踐，并經(jīng)潛心研究與 開發(fā)，終于創(chuàng)造出一種利用地質(zhì)構(gòu)造面曲率預(yù)測區(qū)域高壓鹽水層孔隙壓力的方法

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種利用地質(zhì)構(gòu)造面曲率預(yù)測區(qū)域高壓鹽水層孔隙壓力 的方法，利用該方法可以在鉆井前預(yù)測到構(gòu)造區(qū)域高壓鹽水層孔隙壓力，以便在鉆井設(shè)計(jì) 確定現(xiàn)場施工時(shí)為確定安全鉆井液密度提供科學(xué)依據(jù)，以有效阻止井壁失穩(wěn)、防止井下復(fù) 雜情況的發(fā)生。本發(fā)明中利用地質(zhì)構(gòu)造面曲率預(yù)測區(qū)域高壓鹽水層孔隙壓力的方法，包括有下列 步驟1)根據(jù)地震反射剖面和實(shí)鉆鹽層層段，找出區(qū)域鹽層的頂界和底界，獲得區(qū)域分 布；2)利用趨勢面法計(jì)算構(gòu)造面底部的曲率，獲得每一空間點(diǎn)的曲率，計(jì)算主曲率 (P1, P 2)；3)根據(jù)測井資料回歸統(tǒng)計(jì)上覆巖層壓力σ ν ；4)根據(jù)測井資料計(jì)算鹽間砂巖夾層的彈性模量和泊松比；5)利用已知鹽層構(gòu)造面底部的主曲率、彈性模量和泊松比，確定所在地層的主應(yīng) 力，建立孔隙壓力預(yù)測模型；6)計(jì)算孔隙壓力，根據(jù)每一空間點(diǎn)的孔隙壓力，作壓力等值線，獲得壓力分布規(guī)律。所述步驟2)中的方法是由鹽層構(gòu)造等值線圖上的地理坐標(biāo)(Xi，yi)及相應(yīng)點(diǎn)的高 程數(shù)據(jù)&利用調(diào)和趨勢面法建立w = w(x，y)的構(gòu)造圖的高程方程，由方程W = w(x，y)計(jì) 算構(gòu)造圖上任意一點(diǎn)(Xi, Yi)的主曲率(Pli, P2i) ο所述步驟5)中的方法是由計(jì)算的鹽巖構(gòu)造底部任一點(diǎn)的主曲率(Pli, P2i)結(jié)合相應(yīng)地層的彈性模量、泊松比計(jì)算該點(diǎn)的主應(yīng)力(σπ，o2i)，即獲得預(yù)測地層任意一點(diǎn)的 三向主應(yīng)力序列(σ ，o2i，ovi)，利用巖石構(gòu)造變形過程中任意點(diǎn)巖石體積變形Avi近似 為巖石孔隙變形ΔνΗ，得出鹽巖構(gòu)造曲面上任意一點(diǎn)孔隙壓力模Spi = f(Pli, p2i，h)。本發(fā)明中利用地質(zhì)構(gòu)造面曲率預(yù)測區(qū)域高壓鹽水層孔隙壓力是通過地震資料和 實(shí)鉆錄井資料確定鹽膏層的區(qū)域分布規(guī)律和構(gòu)造等值線圖，利用調(diào)和趨勢面法建立地質(zhì)構(gòu) 造等值線圖上的區(qū)域高程方程并確定構(gòu)造區(qū)域任意點(diǎn)的主曲率，計(jì)算任意點(diǎn)的主應(yīng)力，建 立任意點(diǎn)的孔隙壓力預(yù)測模型，確定高壓鹽水層的孔隙壓力，以便在鉆井設(shè)計(jì)確定現(xiàn)場施 工時(shí)為確定安全鉆井液密度提供科學(xué)依據(jù)，以有效阻止井壁坍塌、防止井下復(fù)雜情況的發(fā) 生。


圖1是預(yù)測區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造圖；圖2是預(yù)測區(qū)域高壓鹽水層孔隙壓力分布圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明中的具體實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)說明。在漫長的地質(zhì)年代里，由于地殼的褶皺運(yùn)動(dòng)使鹽層發(fā)生彎曲，或由于基底隆起使 鹽層上拱，鹽間封閉的鹽水層受構(gòu)造擠壓、抬升和鹽巖塑形流動(dòng)的作用形成異常高壓，構(gòu)造 變形的程度與鹽水層異常壓力具有一定的聯(lián)系。一般來說，構(gòu)造變形越劇烈，異常高壓鹽水 層孔隙壓力越大，構(gòu)造變形的程度可以用構(gòu)造面上任意點(diǎn)曲率來描述，而曲率與巖石的力 學(xué)本構(gòu)變形有著內(nèi)在聯(lián)系。巖石本構(gòu)關(guān)系是揭示巖石受力與變形的定量化描述，其中包含 著如地層彈性參數(shù)、地層成分、密度、埋藏深度、地質(zhì)年代、孔隙率、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)等因素。地質(zhì)構(gòu) 造曲率能不同程度地反映地層所受外界作用的程度，因此利用地質(zhì)構(gòu)造面曲率可以進(jìn)行鉆 前預(yù)測區(qū)域高壓鹽水層孔隙壓力。本發(fā)明中利用地質(zhì)構(gòu)造面曲率預(yù)測區(qū)域高壓鹽水層孔隙壓力包括下列步驟1.區(qū)域鹽層分布規(guī)律的確定在預(yù)測區(qū)域根據(jù)地震反射剖面和實(shí)鉆錄井資料確定區(qū)域鹽層分布規(guī)律和構(gòu)造等 值線分布圖。即首先確定區(qū)域地震反射剖面上鹽頂和鹽底的深度，同時(shí)根據(jù)實(shí)鉆錄井資料獲得 的鹽頂和鹽底的深度進(jìn)行標(biāo)定，建立區(qū)域的鹽層分布規(guī)律。2.確定鹽層地質(zhì)構(gòu)造面的主曲率根據(jù)劃定的鹽層區(qū)域的分布規(guī)律和獲得的鹽層構(gòu)造等值線圖1，獲取地層構(gòu)造等 值線圖上的任意點(diǎn)的地理坐標(biāo)(Xi，Yi)及相應(yīng)點(diǎn)的高程數(shù)據(jù)Wi，利用調(diào)和趨勢面法建立構(gòu) 造圖的高程方程W = W(x，7)，由方程《 = (1 y)計(jì)算構(gòu)造圖上任意點(diǎn)(Xi，Yi)的主曲率 (P ，Ρ 2i)，具體方法如下為了計(jì)算上的方便，設(shè)構(gòu)造圖高程方程滿足一階傅立葉級數(shù)趨勢面方程，具體形 式如下w = aQQ+awAiCQ+a^AcA+anAiQ+l^BiC。 (2. 1)+Io11B1Cdc01AciDAc11A1Ddd11B1D權(quán)利要求
一種利用地質(zhì)構(gòu)造面曲率預(yù)測區(qū)域高壓鹽水層孔隙壓力的方法，包括下列步驟1)根據(jù)地震反射剖面和實(shí)鉆鹽層層段，找出區(qū)域鹽層的頂界和底界，獲得區(qū)域分布；2)利用趨勢面法計(jì)算構(gòu)造面底部的曲率，獲得每一空間點(diǎn)的曲率，計(jì)算主曲率(ρ1，ρ2)；3)根據(jù)測井資料回歸統(tǒng)計(jì)上覆巖層壓力σv；4)根據(jù)測井資料計(jì)算鹽間砂巖夾層的彈性模量和泊松比；5)利用已知鹽層構(gòu)造面底部的主曲率、彈性模量和泊松比，確定所在地層的主應(yīng)力，建立孔隙壓力預(yù)測模型；6)計(jì)算孔隙壓力，根據(jù)每一空間點(diǎn)的孔隙壓力，作壓力等值線，獲得壓力分布規(guī)律。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用地質(zhì)構(gòu)造面曲率預(yù)測區(qū)域高壓鹽水層孔隙壓力的方法， 其特征在于所述步驟2)中的方法是由鹽層構(gòu)造等值線圖上的地理坐標(biāo)(Xi，yi)及相應(yīng)點(diǎn) 的高程數(shù)據(jù)Wi利用調(diào)和趨勢面法建立w = w (x, y)的構(gòu)造圖的高程方程，由方程w = w (χ, y)計(jì)算構(gòu)造圖上任意一點(diǎn)(Xi, Yi)的主曲率(Pli, P2i) ο
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用地質(zhì)構(gòu)造面曲率預(yù)測區(qū)域高壓鹽水層孔隙壓力的方法， 其特征在于所述步驟5)中的方法是由計(jì)算的鹽巖構(gòu)造底部任一點(diǎn)的主曲率(Pli, P2i) 結(jié)合相應(yīng)地層的彈性模量、泊松比計(jì)算該點(diǎn)的主應(yīng)力(σπ，o2i)，即獲得預(yù)測地層任意一 點(diǎn)的三向主應(yīng)力序列(σπ，o2i, ovi)，利用巖石構(gòu)造變形過程中任意點(diǎn)巖石體積變形Avi 近似為巖石孔隙變形ΔνΗ，得出鹽巖構(gòu)造曲面上任意一點(diǎn)孔隙壓力模Spi = f(Pli, p2i， h)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用地質(zhì)構(gòu)造面曲率預(yù)測區(qū)域高壓鹽水層孔隙壓力的方法，該方法利用地質(zhì)構(gòu)造面曲率預(yù)測區(qū)域高壓鹽水層孔隙壓力是通過地震資料和實(shí)鉆錄井資料確定鹽膏層的區(qū)域分布規(guī)律和構(gòu)造等值線圖，利用調(diào)和趨勢面法建立地質(zhì)構(gòu)造等值線圖上的區(qū)域高程方程并確定構(gòu)造區(qū)域任意點(diǎn)的主曲率，計(jì)算任意點(diǎn)的主應(yīng)力，建立任意點(diǎn)的孔隙壓力預(yù)測模型，確定高壓鹽水層的孔隙壓力，以便在鉆井設(shè)計(jì)確定現(xiàn)場施工時(shí)為確定安全鉆井液密度提供科學(xué)依據(jù)，以有效阻止井壁坍塌、防止井下復(fù)雜情況的發(fā)生。
文檔編號E21B49/00GK101942992SQ20101025716
公開日2011年1月12日 申請日期2010年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月19日
發(fā)明者侯冰, 盧運(yùn)虎, 張輝, 李寧, 梁紅軍, 金衍, 陳勉 申請人:中國石油大學(xué)(北京)