地震层速度预测地层压力研究

介绍了地震速度预测地层压力的原理,详细论述了地震层速度的求取方法及数学模型,通过分析地震速度与VSP测井资料、常规测井资料之间的关系,建立了利用地震层速度预测地层压力的方法,并通过实际验证,进一步提高了其预测精度。     

利用地震资料约束反演预测地层压力

以往利用地震资料预测地层压力时所用的速度参数由速度谱拾取,密度参数由经验公式计算获取.这样求取的密度参数不能反映地层岩性的横向变化.尤其是此法只限于单井预测,因此,预测的地层压力精度受到限制.本文利用地震资料反演方法,通过给定的初始地层岩性模型,将测井数据作为反演约束条件,求取地层物性参数,然后作出预测地层压力剖面.应用实例表明,用该方法预测的地层压力精度较高,而且沿横向可以对比、追踪地层压力的变化情况.     

利用测井资料求取地应力及压裂控制研究

通过常规测井资料求取岩石力学参数的方法研究、地应力的现场求取方法研究、地层孔隙压力的计算和地层破裂压力的计算方法研究，为现场进行压裂施工提供依据。在方法研究的基础上，自主开发了利用常规测井资料求取地应力剖面和压裂控制的解释平台，对实际测井资料进行处理解释，取得了满意的效果。     

地球物理测井速度求取算法论证

地震速度测井称为VSP测井,它是目前地震勘探求取平均速度和求取底层速度的直接手段.利用求取的速度资料,除可提供较准确的地层沉积厚度,预告新井层位及构组地震剖面外,对进行地层地震学,人工合成记录,都给出了很重要的依据.目前,多次覆盖地震勘探方法已广泛采用,声波测井也在地震解释中普遍采用,虽然能给出一些速度参数,然而,由于地震测井速度是取自直接的,受影响变异小,所以,到目前为止,只有用地震速度测井所求的平均速度才可代表该地区真实的平均速度.因而,只有它对验证各个换算的“平均速度”起着极重要的作用.文章对地震测井求取速度方法进行分析论证,确保求取的速度可信,为地震资料处理和地震资料解释提供准确的速度,提高地震勘探的精度,增加经济效益.     

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针对复杂地区深井及超深井钻井基础参数难以求取的特点，近年来国内外钻井工程学者利用测井资料中蕴藏着大量的地层信息，对测井资料在钻井工程中的应用进行了深入的研究和推广。文章介绍了利用测井资料计算地层岩石力学特性参数、预测地层压力、计算地层岩石可钻性、提取钻井基础数据、进行钻头选型和预测钻井速度的原理、方法、现场应用和计算机应用软件的开发情况。并根据现场应用中反馈的信息，指出了研究就用中所存在的问题，同时展望了测井资料在钻井工程应用的发展趋势。     

测井资料在岩性地震勘探中的应用

地震是油气田普查勘探的有效方法,测井是确定油气层的重要手段。以往,地震勘深着重于寻找构造,随着油气田普查勘探的不断深入,要求应用地震勘探方法寻找地层的岩性圈闭。鉴于测井资料在纵向上有较高的分辨率,而地震在横向上有较高的分辨率,二者的结合在客观上就显得十分必要。地震资料解释中的速度,特别是层速度,是一个最基本的参数。声波测井的出现,是钻井中求取速度的有效方法,这是测井与地震相结合的最基本的前提。密度测井可以直接求取地层密度值。密度和速度,可以提供地层波阻抗、反射系数等一系列参数,这些参数是岩性地震解释中所必不可少的。由此,可以作合成地震记录,即解正演问题,或作反演进行虚测井研究等。这样就为确定地层岩性圈闭提供充分的资料和依据。本文综合国内外有关文献,阐明测井与地震结合的原理与方法以及开展此项工作的必要性。     

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地层破裂压力是钻井工程设计的重要基础数据〔1～2〕，对于开发性地层，利用测井资料或液压实验即可求得，但对于勘探性地层，它则是一个复杂性问题。由于现有预测模型的参数求取多采用地震层速度法，尽管这种方法简单可行，也得到广泛使用，但它的预测精度不高，往往只能作为钻井工程设计的参考。文章基于井眼受力状态分析，给出了一种预测地层破裂压力的力学模型，它涵盖了泊松比、构造应力、多孔介质弹性系数、上覆岩层压力、孔隙压力和岩石拉伸强度等影响因素。鉴于勘探性岩层求参数的固有难度，介绍了一种预测地层破裂压力的求参数新方法，即用空间源直接探矿仪（简称CYT）岩性探测资料求取法——CYT 法。验证实例表明，该方法获得的地层破裂压力预测精度高。     

从地震资料中提取有关储层孔隙度信息

本文论述了孔隙度Φ这个参数在成岩过程中的变化规律及储层孔隙度对地震波传播速度的影响。应用地震波资料求取孔隙度的技术关键是从地震资料中提取地层速度信息，即从地震道中把声波测井信息拟合出来。本文论述了有关的提取原理、方法。Ｗｙｌｌｉｅ的时间平均方程为我们用速度求取孔隙度架起了一座桥梁，因此我们把测井中求取孔隙度常用的Ｗｙｌｌｉｅ方程引入到从地震资料中求取孔隙度。     

二维地层孔隙压力预测方法及应用

由于地震层速度是地层压力预测的重要参数，其精度直接影响着压力预测的精度，利用测井约束下的波阻抗反演方法将测井、地震和地质解释成果结合获取较高精度的地震层速度，达到提高地层压力预测精度的目的。详细介绍了制作地震合成记录、建立初始地质模型、采用Strata反演软件进行反演计算、时深转换求得速度剖面的步骤，和利用地层压力检测预测应用软件读取速度剖面中每一道的速度，结合单点压力预测模型，求得对应的地层孔隙压力的方法。应用实例表明，地球物理反演方法和二维压力预测模型的结合是可行的，所求得的地层压力剖面可以指导钻井设计。     

复杂地层地层孔隙压力求取新技术

在分析异常高压形成机理及国外地层压力求取方法研究进展的基础上，介绍了适于泥岩欠压实成因及适于砂泥岩地层不同成因的地层孔隙压力求取新方法，其理论基础是有效应力定理，通过建立声波速度和垂直有效应力等因素的关系模型，利用测井等资料求取地层的垂直有效应力，从而求取地层孔隙压力。其中，利用适于砂泥岩地层不同成因的孔隙压力求取方法，可以获得真正连续的孔隙压力剖面。根据国内外地层压力计算最新方法，编制了地层压力分析应用软件，多年来在国内多个油田的应用表明，该软件具有先进性和很好的实用性。     

利用地震资料估算地层速度的精度分析

为了了解利用地震数据进行地层速度估算的适用性和可靠性,依据大港油田的测井数据和地质特征设计了一个典型地质模型。通过对正演模拟叠前地震波场的速度分析,讨论了地震速度分析误差对地层速度的影响,在此基础上,对实际地震速度与测井速度进行了分析对比。发现在将地震速度转换为层速度过程中,地震速度分析的误差被放大,这种放大效应会严重降低利用地震速度进行岩性检测的精度和可靠性。     

井壁稳定性实时预测方法

为有效解决钻井过程中的井壁失稳问题,根据地震和测井信息之问的密切联系,建立了基于地震属性的实时井壁稳定性预测模型.该模型综合利用地震、测井和地质资料,从待钻目标井和已完钻邻井的井旁地震记录中分别提取最优地震属性组合,运用小波神经网络建立已钻井地震属性与测井数据之间的分层映射关系模型,利用当前待钻地层的地震属性并选取相应的映射模型实时预测钻头以下地层的声波和密度测井曲线.基于预测结果结合井壁稳定力学模型计算待钻层段的孔隙压力、坍塌压力和破裂压力,进而预测安全钻井液密度范围.塔里木油田的实际应用表明,该预测模型具有良好的实时操作性能,测井曲线、地应力、孔隙压力、破裂压力和安全钻井液密度范围的预测精度均较高.图5表1参21     

基于地震属性分析的地层孔隙压力钻前预测模型

钻前准确预测地层孔隙压力是进行井壁稳定状态分析的基础。基于地震和测井信息间的密切联系,提出了利用地震属性预测孔隙压力的新方法。通过神经网络建立已钻井段的井旁地震属性和声波时差测井数据之间的非线性关系模型,以此模型为基础预测未钻地层的声波速度。利用预测结果结合岩石力学模型得到垂直有效应力,最后根据有效应力原理计算地层孔隙压力。该方法有效克服了传统的地震层速度预测模型的不足之处,在油田的实际应用中取得了良好的效果,尤其适用于在勘探新区进行孔隙压力预测。     

惩罚函数法井约束地层压力预测

讨论了利用测井声波时差和地震层速度预测地层压力的方法及其应用。在单井压力预测的基础上，以测井资料作为约束条件，用地震层速度预测地层压力。采用惩罚函数法将约束最优化问题转化为无约束最优化问题，再用阻尼最小二乘法求解。离井近的地方约束程度大，离井远的地方约束程度小，使反演结果在保持总体趋势不变的情况下，与测井资料一致。运用上述方法对处理了东营凹陷的实际资料，取得了较好的地质效果。     

地震,测井联合预测地层压力的方法研究

通过提取井旁地震道的特征参数,利用神经网络建立其与测井声波时差的非线性映射,进而外推井底以下声波曲线,从而实现地震、测井联合预测井底以下的地层压力。该方法克服单纯地震层速度或单纯声波时差预测地层压力的局限性。经ＮＨ地区实际资料模拟预测,效果良好。     

地层密度估算及其应用

目前在进行储层预测和油气藏描述时,一般多采用地震反演技术,计算层速度,预测孔隙度、渗透率、饱和度等多种储层参数,进而获得储层的横向变化规律,达到预测油气的目的.然而,由于同一地震参数受多种地质因素影响增加了地质解释的多解性,以及由于在利用地震资料求取储层参数时,各参数间有一定的相关性,从而影响了预测效果.为此提出了一种从地震资料中提取地层密度参数的方法,以提高油气预测效果.本方法是应用AVO技术,在大于30°角的范围内结合密度测井资料反演地层密度参数.应用此方法对实际资料进行了试算,取得了一定的效果.     

渤南洼陷钻前地层压力地震预测

沾化凹陷渤南洼陷沙三段和沙四段普遍存在着异常高压。为全面了解该区纵、横向压力分布特征,采用叠前时间偏移速度谱资料,利用VSP速度,应用Fillippone公式压力预测模型,成功地预测了渤南洼陷的孔隙压力体。采用VSP测井优化校正地震层速度,可以使速度误差小于8%,从源头上降低地层孔隙压力的不确定性。在确定研究区相对应的模型参数前提下,依照每个速度谱点分别求取最大、最小压实速度,为压力预测模型提供了良好的速度处理方法。利用经校正的速度资料和预测模型,获得了流体压力的三维数据体,可以从任意方向切片观察凹陷内压力的空间展布。由于地震垂向分辨率影响着地震速度精度,再加上多种地质因素影响地震速度,从而导致地震预测压力值与实测值存在误差。经速度校正系数和实测值的校正,82%的统计数据误差在±10%的允许范围内,基本能满足勘探、开发的需要。