维f反演地层孔隙压力预测方法及应用

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1、二维地层孔隙压力预测方法及应用樊洪海邢树宾何辉I：中国石油大学（北京〉石油工程教育部重点实验室，北京昌平1022450摘要：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811*313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

2、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。关键词：二维；地层压力预测；层速度；反演；地质模型；塔里木盆地中图分类号：丁221文献标识码：八文章编号在钻井工程方面，地层孔隙压力是合理设计套管程序的基础参数，是合理选择钻井液密度、实现高效近平衡或欠平衡压力钻井的关键和依据〜〕。目前，预测地层压力主要通过地震资料获取地层的层速度，然后建立地层压力与层速度之间的经验和半经验关系式，但是，由于现场获取的速度谱能量团不明显，有时难以识别速度的趋势，存在精度较低的问题，影响了地层压力的预测精度。笔者应用测井约束下的波阻抗反演方法获取地震层速度，利用单点压力预测模

3、型生成压力剖面，为提高地层孔隙压力预测精度提出了一套新的思路。1基本原理测井约束下的波阻抗反演方法将频带较宽的测井资料和地震资料有效结合，并把人为解释的层位用于建模、将已知的解释成果融人到反演中，增加反演的客观性。在地震资料较差时，可将测井资料作为主要的约束条件，以克服速度谱法完全依赖地震资料的缺陷。再者，测井资料有宽于地震资料的频带，这有助于拓宽波阻抗反演结果的频带，提高其分辨率。笔者采用国外较成熟的Strata反演软件，反演计算得到地震层速度剖面，结合笔者自行开发的地层压力检测预测应用软件来实现高精度的二维压力预测。2预测方法利用波阻抗反演方法获取高精度层速度，结合

4、效果较好的压力预测模型，求取地层孔隙压力剖面的步骤如图1所示。图1压力剖面生成流程2.1现场资料准备在反演计算之前，收集反演工区的地震资料（一般为Segy格式）、测井资料、VSP资料、工区的层位断层解释成果、工区的地质概况以及地震资料采集处理的基本情况。测井资料是反演中的高频信息的来源，是地质模型建立的支撑点。层位断层解释成果主要用于建模过程中控制测井数据的内插外推。VSP资料用来协助制作合成地震记录、标定层位和时深转换。2.2模型的建立首先对测井资料进行处理，使测井资料和地震资料能较好地匹配；参照VSP资料制作合成地震记录，完成测井地震资料的时深标定。地质模型是地层物

5、理特性的数学抽象，其建立主要依靠已解释的层位和断层以及测井资料，层位和断层用于控制井间内插，测井资料是内插的原始点。由于基于模型的反演以初始地质模型作为约束〔113，所以数学地质模型的合理性直接影响反演结果。建立模型插值的方法有：反距离平方插值法、三角测量插值法和克里金插值法。1.3反演计算初始波阻抗建立完成后，进行反演计算时，首先要选择合适的反演算法。通过实践认为，Strata软件中基于模型的反演方法对初探区的压力预测较适合。该方法的模型为：式中，J为目标函数;r为反射系数向量；T为地震资料振幅向量;W为地震子波向量;W1为权重因子；Tws为地震信号均方水准;LMS为

6、测井信号均方水准；通过调整可控制反演结果对模型和地震资料的依赖程度。对反演参数进行反复调整可达到较好的反演效果，反演参数还包括预白噪的百分比、多道反演的道数、迭代次数和地震子波的选择等。2.4层速度剖面时深转换反演计算是在时间域上进行的，所得到的层速度剖面也是时间域上的，而压力预测必须在深度域上完成。所以，将时间域上的层速度剖面较准确地转换到深度域上是压力预测的关键。笔者主要利用时深标定好的声波测井资料内插外推出时深关系曲线，然后用该曲线，参照主反射层的深度完成时深转换，得到深度域上的层速度剖面。1.5压力剖面生成地层孔隙压力等于上覆岩层压力与垂直效应力之差。上覆岩层压

7、力利用密度测井资料和反演得到的密度剖面求取；读取速度剖面中每一道的速度结合压力预测模型即可得到每一道的垂直有效应力，进而求得每一道的地层孔隙压力。压力预测模型为：式中，Vint为地震层速度；Pe为垂直有效应力；Po为上覆岩层压力；Pp为地层孔隙压力,a、k、c、d为经验系数。对于一定地区，a,k,c,d应为常数，现场确定它们一般采用两种方法：1)根据正常压实段泥岩的声波速度和静液压力条件计算的垂直有效应力进行非线性回归求得。具体做法是，在研究的区块（地层变化不大）内选取一口或多口声波测井资料好的已钻井，通过一定的算法求得正常压实地层各泥岩