精细压力预测技术研究

蒋 涔， 刘 苗

精细压力预测技术研究

蒋 涔， 刘 苗

（中国石油化工股份有限公司上海海洋油气分公司勘探开发研究院，上海 200120）

异常高压的存在不利于钻井施工安全、人身安全及财产保障，进而关系到油气勘探进程，但同时其存在有可能使得深层储层保持较高孔隙度，有利于油气的运移聚集。因此，准确的钻前压力预测结果对于发现油气藏、保障钻井安全、保护油气层具有十分重要的意义。常规方法预测异常高压多采用地震层速度或已钻井测井曲线进行分析，仅用地震层速度导致纵向分辨率不足，而仅用已钻井测井曲线无法兼顾横向压力预测的要求。此文针对常规压力预测中存在的不足，以已钻井压力测试数据为质量控制条件，以精细构造层位为框架，利用地震数据、层速度和已钻井测井数据进行约束反演，在多参数约束下依据已钻井压力计算参数和地质信息将反演得到的速度体转换为压力体。该方法已成功应用于实际生产。经B1井钻后实测压力数据结果的比较，吻合较好。

异常高压；地层压力预测；反演；Eaton法

异常高压的准确预测不仅有助于保障钻井施工安全，同时还有助于寻找深层高孔优质储层。常规压力预测方法大多利用地震层速度或者已钻井资料作为预测基础。地震层速度数据预测地层压力会存在纵向分辨率不足、拾取速度谱所造成的人为影响以及采用单一数据预测结果约束不足的问题。虽然已钻井资料纵向上分辨率较高，可供邻区内待钻井压力预测时参考，但是由于构造、断层、岩性等因素的影响，平面预测存在不足[1-2]。

本文用实际压力测试数据作为质控条件，以已钻井的井点压力计算结果及参数作为待钻井的预测参数，将井约束反演得到的速度体转换为压力数据体。该方法综合利用多种数据源（测井数据、地震数据体、地震层速度体、地质信息、测试资料）共同约束分析预测，提高了压力预测精度，并为无井区压力预测提供了技术支撑。

1 方法思路

结合目前常规压力预测方法所存在的问题以及异常高孔隙压力时地球物理参数表现的高声波时差、低密度、低电阻率、低纵波阻抗的特征，本文将构造解释成果、地震资料（包括速度数据、地震反演数据）、测井资料、测试数据（MDT）和实钻资料等进行综合分析（图1）。

首先从已钻井点开始分析，计算地区地层压实系数、上覆地层压力及静水压力，采用Eaton法计算已钻井处地层压力数据，并与实际测试数据（MDT）进行相对误差分析和质量控制；其次构建精细地层模型框架，将层速度信息作为低频约束条件，进行井约束下的纵波阻抗反演，获取反演速度体资料，以测井压力预测结果及压力实测资料为约束，通过Eaton公式将速度体转换成压力数据体。

图1 多参数约束压力预测流程

2 方法应用

首先利用已收集钻井资料，按照前述流程，计算地层压实系数、静水压力及上覆地层压力[3-5]。

地层压实系数公式为：

式中：Δt0为深度等于零时的声波时差；D为深度；Δt为测井声波时差；C为地层正常压实系数。

据此建立的正常压实趋势线，其斜率值即C值见表1。

静水压力梯度公式为：

表1 各层段正常压实系数及Eaton系数

上覆地层压力梯度公式为：

式中：Goi为一定深度上覆岩层压力梯度，Pa/m；dw为海水密度，kg/m3；hw为海水深度，m； d0为上部无密度测井地层段平均密度，kg/ m3；h0为上部无密度测井地层段厚度，m；dbi为一定深度的密度散点数据，kg/m3；Δh为深度间隔，m；ρ为孔隙流体密度，kg/m3；g为重力加速度；z为深度，m；Ph为静水压力，Pa 。

Eaton公式为：

式中：Gp为地层压力梯度，Pa/m；Δtn为正常趋势线上的声波时差值；Δtc为实际的声波时差值（图2）。

图2 Eaton法井点压力预测结果

图2中黑色曲线为Eaton法预测的地层压力，浅蓝色的点为实测MDT数据。可以看到，预测结果与实测数据的吻合度较高，相对误差小于4%。

通过已钻井确定区域压力预测参数，对层速度数据进行异常值校正和构建低频约束，在精细地层框架及已钻井的约束下反演得到速度体，再用Eaton公式将速度体转换成压力数据体（图3）。从井点压力值与压力体对比可以看到，两者吻合程度较好。图4可以看出，不同颜色的曲线是A1~A7井预测的压力系数，对应颜色的点是实测压力点，吻合度均较好。

为了验证该方法预测结果的可靠性，在本区新钻B1井开钻前，用已得到的压力数据体对深部目的层进行钻前压力预测（图4）。图中红色曲线为B1井钻前压力预测曲线，显示深层存在高压，主力目的层压力系数大于1.8。在完钻以后该井进行了MDT测试，图中红色点是实测MDT测试点。从钻前预测的压力和完钻后实测MDT数据对比可以看出，该方法计算的压力数据体精度较高，能够满足生产中压力预测工作的要求（表2）。

3 结论

针对常规压力预测方法存在的不足，以测井压力数据为基础，结合地质资料、测试数据、地震速度等共同约束反演，得到了精细压力体的多参数预测流程。运用该压力预测方法能得到未钻井点压力预测曲线，提高压力预测的可靠性，弥补平面压力预测的不足，为钻井安全提供保障。同时，可以利用压力体寻找压力异常带，依据已钻井异常高压与优质储层的相互关系寻找优质储层。

图3 过多井Eaton公式计算压力剖面图

表2 B1井实测/预测压力系数对比

[1]连太炜，樊洪海，于玲玲. 测井约束地震反演在地层孔隙压力预测中的应用[J]. 西部探矿工程，2009，21（6）：64-65.

[2]管红. 井约束地震反演预测地层压力的方法——以渤海湾盆地某凹陷为例[J]. 天然气地球科学，2008，19（2）：276-279.

[3]赵焕欣，高祝军. 用声波时差预测地层压力的方法[J]. 石油勘探与开发，1995，22（2）：80-85.

[4]陈学国. 三维地层压力预测方法及应用研究[J]. 石油钻探技术，2005，33（3）：13-15.

[5]樊洪海，张传进. 上覆岩层压力梯度合理计算及拟合方法[J].石油钻探技术，2002，30（6）：6-8.

Study about the Technology for Fine Prediction of Formation Pressure

JIANG Cen, LIU Miao
（Institute of Exploration and Development, SINOPEC Shanghai Offshore Oil & Gas Company, Shanghai 200120, China）

The abnormal high pressure might unfavorable for drilling safety， personal safety and property safety， and might influence the process of sequential hydrocarbon exploration. However, the abnormal high pressure might preserve the porosity in deep reservoirs， being favorable for hydrocarbon migration and accumulation. Therefore， it is very significant to forecast accurately the pre-drilling formation pressure for discovery of hydrocarbon reservoir, guarantee of drilling safety and protection of reservoir formation. The forecast of abnormal high pressure is usually conducted with the method of the interval velocity or logging data. If only the interval velocity is used in pressure prediction, the vertical seismic resolution will not be high enough. If only logging data is used in pressure prediction, the requirements for forecast of horizontal pressure could not be reached. To overcome the shortcomings of conventional forecast method， using MDT as quality controlling conditions， with fine structural horizon data as frameworks， restricted inversion has been conducted by using the seismic data, the interval velocity and logging data. Through constrains with multiparameters ， based on and pressure parameters from the drilled wells and geological information， the velocity volume finally obtained through inversion is used to calculate pressure volume. The new method has been used to actual production. The final prediction result is matched well with the actually measured pressure data from well B1 after drilling.

Overpressure; formation pressure prediction; inversion; Eaton method

P631.1+4

A DOI:10.3969/j.issn.1008-2336.2016.03.026

1008-2336（2016）03-0026-04

2016-04-07；改回日期：2016-05-03

蒋涔，男，1983年生，2010年毕业于成都理工大学地球探测与信息技术专业，主要从事储层预测工作。

E-mail：jiangcen.shhy@sinopec.com。