本發(fā)明涉及地層壓力預(yù)監(jiān)測的，更具體地，涉及一種隨鉆預(yù)測鉆頭前方地層孔隙壓力方法。

背景技術(shù)：

1、地層孔隙壓力是指地層孔隙介質(zhì)中流體具有的壓力。通常情況下，地層處于正常壓實狀態(tài)，壓力接近靜水壓力。在快速沉積沉降的新生代盆地中，細粒沉積物隨埋深的增加，排水效率降低，地層流體滯留在地層孔隙中，部分承擔(dān)上覆地層載荷，形成異常高壓。異常高壓地層油氣勘探過程中，需要準確預(yù)測地層壓力隨埋深的變化特征，為鉆井工程的套管程序設(shè)計、泥漿性能優(yōu)化提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

2、在鉆井過程中，利用隨鉆測井、錄井和鉆井工程參數(shù)可以實時監(jiān)測已鉆遇地層的壓力情況，同時需要對鉆頭前方未鉆開地層的壓力進行預(yù)測，預(yù)防鉆頭前方潛在高壓可能帶來的工程風(fēng)險。

3、目前比較常見的鉆頭前方未鉆開地層壓力預(yù)測方法有中途vsp技術(shù)和隨鉆疊前深度偏移技術(shù)。中途vsp技術(shù)基于零偏vsp記錄的上行波場反演求取鉆頭下方地層層速度；隨鉆疊前深度偏移基于隨鉆過程中地震疊前深度偏移迭代處理求取鉆頭下方地層層速度，進而根據(jù)速度-壓力關(guān)系求取鉆頭下方地層壓力。但是，無論是中途vsp技術(shù)還是隨鉆疊前深度偏移技術(shù)，都存在分析周期長、速度求取精度低、效率低的特點，無法滿足鉆井作業(yè)高效安全的需要。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有的中途vsp技術(shù)和隨鉆疊前深度偏移技術(shù)實施周期長、效率低的缺陷，提供一種隨鉆預(yù)測鉆頭前方地層孔隙壓力方法，能夠在鉆井過程中對鉆頭前方未鉆開地層開展連續(xù)孔隙壓力預(yù)測，實現(xiàn)持續(xù)逼近、準確預(yù)測鉆頭前方地層孔隙壓力的目的。

2、本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

3、一種隨鉆預(yù)測鉆頭前方地層孔隙壓力方法，包括以下步驟：

4、步驟s1、收集鄰井的測量地層縱波速度和地層孔隙壓力數(shù)據(jù)，建立地層孔隙壓力計算模型；

5、步驟s2、采集正鉆井的隨鉆測量縱波速度數(shù)據(jù)和巖性數(shù)據(jù)；

6、步驟s3、設(shè)置深度步長δd；

7、步驟s4、對所述正鉆井的已鉆開井段進行泥巖識別，并沿深度以所述深度步長δd間隔進行分段，擬合鉆頭所處的δd深度段上的泥巖縱波速度vi和深度di的關(guān)系；

8、步驟s5、根據(jù)步驟s4所擬合的泥巖縱波速度vi和深度di的關(guān)系，預(yù)測鉆頭前方δd深度段的泥巖速度；

9、步驟s6、根據(jù)步驟s1建立的地層孔隙壓力計算模型，預(yù)測鉆頭前方δd深度段的地層孔隙壓力；

10、步驟s7、正鉆井繼續(xù)鉆進至新的深度，迭代步驟s2-s6，直至地層孔隙壓力隨鉆預(yù)測工作結(jié)束。

11、進一步地，在步驟s1中，所述地層縱波速度包括測井縱波速度。

12、進一步地，在步驟s1中，所述地層縱波速度還可以包括垂直地震剖面速度。

13、進一步地，在步驟s1中，所述地層孔隙壓力數(shù)據(jù)包括通過電纜測量或者通過鉆桿測試直接測量的地層孔隙壓力數(shù)據(jù)。

14、進一步地，在步驟s1中，所述地層孔隙壓力計算模型為地層速度與地層孔隙壓力的函數(shù)關(guān)系，其表達式為：

15、

16、式中，p為地層孔隙壓力，

17、vn為正常壓實地層的縱波速度，

18、vi為實際測量的地層縱波速度，

19、f為地區(qū)經(jīng)驗系數(shù)。

20、進一步地，步驟s3中，深度步長δd為5m-200m。

21、進一步地，步驟s4中，已鉆開井段的泥巖識別根據(jù)步驟s2采集到的巖性數(shù)據(jù)。

22、進一步地，作為其中一種方案，步驟s4中，鉆頭所處的δd深度段上的泥巖縱波速度vi和深度di的擬合關(guān)系采用一次線性函數(shù)表示，其表達式為：

23、vi＝a×di+b

24、式中，a、b均為擬合系數(shù)。

25、進一步地，作為另一種方案，在步驟s4中，鉆頭所處的δd深度段上的泥巖縱波速度vi和深度di的擬合關(guān)系采用常數(shù)函數(shù)表示，其表達式為：

26、vi＝vc

27、式中，vc為對應(yīng)深度段上泥巖縱波速度的平均速度，為常數(shù)且與深度無關(guān)。

28、進一步地，步驟s7中，正鉆井繼續(xù)鉆進過程中，所述迭代可以從任意一個新的深度開始。

29、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

30、與現(xiàn)有的中途vsp技術(shù)或者隨鉆疊前深度偏移技術(shù)相比，本發(fā)明所公開的方法實施周期短，效率高，并且能夠?qū)崿F(xiàn)持續(xù)逼近、準確預(yù)測鉆頭前方地層孔隙壓力的目的。本發(fā)明能夠迭代實現(xiàn)鉆頭前方地層孔隙壓力的連續(xù)預(yù)測，進而能夠?qū)崿F(xiàn)鉆井過程中鉆頭前方未鉆開地層的連續(xù)孔隙壓力預(yù)測，及時發(fā)現(xiàn)鉆頭前方地層中潛在的異常高壓，降低鉆井作業(yè)風(fēng)險。

技術(shù)特征：

1.一種隨鉆預(yù)測鉆頭前方地層孔隙壓力方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隨鉆預(yù)測鉆頭前方地層孔隙壓力方法，其特征在于，步驟s1中，所述地層縱波速度包括測井縱波速度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隨鉆預(yù)測鉆頭前方地層孔隙壓力方法，其特征在于，步驟s1中，所述地層縱波速度包括垂直地震剖面速度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隨鉆預(yù)測鉆頭前方地層孔隙壓力方法，其特征在于，步驟s1中，所述地層孔隙壓力數(shù)據(jù)包括通過電纜測量或者通過鉆桿測試直接測量的地層孔隙壓力數(shù)據(jù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的隨鉆預(yù)測鉆頭前方地層孔隙壓力方法，其特征在于，步驟s1中，所述地層孔隙壓力計算模型為地層速度與地層孔隙壓力的函數(shù)關(guān)系，其表達式為：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隨鉆預(yù)測鉆頭前方地層孔隙壓力方法，其特征在于，步驟s3中，深度步長δd為5m-200m。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隨鉆預(yù)測鉆頭前方地層孔隙壓力方法，其特征在于，步驟s4中，已鉆開井段的泥巖識別根據(jù)步驟s2采集到的巖性數(shù)據(jù)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隨鉆預(yù)測鉆頭前方地層孔隙壓力方法，其特征在于，步驟s4中，鉆頭所處的δd深度段上的泥巖縱波速度vi和深度di的擬合關(guān)系采用一次線性函數(shù)表示，其表達式為：

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隨鉆預(yù)測鉆頭前方地層孔隙壓力方法，其特征在于，步驟s4中，鉆頭所處的δd深度段上的泥巖縱波速度vi和深度di的擬合關(guān)系采用常數(shù)函數(shù)表示，其表達式為：

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隨鉆預(yù)測鉆頭前方地層孔隙壓力方法，其特征在于，步驟s7中，正鉆井繼續(xù)鉆進過程中，所述迭代可以從任意一個新的深度開始。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種隨鉆預(yù)測鉆頭前方地層孔隙壓力方法，包括收集鄰井的測量地層縱波速度和地層孔隙壓力數(shù)據(jù)，建立地層孔隙壓力計算模型，采集正鉆井的隨鉆測量縱波速度數(shù)據(jù)和巖性數(shù)據(jù)并設(shè)置深度步長Δd，接著對所述正鉆井的已鉆開井段進行泥巖識別，并沿深度以所述深度步長Δd間隔進行分段，擬合鉆頭所處的Δd深度段上的泥巖縱波速度V<subgt;i</subgt;和深度d<subgt;i</subgt;的關(guān)系，進而預(yù)測鉆頭前方Δd深度段的泥巖速度和地層孔隙壓力。本發(fā)明所公開的方法實施周期短，效率高，能夠?qū)崿F(xiàn)持續(xù)逼近、準確預(yù)測的目的，并且能夠迭代實現(xiàn)鉆頭前方地層孔隙壓力的連續(xù)預(yù)測。

技術(shù)研發(fā)人員：劉兵,胡林,李芳,劉仕友,李虎,李依林,赫建偉
受保護的技術(shù)使用者：中海石油（中國）有限公司海南分公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10