一种基于地震资料的煤层流体压力预测方法技术

本申请涉及一种基于地震资料的煤层流体压力预测方法，包括：根据测井资料计算煤层底板等高线，并将煤层底板划分为网格单元；采用测井资料与地震资料进行叠后反演，获取煤层上覆地层的密度场；针对煤层底板的每一网格单元，通过密度场计算煤层上覆地层压力；获取煤层的岩石物理参数，计算煤层孔隙流体等效速度；根据煤层上覆地层压力和煤层孔隙流体等效速度计算煤层孔隙流体压力；根据煤层上覆地层压力和煤层孔隙流体压力计算煤层煤岩骨架压力。本申请的方案基于地震资料预测煤层压力，可以从宏观区域上来把握煤层压力的分布规律；地震资料是目前能够得到大范围地震层速度的唯一来源，因而本方案是钻探之前进行预测的唯一可行的技术。

【技术实现步骤摘要】
一种基于地震资料的煤层流体压力预测方法
本申请涉及矿山地质与安全
，具体涉及一种基于地震资料的煤层流体压力预测方法。
技术介绍
对于未固结的压实成因的沉积岩，上覆地层的压力p0和孔隙流体的压力pf和岩石骨架的压力pc有如下的平衡公式：p0＝pf+pc(1)它构成了煤层流体压力预测的基本原理。式中pf为煤层孔隙流体的压力。岩石骨架应力pc又被称为有效应力。在沉积岩沉积过程中，上覆地层受到岩石骨架压力和孔隙流体压力的共同支撑。压力平衡公式说明，如果孔隙流体压力高，则岩石骨架压力低；如果孔隙流体压力低，则岩石骨架压力高。在正常的情况下，沉积物质，随着沉积的加厚逐渐被深埋地下。由于上覆地层逐渐加重，迫使水分被挤出，孔隙度减小，沉积物质逐渐被压实。一般情况下上覆地层压力、岩石孔隙流体压力会按一定地压梯度规律增加，正常情况下，地层中的流体处于连通状态，此时地层压力等于静水压力。目标区具体的压力变化规律需要根据当地实际的地层压力测试获得。对于煤层而言，有其特殊性，其自身既是烃源岩又是储气层，煤岩中的有机质成熟后将生成大量煤层瓦斯。这些瓦斯气体的体积大大地超过原来煤岩有机质本身的体积，这些不断生成的新生流体进入烃源岩的孔隙空间，将使孔隙流体体积增大。在正常压实的情况下，多余的流体将被排出烃源岩；而由于煤储层圈闭条件较好和煤储层自身的吸附性，造成排气受阻，瓦斯的生成必然造成孔隙压力的增大，促进煤层异常高压的形成。在不同的煤矿区中，异常煤层压力的产生往往以某一种或几种成因占主导地位，其它成因基本不起作用或作用不明显。在岩石物理上，对异常高压地层，孔隙流体压力比正常压力高，使得颗粒间有效应力减小，地层的孔隙度将增大，密度、电阻率、自然伽马射线强度减小，而中子孔隙度、声波时差则增大。而异常低压地层的孔隙流体压力比正常压力低，使得颗粒间有效应力变大，地层孔隙度将减小，中子孔隙度、声波时差减小，而密度、电阻率、自然伽马射线强度增大。因此可以基于构造、地热、沉积、有机等地质分析和地球物理探测方法来开展煤层这种自生自储地层的孔隙流体压力的预测。相关技术中，对煤层流体压力进行预测都是基于测井资料，然而测井资料仅是一孔之见，无法准确地反映大面积的区域性分布特征，预测效果不好；而且要钻井之后才能获得测井资料，因此无法在钻探之前进行预测。
技术实现思路
为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种基于地震资料的煤层流体压力预测方法。根据本申请实施例的第一方面，提供一种基于地震资料的煤层流体压力预测方法，包括：根据测井资料计算煤层底板等高线，并将煤层底板划分为网格单元；采用测井资料与地震资料进行叠后反演，获取煤层上覆地层的密度场；针对煤层底板的每一网格单元，通过密度场计算煤层上覆地层压力；获取煤层的岩石物理参数，计算煤层孔隙流体等效速度；根据煤层上覆地层压力和煤层孔隙流体等效速度计算煤层孔隙流体压力；根据煤层上覆地层压力和煤层孔隙流体压力计算煤层煤岩骨架压力。进一步地，所述根据测井资料计算煤层底板等高线，包括：根据测井资料获得煤层反射波时间；通过时深转换公式，将煤层反射波时间转换为深度的煤层底板等高线。进一步地，所述根据测井资料获得煤层反射波时间，包括：通过测井资料层位标定确定煤层的时间层位；根据一定的网格或自动追踪技术获得煤层反射波时间。进一步地，所述采用测井资料与地震资料进行叠后反演，包括：采用测井资料、地震资料及其层位解释数据，选取雷克子波进行井震相关分析，优化地震反演模型与地震资料间的相关性；通过基于地震反演模型的叠后反演方法，获取煤层上覆地层的波阻抗场。进一步地，所述获取煤层上覆地层的密度场，包括：通过Gardner公式将波阻抗场转换为密度场。进一步地，所述通过密度场计算煤层上覆地层压力，包括：针对煤层底板的每一网格单元，其承载的上覆地层压力为：依次计算目标范围内煤层底板的各网格单元的上覆地层压力，即可获得煤层上覆地层压力。进一步地，所述煤层的岩石物理参数是通过煤层原位取样，并对煤岩石进行物理测试而获得的；所述煤层的岩石物理参数至少包括：煤层孔隙水饱和度S、煤层孔隙水的地震速度vW、煤层孔隙瓦斯的地震速度vG、煤层孔隙水的密度ρW、煤层孔隙瓦斯的密度ρG、煤层基质地震速度vCM。进一步地，所述计算煤层孔隙流体等效速度，包括：煤层孔隙流体等效速度为：其中，ρCFL＝ρWS+ρG(1-S)，ρCFL为煤层孔隙双相等效流体的密度。进一步地，所述计算煤层孔隙流体压力，包括：其中，vCI为煤层地震实测速度，通过对煤岩石样本进行物理测试获得；所述计算煤层煤岩骨架压力，包括：pCC＝p0-pCFL。根据本申请实施例的第二方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上任意一种实施例所述方法的操作步骤。本申请的实施例提供的技术方案具备以下有益效果：本申请的方案基于地震资料预测煤层压力，可以从宏观区域上来把握煤层压力的分布规律，对大面积进行区域性预测；地震资料是目前能够得到大范围地震层速度的唯一来源，因而本方案是钻探之前进行预测的唯一可行的技术。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。图1是根据一示例性实施例示出的一种基于地震资料的煤层流体压力预测方法的流程图。图2是本专利技术基于三维地震资料的煤层流体压力预测技术路线图。图3是本专利技术实施例的煤层上覆地层、孔隙流体和煤岩石骨架及其地震探测示意图。图4是本专利技术实施例的地震资料解释的煤层底板等高线图。图5是本专利技术实施例的叠后地震反演流程。图6是本专利技术实施例的煤层煤上覆地层压力分布图。图7是本专利技术实施例的煤系地层的声波时差曲线及正常地层压力趋势线。图8是本专利技术实施例的不同方法计算地层地震层速度剖面对比图。图9是本专利技术实施例的煤层孔隙流体压力分布图。图中：Ⅰ-煤系地层结构；Ⅱ-煤系地层的三维地震反射波场；Ⅲ-煤层煤岩及其孔隙系统；1-地下赋存煤层；2-煤系地层的界面；3-煤矿区三维地震波场的激发震源；4-三维地震波场的观测线；5-三维地震波场的接收检波器；6-三维地震波场的地层界面处反射点；7-煤层煤岩发育裂隙；8-煤岩端裂隙；9-煤岩面裂隙；10-煤岩微孔隙；11-煤岩基质骨架；12-煤岩微孔隙游离瓦斯；13-煤岩微孔隙表面吸附瓦斯；14-煤岩基质内吸附瓦斯；15-正常地层压力基线，16-异常压力带。具体实施方式这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于地震资料的煤层流体压力预测方法，其特征在于，包括：/n根据测井资料计算煤层底板等高线，并将煤层底板划分为网格单元；/n采用测井资料与地震资料进行叠后反演，获取煤层上覆地层的密度场；/n针对煤层底板的每一网格单元，通过密度场计算煤层上覆地层压力；/n获取煤层的岩石物理参数，计算煤层孔隙流体等效速度；/n根据煤层上覆地层压力和煤层孔隙流体等效速度计算煤层孔隙流体压力；/n根据煤层上覆地层压力和煤层孔隙流体压力计算煤层煤岩骨架压力。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于地震资料的煤层流体压力预测方法，其特征在于，包括：
根据测井资料计算煤层底板等高线，并将煤层底板划分为网格单元；
采用测井资料与地震资料进行叠后反演，获取煤层上覆地层的密度场；
针对煤层底板的每一网格单元，通过密度场计算煤层上覆地层压力；
获取煤层的岩石物理参数，计算煤层孔隙流体等效速度；
根据煤层上覆地层压力和煤层孔隙流体等效速度计算煤层孔隙流体压力；
根据煤层上覆地层压力和煤层孔隙流体压力计算煤层煤岩骨架压力。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据测井资料计算煤层底板等高线，包括：
根据测井资料获得煤层反射波时间；
通过时深转换公式，将煤层反射波时间转换为深度的煤层底板等高线。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据测井资料获得煤层反射波时间，包括：
通过测井资料层位标定确定煤层的时间层位；
根据一定的网格或自动追踪技术获得煤层反射波时间。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用测井资料与地震资料进行叠后反演，包括：
采用测井资料、地震资料及其层位解释数据，选取雷克子波进行井震相关分析，优化地震反演模型与地震资料间的相关性；
通过基于地震反演模型的叠后反演方法，获取煤层上覆地层的波阻抗场。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述获取煤层上覆地层的密度场，包括：
通...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷裁云，周全超，柳宝平，高利晶，胡生奎，李继升，顾雷雨，高健勋，孙福龙，杨雷雷，赛永久，乔力帆，吴犇，
申请(专利权)人：华能煤炭技术研究有限公司，云南滇东雨汪能源有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11