一种富有机质泥页岩地层流体压力系数预测方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种富有机质泥页岩地层流体压力系数预测方法、装置以及存储介质和计算机设备，该方法基于磷灰石裂变径迹年龄和长度分布数据，通过裂变径迹长度模拟，确定抬升时间和隆升剥蚀过程，依据古温标Ro数据，通过古温标反演，确定剥蚀量，在抬升时间和剥蚀量和剥蚀量恢复基础上，通过埋藏史恢复，获得泥页岩在地质历史时期所经受的最大垂直有效压力，在最大垂直有效压力和现今垂直有效压力确定之后，确定泥页岩超固结比OCR值。本发明专利技术依据数学模型，利用超固结比OCR值来预测富有机质泥页岩的地层流体压力系数，从而为勘探的地质评价和工程评价提供一项关键参数指标。价和工程评价提供一项关键参数指标。价和工程评价提供一项关键参数指标。

【技术实现步骤摘要】
一种富有机质泥页岩地层流体压力系数预测方法和装置


[0001]本专利技术涉及海洋和陆地地球物理勘探
，特别涉及地震资料处理中的富有机质泥页岩地层流体压力系数预测方法、装置以及相应的存储介质和计算机设备。

技术介绍

[0002]地层流体压力(或者地层压力、孔隙压力、流体压力等)系数为地下某一深度处的地层压力与该深度处的静水压力之比值。依据地层压力系数的大小，可将地层的压力特征划分为超压、常压和低压。由于干酪根生烃或液态烃裂解生气等作用下，超压是富有机质泥页岩中经常存在的地质现象，或者至少在地质历史时期存在过超压现象，即使现今为常压状态。
[0003]中国南方海相层系富有机质泥页岩广泛分布，其中志留系龙马溪组泥页岩为目前海相页岩气勘探的重要层系。近年来中国南方志留系龙马溪组页岩气勘探取得了一系列重大突破，在涪陵、威远、长宁、武隆、彭水等地区获得了一系列重大商业页岩气发现，同时也认识到在不同地区同一层系的地层流体压力系数存在显著差异，有的表现为超压，有的为常压。并且，地层流体压力系数与页岩气探井产量密切相关，而且也是页岩气保存环境好坏的判识指标。一般地，超压页岩气藏游离气含量高，单井产量高，而常压页岩气藏吸附气含量相对高，单井产量低。四川盆地之外的页岩气探井龙马溪组流体压力现今均为常压，反映保存条件遭受一定程度的破坏。虽然常压页岩气藏通常单井产量较低，但分布范围广，总资源量大，因此，常压页岩气的形成机制亦是目前关注的热点，地层压力预测已经成为经历过复杂构造改造的中国南方海相页岩气勘探地质评价和工程评价的重要研究内容。
[0004]富有机质泥页岩地层流体压力系数预测目前通常仍然采用传统的地层流体压力预测方法，比如依靠地震速度(杨顺辉,余夫,豆宁辉等.纵波速度在碳酸盐岩地层压力评价中的方法探讨.钻采工艺,2015,38(2):1-4)、泥岩声波时差(付广,张发强.利用声波时差资料研究欠压实泥岩盖层古压力封闭能力的方法.石油地球物理勘探,1998,33(6):812-818.)和声波速度及地震属性反演方法(佘晓宇,吴亚军,罗开平等.利用地震层速度和声波时差预测盖层封闭能力.石油与天然气地质,1999,20(2):155-159)等开展地层压力预测研究。然而，中国南方富有机质泥页岩早期埋藏深度大，经历了强烈的压实和成岩演化过程(赵宗举,朱琰,等.中国南方中、古生界古今油气藏形成演化控制因素及勘探方向.天然气工业,2002,22(5):1-6；王清晨,蔡立国.中国南方显生宙大地构造演化简史.地质学报,2007,81(8):1025-1040)，有机质热演化程度高，干酪根生烃和液态烃裂解生气作用下都有过超压现象(马永生,郭彤楼,付孝悦肖朝辉.中国南方海相石油地质特征及勘探潜力.海相油气地质,2002,7(3):19-27)。由于晚期遭受强烈的构造改造作用，地层褶皱变形或断裂发育，抬升卸载，遭受剥蚀，控制地层压力的演化过程。以上传统方法在中国南方富有机质泥页岩地层流体压力系数预测中应用效果往往不理想，误差较大。因为泥岩声波时差等传统方法一般仅适用于中新生代持续沉降的压实程度相对较小的年轻的沉积盆地，对于地层时代老、压实程度高、经历多期构造改造的中国南方海相高演化页岩层系，超压响应不明显；
地震属性反演方法由于受地震资料本身的精度限制，在超压预测(或地层流体压力系数预测)中也存在很大的局限性。
[0005]近年来，由于页岩气产业的快速发展，对富有机质泥页岩地层流体压力的研究亦有所关注。刘玉霞等(刘玉霞,王亮,程秀梅等.高成熟度页岩有机孔隙结构与压力系数关系初探——以川东南志留统龙马溪组为例.油气藏评价与开发,2017,7(4):77-82)认为，高成熟度页岩有机孔隙结构与压力系数关系存在明显的相关性。页岩有机质孔隙的发育程度不仅与有机质含量、热成熟度等内在因素相关，也很大程度上受到外在保存条件的影响，特别是我国普遍存在的高成熟度页岩中。超压的地区有机孔隙往往较发育，SEM下观察以数百纳米的大孔为主，且圆度极高。压力系数降低之后，有机质孔径逐渐降至200nm以内，孔隙发生变形，圆度降低。李金磊(李金磊.涪陵焦石坝页岩气层压力预测技术研究.石油物探,2017,56(4):567-574)提出了基于裂缝修正的压力系数预测技术。基于归一化的曲率属性定量表征裂缝密度，建立压力偏低系数预测模型，最后综合考虑地层速度和裂缝密度，实现复杂构造区的压力系数预测。王斌等(王斌,雍学善,潘建国等.纵横波速度联合预测地层压力的方法及应用.天然气地球科学,2015,26(2):367-370)从杨氏模量结合波动方程推导了有效应力与纵、横波速度及密度之间对应关系计算非常规储层孔隙流体压力。李玉凤等(李玉凤,孙炜,何巍巍等.基于叠前反演的泥页岩地层压力预测方法.岩性油气藏,2019,31(1):113-121)提出了利用异常地层压力识别因子预测泥页岩地层压力的方法，该方法考虑了纵波阻抗和岩石泊松比两个参数。换言之，用于预测地层流体压力系数的参数是纵波阻抗和岩石泊松。
[0006]勘探实践证明，上述现有的地层流体压力系数预测方法具有局限性，尤其对于例如中国南方海相高演化泥页岩而言，准确预测压力系数仍然存在巨大的挑战。

技术实现思路

[0007]针对上述问题，本专利技术提供了一种富有机质泥页岩地层流体压力系数预测方法、装置以及相应的存储介质和计算机设备。
[0008]首先，本专利技术提供了一种富有机质泥页岩地层流体压力系数预测方法，包括：
[0009]S100，通过裂变径迹长度模拟确定待研究区域的抬升剥蚀时间；
[0010]S200，利用古温标Ro数据，通过古温标反演确定待研究区域的剥蚀量；
[0011]S300，在抬升时间和剥蚀量以及剥蚀量恢复的基础上，通过埋藏史恢复确定待研究区域的最大古埋深，从而确定待研究区域在地质历史时期所经受的最大垂直有效压力；
[0012]S400，根据待研究区域的钻井分层数据确定待研究区域的现在今埋深，进而确定待研究区域的现今垂直有效压力；
[0013]S500，根据待研究区域的最大垂直有效压力和现今垂直有效压力，确定待研究区域的超固结比OCR；
[0014]S600，利用待研究区域的地层压力系数和超固结比OCR的实测数据，通过拟合建立描述待研究区域的地层压力系数与超固结比OCR之间对应关系的数学模型；
[0015]S700，根据待研究区域的超固结比OCR，利用描述待研究区域的地层压力系数与超固结比OCR之间对应关系的数学模型来预测待研究区域的地层压力系数。
[0016]根据本专利技术的实施例，所述步骤100中，通过待研究区域的样品的磷灰石裂变径迹
年龄和径迹长度分布数据模拟来确定待研究区域的抬升剥蚀时间。
[0017]根据本专利技术的实施例，所述步骤200包括：将古温标Ro值转换成最高古地温值,然后以构造层为单位,将古地温值与其对应深度进行线性回归,求得各构造层的古地温梯度和相应的古地表温度,再基于各构造层的古地温梯度和相应的古地表温度来求取剥本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种富有机质泥页岩地层流体压力系数预测方法，包括：S100，通过裂变径迹长度模拟确定待研究区域的抬升剥蚀时间；S200，利用古温标Ro数据，通过古温标反演确定待研究区域的剥蚀量；S300，在抬升时间和剥蚀量以及剥蚀量恢复的基础上，通过埋藏史恢复确定待研究区域的最大古埋深，从而确定待研究区域在地质历史时期所经受的最大垂直有效压力；S400，根据待研究区域的钻井分层数据确定待研究区域的现在今埋深，进而确定待研究区域的现今垂直有效压力；S500，根据待研究区域的最大垂直有效压力和现今垂直有效压力，确定待研究区域的超固结比OCR；S600，利用待研究区域的地层压力系数和超固结比OCR的实测数据，通过拟合建立描述待研究区域的地层压力系数与超固结比OCR之间对应关系的数学模型；S700，根据待研究区域的超固结比OCR，利用描述待研究区域的地层压力系数与超固结比OCR之间对应关系的数学模型来预测待研究区域的地层压力系数。2.根据权利要求1所述的富有机质泥页岩地层流体压力系数预测方法，其特征在于，所述步骤100中，通过待研究区域的样品的磷灰石裂变径迹年龄和径迹长度分布数据模拟来确定待研究区域的抬升剥蚀时间。3.根据权利要求1所述的富有机质泥页岩地层流体压力系数预测方法，其特征在于，所述步骤200包括：将古温标Ro值转换成最高古地温值,然后以构造层为单位,将古地温值与其对应深度进行线性回归,求得各构造层的古地温梯度和相应的古地表温度,再基于各构造层的古地温梯度和相应的古地表温度来求取剥蚀厚度。4.根据权利要求1所述的富有机质泥页岩地层流体压力系数预测方法，其特征在于，所述步骤300中，根据下式确定最大垂直有效压力：σ
’
max
＝ρ1gZ
max
式中，σ
’
max
为最大垂直有效压力，MPa；ρ1为最大古埋深时上覆地层密度，g/cm3；g为重力加速度，m/s2；Z
max
为最大古埋深，m。5.根据权利要求1所述富有机质泥页岩地层流体压力系数预测方法，其特征在于，所述步骤400中，根据下式确定现今垂直有效压力：σ
’
＝ρ2gZ式中，σ'为最大垂直有效压力，MP...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁玉松，郑惠光，郝运轻，张荣强，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院，
类型：发明
国别省市：