当前位置：文档之家 › 地层孔隙压力预测新方法

地层孔隙压力预测新方法

  • 格式：pdf
  • 大小：474.31 KB
  • 文档页数：6

下载文档原格式

  / 6

合集下载

泥页岩地层孔隙压力的预测方法

泥页岩地层孔隙压力的预测方法

泥页岩地层孔隙压力的预测方法左　星1　何世明1　黄　桢2　范兴亮2　李　薇1　曾永清3(11西南石油大学,四川成都610500;21四川石油管理局川东开发公司,重庆400021;31塔里木油田公司勘探事业部,新疆库尔勒841000) 摘　要　勘探开发过程中,由于地层孔隙压力预测不准,时常造成井眼坍塌、破裂,这不但影响了工程的进行,而且带来了巨大的经济损失。

因此,准确预测地层孔隙压力,对钻井设计中钻井液密度的选择和合理的井身结构设计起着重要作用,同时也是打好一口井的重要因素。

文中概述了关于地层孔隙压力预测的一系列方法,并通过实例来说明如何准确预测,最后针对预测方法的局限性提出了一些建议。

关键词　勘探开发　预测　地层孔隙压力　钻井液密度　 地层孔隙压力预测方法的理论基础是压实理论、均衡理论及有效应力理论,预测方法有钻速法、地球物理方法(地震波)、测井法(声波时差)等。

目前单一应用某一种方法是很难准确评价一个地区或区块的地层孔隙压力,往往需要运用多种方法形成一种规范的预测准则[1],来进行综合分析和解释。

地层孔隙压力评价方法可分为2类:一类是利用地震资料或已钻井资料进行预测,建立单井或区块地层压力剖面,用于钻井工程设计、施工;另一类是钻井过程中监测地层压力,掌握地层压力实际变化,确定现行钻井措施及溢流监控。

3 目前常用的地层孔隙压力预测方法有钻前预测地层压力、随钻检测地层压力和钻井后检测地层压力。

1　钻前预测地层压力由于在钻某一区块的第一口井时没有可用的测井资料及邻井相关数据,所以只能通过地震资料来估算地层压力[2]。

预测原理:地震波在地层中的传播速度与地层岩石的岩性压实程度、埋藏深度以及地质时代等因素有关。

一般情况下,地震波的传播速度随地层的埋藏深度的加大而增加,地震波在地层介质中的传播速度与岩层埋藏深度、岩石沉积时代和岩石密度成正比关系,与岩石孔隙度成反比关系,利用这些特性就可以对地层压力进行预测。

地层孔隙压力

地层孔隙压力

在等效深度处，d指数相等
PP—所求深度的地层压力，MPa； H—所求地层压力点的深度，m； G0—上覆地层压力梯度，MPa/m； HE—等效深度，m； Gn—等效深度处的正常地层压力梯度，MPa/m。
地层压力计算步骤
钻井参数录入
钻速、钻压、转速、地层水密度、钻井液密度
H
计算dc指数
回归正常趋势线
计算地层压力
而地层孔隙内流体(水)的压力为： p=0.00981ρh =0.00981×1.07×3000 =31.547MPa
主要内容
地层孔隙压力的概念 地层孔隙压力的预测方法
孔隙压力计算实例
有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６考证资料或关注桃报：奉献教育（店铺）
二、地层孔隙压力的预测方法
基于压实理论、均衡理论及有效应力理论，地层压力预测方法主要有： （1）地球物理方法（地震波法）——钻前 （2）钻速法（dc指数法）——钻井中 （3）测井法（声波时差法）——钻后
二、地层孔隙压力的预测方法
2、dc指数法
（1）原理：机械钻速是井底压差、钻压、转速、钻头类型及尺 寸、水力参数、钻井液性能、地层岩性等因素的函数。当其它因 素一定时，只考虑压差对钻速的影响，则机械钻速随压差减小而 增加。
（2）适用范围：岩性为泥岩、页岩；钻进过程中的地层压力监
测和完钻后区块地层压力统计分析。
标准钻速方程：
d
P e V = KN D 有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６考b 证资料或关注桃报：奉献教育（店铺）
二、地层孔隙压力的预测方法
3、声波时差法
（1）原理：声波在地层中的传播速度与岩性密
切相关，当岩性一定时，声波的速度随岩石孔
隙度的增大而减小。在正常地层压力井段，随

基于两种压实趋势线计算地层孔隙压力的新方法

基于两种压实趋势线计算地层孔隙压力的新方法
层 尤其 是储 层 的孔 隙压 力计 算 结果偏 低 。在 伊 顿法 的基 础上 ， 本 文 构建 了泥岩地 层 和砂岩 地 层 的 正 常压 实趋 势 线 ， 并分 别 计 算 两种 地 层 的孔 隙压 力 ， 将 计 算结 果 同重 复 式 电缆地 层 测 试 器测 试 结 果对 比分析 ， 结果 表 明 ， 用砂 岩 压 实趋 势 线计 算 的储 层 孔 隙压 力优 于用 泥 岩压 实趋 势线计 算 的储
基金项 目： 国 家重 点 基 础 研 究 发展 计 划 （ ９ ７ ３ 计划） 课 题“ 页岩 气水 平 井钻 完 井 关键 技 术 研 究” （ 编号 ： ２ ０ １ ３ Ｃ Ｂ ２ ２ ８ ０ ０ ３ ） 。
作者简介 ： 桂 俊川（ １ ９ ８ ９ 一 ） ， 男， ２ ０ １ ２ 年毕业 于西 南石 油大学石 油工程专业 ， 现 为西南石 油大学 ２ ０ １ ２ 级 油气井工程硕 士研 究生 ，
取 方 法 可 以分 为 ： 钻前 压 力 预测 、 随钻 压 力监 测 、 测 井压力 检测 、 实 测压力 四大类 。尽 管实测 压力 能获
（ 特别是储层段 ， 通常为砂岩层 ） ， 尽管由于压力的传 递效应 ， 砂岩储层和泥岩盖层处于同一压力系统 ， 但 是 由于 砂 岩 和泥 岩 骨架 不 同 ， 两 者 的压 实 程度 往 往 不一 样 ， 这 就 好 比两 块 海绵 （ 泥岩 ） 中 间夹 了一 块 泡
桂俊 川 陈颖杰
１ ． 西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室 ２ ． 中国石油西南油气田公 司勘探事业部
摘 要： 地层 孔 隙压 力是 研 究 井壁 稳 定和钻 井 液 密度 选择 中的 关键 参数 之 一 ， 伊 顿 法是获取 地层 孔
隙压力的一种比较 实用的方法。利用伊顿法计算地层孔 隙压力需要构建正常压实趋势线 ， 但用泥 岩 层 的测 井数 据构 建 的正 常压 实趋 势线 去反 算砂 岩 层 的正 常压 实数 据 并不合 理 ， 这会 导 致砂 岩地

地层压力预测方法

地层压力预测方法

一、地层压力预测软件有：1.JASON软件Jason软件是一套综合应用地震、测井和地质等资料解决油气勘探开发不同阶段储层预测和油气藏描述实际问题的综合平台。

Jason 的重要特点就是随着越来越多的非地震信息（测井，测试，地质）的引入，由地震数据推演的油气藏参数模型的分辨率和细节会得到不断的改善。

用户可根据需要由Jason 的模块构建自己的研究流程。

其反演模块包括：InverTrace：递归反演稀疏脉冲反演InverTrace_plus：稀疏脉冲反演RockTrace：弹性反演InverMod：特征反演（主组分分析）StatMod：随机模拟随机反演FunctionMod：函数运算压力预测原理：由JASON反演出地层速度，速度计算垂直有效应力，进而求出孔隙流体压力。

2、地层孔隙压力和破裂压力预测和分析软件DrillWorks/PREDICTGNG软件功能:•趋势线(参考线)的建立--手工--最小二乘方拟合--参考线库•页岩辨别分析•上覆岩层梯度分析--体积密度测井--密度孔隙度测井--用户定义方法(程序)•孔隙压力分法--指数方法电阻率、D一指数声波、电导率地震波--等效深度方法电阻率、D--指数声波--潘尼派克方沾--用户定义方法(程序)•压裂梯度分法--伊顿方法--马修斯和凯利方法--用户定义方法(程序)•系统支持项目和油井数据库•系统支持所有趋势线方法•系统包括交叉绘图功能•用户定义方法(程序)•包括全套算子•系统支持井与井之间的关联分析•系统支持岩性显示•系统支持随钻实时分析•系统支持随钻关联分析•多用户网络版本数据装载功能:•斯仑贝谢LIS磁盘输入•斯仑贝谢LIS磁带输入•CWLS LAS输入•ASCII输入•离散的表格输入•井眼测斜数据•测深/垂深表格用户范围:•美国墨西哥湾•北海•西部非洲•南美•尼日利亚三角洲•南中国海•澳大利亚DrillWorks/PREDICTGNG 与其它软件的区别•世界上用得最多的地层压力软件•钻前预测、随钻监测和钻后检测•用户主导的软件系统•准确确定--上覆岩层压力梯度--孔隙压力梯度--破裂压力梯度•使用下列数据的任何组合来分析地层:-地震波速度-有线测井-MWD、LWD数据-重复地层测试(RFT)-泄漏试验(LOT)数据-录井资料-地质资料•面向现实世界中数据资料不尽人意、而新的方法又层出不穷的用户而设计的•地层压力软件平台:新的预测压力方法可通过"用户定义方法(程序)"编入系统软件用途:•准确预测地层压力•有效降低钻井成本•提高经济效益•优化井眼尺寸•优化泥浆和水力学•避免井涌和卡钻•减少地层污染•延伸套管鞋深度•减少套管数目•保障施工安全3、GeoPredict地层孔隙压力预测软件本程序基于当量深度法，根据钻进过程中钻时的快慢，并结合岩屑的岩性，由操作人员在图中用拖动鼠标的方式挑出的泥/页岩段，完成压力预测原理中首先选取泥/页岩段的过程。

地层压力预测方法

地层压力预测方法

地层压力预测方法地层压力预测是地质工程领域的一项重要任务，对于石油勘探和开发、地下工程建设等具有重要的指导意义。

目前，地层压力预测方法主要包括地质学、地球物理学、工程地质学和数学建模等多个学科领域。

下面将介绍几种常用的地层压力预测方法。

1.地质学方法：地质学方法是通过对地层中岩石类型、岩性、孔隙度、渗透率等参数进行研究，通过地质剖面、钻孔揭示、岩心剖面和地层分析等手段，结合实验室试验数据，来预测地层压力。

地质学方法的优点是具有相对较低的成本，但缺点是预测结果受到地质条件的限制。

2.地球物理学方法：地球物理学方法是通过对地下岩石的密度、速度、弹性模量等进行测量和解释，来预测地层压力。

常用的地球物理学方法包括地震反演、重力测量、地电场测量等。

地球物理学方法的优点是可以对大范围地区进行预测，但缺点是需要高精度的仪器设备和复杂的数据处理。

3.工程地质学方法：工程地质学方法是通过地质工程勘探和地层测试，获取地层岩石、土层、岩石层序等信息，结合现场观测数据，来预测地层压力。

常用的工程地质学方法包括钻孔测量、压汞测试、孔隙压力测试等。

工程地质学方法的优点是能够针对具体工程进行预测，但缺点是成本较高且实施周期长。

4.数学建模方法：数学建模方法是通过建立数学模型来预测地层压力。

常用的数学建模方法包括地层力学模型、模拟算法等。

数学建模方法的优点是可以量化地层压力的变化和分布规律，但缺点是对实际情况的复杂程度要求较高。

综上所述，地层压力预测方法是一项复杂的任务，需要综合应用地质学、地球物理学、工程地质学和数学建模等多个学科领域的知识和方法。

在实际应用中，通常需要结合多种方法进行验证和交叉验证，以提高地层压力预测结果的准确性和可靠性。

另外，随着技术和方法的不断进步，地层压力预测方法也在不断演化和改进，以适应不同地质条件和工程需求。

原始地层孔隙压力的预测方法优选

原始地层孔隙压力的预测方法优选
16.7 p sh P
P
V
p
a c p be
i i p i
i
p
VK
䆹݀ᓣ䆆䗄њഄሖय़࡯ǃᄨ䱭ᑺ੠⊹䋼৿䞣ᇍ㒉⊶䗳ᑺ೼ഄሖЁⱘ㓐ড়ᕅડ˖ໄ⊶䗳
ᴹ㞾Ѣᅸ‫ݙ‬ችᖗᅲ偠᭄᥂ˈ 㗠ᅲ偠䖛⿟ϡ㛑᳝ᬜഄড᯴≝鳥⠽⬅≝鳥߱ᳳࠄ៤ችᭈϾ䖛⿟Ё 䆹݀ᓣ䆆䗄њഄሖय़࡯ǃᄨ䱭ᑺ੠⊹䋼৿䞣ᇍ㒉⊶䗳ᑺ೼ഄሖЁⱘ㓐ড়ᕅડ˖ໄ⊶䗳 同深度的储层孔隙度相同，则其骨架颗粒的应力也就相 ᅸ‫ݙ‬ችᖗᅲ偠᭄᥂ˈ 㗠ᅲ偠䖛⿟ϡ㛑᳝ᬜഄড᯴≝鳥⠽⬅≝鳥߱ᳳࠄ៤ችᭈϾ䖛⿟Ё ⱘໄᄺ੠࡯ᄺ⡍ᗻⱘব࣪㾘ᕟˈ᠔ҹ݀ᓣ 㹿‫ݭ‬Ў˖ 增加而减小，随地层压力的增大而增加。由于经验公式的
p r 2 1 W 1
c p v v n n s
当孔隙度偏离了正常的孔隙度趋势线，则会出现异常 p 压力。当正常趋势孔隙度小于实际孔隙度趋势线，出现生 V p ai ci p p bi e d i p ˄˅
n
/ ' t s)
c
º ˄˅ » ¼
V
p
异常高压；当正常孔隙度趋势线大于实际孔隙度趋势线， 16.7 5.77 6.94I 1.73 V sh 0.446 ( PP e P P ) ˄˅ 将则出现异常低压。
p v v n
V
势线： ln(' t n )
（4） 式中：a，b，c，d为与针对区域相关的系数。对于具
p p i
p
= ai + ci
p − bபைடு நூலகம்e d p
−
i
ln(' t 0) cD ˄˅
体的地区，该参数为常数值。在描述沉积物成岩压实过程 中的纵波速度随地层孔隙压力的变化情况，该经验公式使 ln(' t n ) ln(' t 0) cD ˄˅ 用效果较好。 假定砂泥岩地层的垂向有效应力、孔隙度、泥质含量 ' t n ) ln(' t 0) cD ˄˅ p p U r g ( Dln( D1) U W g D1 ˄˅ 2 是声波速度的函数，孔隙度和泥质含量可以通过测井数 p U g ( D D ) U g D ˄˅ ª( )( ' / ' ) c º ˄˅ 据进行求取，再经过纵波速度来计算垂向的有效应力， p p pv p «( p p ˄˅ 'n n p )(t » p« t / ' tt)s º ¬ p v ª » ¬ ¼ ¼ 最后，利用垂向有效应力求取地层压力。在此基础上 d p p ˄˅ V ai ci p p p bi e d i p˄˅ Eberhart给出了纵波速度的经验计算公式：

地层压力预测方法总结

地层压力预测方法总结

地震地层压力预测摘要目前，地震地层压力预测方法归纳起来可以分为图解法和公式计算法两大类10余种。

本文对各种地震地层压力预测方法进行了系统地归纳和总结，并对各种方法的特点、适用性以及存在的问题进行分析和讨论.在此基础上，就如何提高压力预测的精度，提出了一种简单适用的改进措施，经J1.K地区的实测资料的验证，效果良好。

主题词地层压力地震预测正常压实异常压实引言众所周知，油气层的压力是油气层能量的反映，是推动油气在油层中流动的动力，是油气层的“灵魂”。

因此，在石油和天然气的勘探开发中，研究油气层的压力具有十分重要的意义。

首先，在油气田勘探中，研究油气层压力特别是油气层异常压力的分布，以及预测和控制油气层压力的方法，不仅可以保证安全快速地钻进，而且可以正确地设计泥浆比重和工程套管程序;同时也可以帮助选择钻井设备类型和有效安全正确的完井方法等。

这些都直接关系到钻井的成功率以及油气田的勘探速度等问题。

其次，在油气田开发过程中，准确的压力预测以及认真而系统的油气层压力分布规律的研究，不仅可以帮助我们认识和发现新的油气层，而且对于了解地下油气层能量、控制油气层压力的变化，并合理地利用油气层能量最大限度地采出地下油气均具有十分重要的意义。

多少年来，人们在异常地层压力(这里主要指异常高压或超压)预测方面进行了种种尝试，然而直到本世纪70年代以来，随着岩石物理研究的不断深人以及地震技术的不断提高，才真正使得地层压力的地震预测成为现实。

对于异常高压地层，一般表现为高孔隙率、低密度、低速度、低电阻率等特点，因此，凡是可以反映这些特点的各种地球物理方法均可用于检测地层压力。

但是，由于各种测井方法均为“事后”技术，这就使得在初探区内利用地震方法进行钻前预测显得尤为重要。

与此同时，地震地层压力预测还可以提供较测井方法更为丰富的空间压力分布信息。

利用地震资料进行地层压力预测，主要是利用了超压层的低速特点，因为在正常情况下，速度随深度的增加而增加，当出现超压带时，将伴随出现层速度的降低。

基于BP和LSTM神经网络的顺北油田5号断裂带地层孔隙压力智能预测方法

基于BP和LSTM神经网络的顺北油田5号断裂带地层孔隙压力智能预测方法

文章编号：1000 − 7393(2022)04 − 0506 − 09 DOI: 10.13639/j.odpt.2022.04.016基于BP 和LSTM 神经网络的顺北油田5号断裂带地层孔隙压力智能预测方法罗发强1,2 刘景涛1,2 陈修平1,2 李少安1,2 姚学喆3 陈冬3,41. 中国石化西北油田分公司石油工程技术研究院,；2. 中国石化碳酸盐岩缝洞型油藏提高采收率重点实验室；3. 中国石油大学(北京)石油工程学院；4. 油气资源与探测国家重点实验室·中国石油大学(北京)引用格式：罗发强，刘景涛，陈修平，李少安，姚学喆，陈冬. 基于BP 和LSTM 神经网络的顺北油田5号断裂带地层孔隙压力智能预测方法［J ］. 石油钻采工艺，2022，44（4）：506-514.摘要：顺北油田断裂发育，地质构造复杂，储集层埋深达8 000 m ，具有高温高压、窄钻井液密度窗口等特征，地层孔隙压力的预测精度难以满足工程需求。

为了提高地层孔隙压力的预测精度，利用人工智能方法在处理复杂非线性问题上的优势，采用反向传播神经网络BP 和长短期记忆循环神经网络LSTM 这2种人工智能算法，基于顺北油田5号断裂带上3口井的声波时差、自然电位和自然伽马等11种特征数据以及经实测校正的地层孔隙压力标签数据，建立了顺北油田5号断裂带地层孔隙压力智能预测模型，BP 神经网络模型的预测误差为3.927%，LSTM 神经网络模型预测误差为2.864%。

测试结果表明，LSTM 神经网络模型具有更好的预测效果，满足现场地层孔隙压力的预测精度，为保障顺北油田5号断裂带钻井安全提供数据参考。

关键词：顺北油田；地层孔隙压力；神经网络；人工智能；BP ；LSTM 中图分类号：TE24；TP18 文献标识码： AIntelligent method for predicting formation pore pressure in No. 5 fault zone in Shunbeioilfield based on BP and LSTM neural networkLUO Faqiang 1,2, LIU Jingtao 1,2, CHEN Xiuping 1,2, LI Shaoan 1,2, YAO Xuezhe 3, CHEN Dong 3,41. Research Institute of Petroleum Engineering Technology , SINOPEC Northwest Oilfield Company , Urumqi 830011, Xinjiang , China ;2. SINOPEC Key Laboratory of Enhanced Recovery in Carbonate Fractured-Vuggy Reservoir , Urumqi 830011, Xinjiang , China ;3. School of Petroleum Engineering , China University of Petroleum (Beijing ), Beijing 102249, China ;4. State Key Laboratory of Oil & Gas Resources and Exploration , China University of Petroleum (Beijing ), Beijing 102249, ChinaCitation: LUO Faqiang, LIU Jingtao, CHEN Xiuping, LI Shaoan, YAO Xuezhe, CHEN Dong. Intelligent method for predicting formation pore pressure in No. 5 fault zone in Shunbei oilfield based on BP and LSTM neural network ［J ］. Oil Drilling &Production Technology, 2022, 44(4): 506-514.Abstract: Faults are developed in the Shunbei Oilfield with complex geological structures, and the reservoirs are buried as deep as 8 000 m, which are characterized by high temperature, high pressure, and narrow drilling fluid density window, and the prediction基金项目: 国家重点研发计划“复杂油气智能钻井理论与方法”(编号：2019YFA0708300)；中国石油科技创新基金项目“基于计算机视觉的井眼轨道智能规划方法研究”(编号：2020D50070308)。

Eaton法预测M油田地层孔隙压力

Eaton法预测M油田地层孔隙压力
一 户 一 （ 。 。一 ）Ｘ （ Ａｔ Ａｔ／ ） （） １
式 中 ， 为地 层孔 隙压 力 ， ａ 。 分别 为上 覆岩层 压 力 和静 液 柱压 力 ， ａ Ａ △ 分别 为该 深 度点 ＭＰ ； 、 ＭＰ ； ｔ、 ￡ 正 常趋势 线上 的声 波时差 和地层 实 际声 波时差 ， ／ｔＣ ｓｆ； 为伊 顿指 数 。
・
１２ ・ ８
石 油 天 然 气 学 报 ＊石 油 天 然 气 地 质
２１ ０ ２年 ９月
上覆 岩层 压力 Ｐ 是 指覆 盖在 某一 深度 地层 以上 的地层 基 岩 和岩 石孔 隙 中流体 的总 重量 所 造 成 的对 。
这 个 地 层 的压 力 ：
Ｐ 。一 ０ ０ ９ １ （ 一 Ｉ ＋ ］ ． ０ ８ ＤＥ １ ） Ｄ
化设计 。２ 世 纪 ５ ０ ０年 代 末 期 开 始 ，人 们 开 始 意 识 到 地 层 孔 隙 压 力 在 油 气 钻 井 中 的重 要 性 ， 形 成 了 许 多
实用 的方 法Ｌ ］ １ ，其 中 Ｅ ｔｎ法适 用 于泥页 岩 ，精 度较 高 。根据 Ｍ 油 田的地质 特征 ，笔者 选用 Ｅ ｔｎ ａｏ ］ ａｏ 法进 行该 地 区地 层孑 隙压 力 的预测 。 Ｌ
有关 ， ： 即
声 一 ０ Ｏ ９ １ ／ ．０ ８ｐｈ （） ３
式中， Ｐ为液 体 的密度 ，／ ｍ。ｈ为液 柱 的垂直 高度 ， ｇｃ ； ｍ。
［ 收稿 日期 ］ ２ １ ０ —２ ０ ２— ６ ６ ［ 者简介］杨振平 （９８ ） 作 １ ７ 一 ，男 ，２ ０ ０ １年 江 汉 石 油 学 院 毕业 ， 工程 师 ，现 主 要 从 事 钻 井 工 艺 方面 的研 究 工 作 。
石油天然气 学报

地层孔隙压力预测新方法

地层孔隙压力预测新方法

训练点最终能够产 生一个稀疏估计函数 , 而这 些 训练点即为支撑向 量 , 能够根据输入数据来估 计 输出 。 虽然在这点上支撑向量回归机和神经网络 相类似 , 但神经网络的方法是基于经验风险最 小 原则 。 相比较而言 , 支撑向量回归机通过在经 验 误差 ( 风险 ) 与模型复杂性之间的折中 , 近似地实 现了 V a p n i k 的结构风险最小原则 , 因此 , 支撑向量 回归机实现全局最 优化 , 而神经网络只是实现 了 一个局部最优化 。 在支撑向量机回归分析模 型中 , 训练数据 集 形式为 { X ,y } ∈ i i i =1 , 趋势线 , 并根
据测井曲线是否偏离正常趋势线来定性判断是否 存在异常地层孔隙 压力 , 若测井曲线明显偏离 了 正常趋势线 , 则认为存在异常高压或低压 , 然后再 通过经验系数法 、 等效深度法和 E a t o n 法 计算地层孔隙压力 。
[ 3]
等定量
1 2 2 2
A b s t r a c t : B y a n a l y z i n gt h e l i m i t a t i o n s o f t h e t r a d i t i o n a l p o r e p r e s s u r e p r e d i c t i o nm e t h o d s , an e wp o r e p r e s s u r e p r e d i c t i o na p p r o a c hb a s e do nt h ee f f e c t i v es t r e s s t h e o r e ma n dt h ea c o u s t i c v e l o c i t ym o d e l i s p r o p o s e d .I t f i r s t c a l c u l a t e s c l a y c o n t e n t , p o r o s i t y , a n d a c o u s t i c v e l o c i t y w i t h r e l e v a n t l o g d a t a , a n dt h e nc a l c u l a t e s v e r t i c a l e f f e c t i v es t r e s s b y u s i n gS u p p o r t V e c t o r M a c h i n e s f o r R e g r e s s i o na n dt h e o v e r b u r d e np r e s s u r e w i t hd e n s i t y l o gd a t a , a n df i n a l l y c a l c u l a t e f o r m a t i o np o r ep r e s s u r e b y t h ee f f e c t i v ep r e s s u r et h e o r e m .P r a c t i c a l a p p l i c a t i o no f t h e a p p r o a c hs h o w s t h a t i t i s f e a s i b l ei np r e d i c t i o no f a b n o r m a l f o r m a t i o np r e s s u r eo f s a n d s t o n ea n ds h a l ec a u s e db y u n d e r c o m p a c t i o n .C o m p a r e dw i t ht r a d i t i o n a l p o r ep r e s s u r ep r e d i c t i o nm e t h o d s , t h ea p p r o a c hd o e sn o t r e q u i r e e s t a b l i s h i n g n o r m a l c o m p a c t i o nt r e n dl i n ea n dh a s b e t t e r a d a p t a b i l i t y a n dh i g h e r a c c u r a c y o f p r e d i c t i o n s . K e yw o r d s : p o r e p r e s s u r e ; s u p p o r t v e c t o r m a c h i n ef o r r e g r e s s i o n ; s o n i cv e l o c i t y ; p o r o s i t y ; s h a l ec o n t e n t ; v e r t i c a l e f f e c t i v e s t r e s s 异常地层孔隙压力的存在 , 不仅给石油勘探 、 钻井和开发带来很多困难 , 而且对安全钻井构成 潜在的威胁 。 因此 , 在石油勘探中 , 地层孔隙压力 的预测显得十分重要 , 其为设计钻井参数 、井身结 构提供重要的压力技术数据 , 对保护油气层 、 提高 钻井成功率具有重要意义 。 测井资料 , 尤其是地层声波速度 , 与地层孔隙 压力密切相关 , 是确 定地层孔隙压力较为理想的 资料 。 利用测井资料预测地层孔隙压力的传统方 法有声波时差法 、 电导率法 、 密度法和中子测井法 等

地层破裂压力和地层坍塌压力预测新算法

地层破裂压力和地层坍塌压力预测新算法

地层破裂压力和地层坍塌压力预测新算法地层岩石作为一种多孔两相固体物质，其应力分析与普通单相固体物质是有区别的，但是，在我们目前所使用的地层岩石应力分析模型、理论中，都有意或无意地使用了单相固体应力分析的方法。

为了分析两者的区别，在这里我们首先引入有效应力的概念。

有效应力的概念是由李传亮老师首先提出来的，该理论认为岩石由两个有效应力：本体有效应力和结构有效应力。

本体有效应力决定岩石的本体变形，结构有效应力决定岩石的结构变形。

p s P .1Φ+-=σφσ）（ (1)p s P P .)1(eff φσσφσ-=-= （2）p c c c P .1φσφσ+-=）（ (3) p c c c s P .)1( eff φσσφσ-=-= （4）式中：σ——上覆地层压力；s σ——岩石骨架应力； c σ——岩石接触应力；eff P σ——岩石本体有效应力；eff s σ——岩石结构有效应力；φ——岩石孔隙度；c φ——岩石触点孔隙度；（φ=c φ）P p ——岩石空隙流体压力。

有效应力通过孔隙度把普通材料和多孔介质统一起来了，有效应力计算公式中的孔隙度反映了孔隙压力对有效应力的贡献权值。

在地应力分析中，我们所指的应力是结构有效应力。

（1）借助结构有效应力公式，我们首先分析在非均匀地应力作用下井眼周围周向结构有效应力和径向结构有效应力分布规律。

θφσφσφσφσσθ2cos )31(2).().()1(2).().(4422rr p p r r p p wp c h p c H w p c h p c H eff s +---++-+--=（5）式中：θσeff s ——距井轴r 距离并与H σ按逆时针方向成θ角处的周向结构有效应力。

p C p C b H P P P A .).)(1(0φφμμσ+-+-= （6）p C p C b h P P P B .).)(1(0φφμμσ+-+-= （7）μ——岩石泊松系数；A ，B ——构造应力系数（构造应力系数对于不同的地质构造是不同的，但在统一构造断块内部，它是一个常数，且不随地层深度变化）；P P ——地层孔隙流体压力； bP 0——上覆地层压力。

地层孔隙压力检测预测技术

地层孔隙压力检测预测技术

地层孔隙压力检测预测技术简要介绍资料的主要内容,以获得更多的关注异常地层孔隙压力定量确定技术樊洪海2006 年11月17日简要介绍资料的主要内容,以获得更多的关注汇报提纲一、地下压力的概念二、异常高压的形成机制与分类三、地层孔隙压力研究的意义与现状四、测井资料检测地层孔隙压力新方法研究与应用五、层速度预测地层孔隙压力模型研究与应用六、应用软件的开发与推广应用七、结论简要介绍资料的主要内容,以获得更多的关注一、地下压力的概念1、静液压力(Hydrostatic Pressure)由液柱重力产生的压力。

它的大小与液体密度及液头的垂直高度成正比：Ph=ρ f gH通常把单位深度增加的压力值称为压力梯度(Pressure Gradie nt):Ph Gh== gρ f H简要介绍资料的主要内容,以获得更多的关注一、地下压力的概念在油气钻井工程领域，通常用当量泥浆密度来表示压力梯度，因此压力梯度的单位通常为密度的单位：ρe=Ph gH常温下孔隙水矿化度、密度和静液压力梯度孔隙流体淡水微咸水盐水矿化度(ppm)0~6000 7000~***** *****~*****密度( g/ cm )1.0~1.003 1.004~1.028 1.033~1.1933静液压力梯度(kPa/m)9.81~9.84 9.85~10.085 10.13~11.703 简要介绍资料的主要内容,以获得更多的关注一、地下压力的概念2、上覆岩层压力(Overburden Pressure)某一深度以上地层岩石骨架和孔隙流体总重力产生的压力：P 1 G0= o= H HH H w gρ w+∫0 g[(1 φ )ρ ma+φρ f]dh经常使用的是表示为当量钻井液密度的上覆岩层压力梯度。

一般采用上覆岩层压力梯度的理论值为22.7kPa/m(假设岩石骨架密度为2.5g/cc,孔隙度为10%,流体密度为1.0g/cc)。

实际上,由于压实作用及岩性随深度变化,上覆岩层压力梯度并不是常数,而是深度的函数；而且不同地区,压实程度、地表剥蚀程度及岩性剖面也有较大差别，故上覆岩层压力梯度随深度的变化关系也不一定相同。

二维地层孔隙压力预测方法及应用

二维地层孔隙压力预测方法及应用

来 源 ， 地 质模 型 建 立 的 支撑 点 。层 位 断 层 解 释成 是
果主要 用 于建模 过 程 中控 制测 井 数 据 的 内插 外 推 。
力检测预测应 用软件来实现高精度的二维压力预测 。
收 稿 日期 ： ０ ７ ０ — ３； 回 日 期 ： ０ — ４ ２ ２ ０ — ２０ 改 ２ ０７ ０ — ３
波 阻抗 反 演 方 法 将 测 井 、 震 和 地 质 解释 成 果 结 合 获 取 较 高 精 度 的 地 震 层 速 度 ， 到 提 高 地 层 压 力 预 测 精 度 的 目 地 达 的 。详 细 介 绍 了制 作 地 震 合 成 记 录 、 立 初 始 地 质 模 型 、 用 Ｓ ｒ ｔ 反 演 软 件 进 行 反 演计 算 、 深 转 换 求得 速 度 剖 建 采 ｔａａ 时 面的 步 骤 ， 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 ， 合 单 点 压 力 预 测 模 型 ， 和 结 求得 对 应 的
的缺 陷。 者 ， 再 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 Ｓｒｔ 反 演 软 件 ， 演 计 ｔ ａ ａ 反 算 得 到 地 震 层 速 度 剖 面 ， 合 笔 者 自行 开 发 的地 层 压 结
Ｓａ ｔｌ ｒ ａ软件
管 程序 的基础 参数 ， 是合 理选 择钻 井液 密度 、 现高 实 效 近平衡 或 欠平 衡 压 力 钻 井 的 关 键 和 依 据［ ］ 目 １ 。 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ｌ ］但 是 ， ７ ， 由于 现 场 获取 的速 度 谱 能 量 团不 明显 ， 时难 以识 别速度 的趋 势 ， 有 存在精 度 较低 的问题 ， 响 了地 层 压 力 的预 测精 度 。笔 者应 用 测 影 井 约束下 的波 阻抗 反 演 方 法 获 取 地震 层 速 度 ， 用 利 单 点压力 预 测模 型生 成 压 力 剖 面 ， 提 高地 层 孑 隙 为 Ｌ 压力 预测 精度 提 出了一 套新 的思 路 。

碳酸盐岩地层孔隙压力预测

碳酸盐岩地层孔隙压力预测

10 2 MPa ; g / cm 3 ;
c
, 地层岩石密度，
c 0 ... c 6 为模型系数；
G0,上覆岩层压力；Pp,地层孔隙压力
等效深度法
Pp Gn H (G0 Gn ) H n
Please replace text, click add relevant headline, modify the text content, also can copy your content to this directly.Please replace text, click add relevant headline, modify the text content, also can copy your content to this directly.Please replace text, click add relevant headline, modify the text content, also can copy your content to this directly.
03预测方法基于terzaghi有效应力理论的地层孔隙压力评价分析方法这一基本理论利用测井数据进行碳酸盐岩地层孔隙压力预测等效深度法基于terzaghi有效应力理论的地层孔隙压力评价分析方法介绍由该理论知获取合理又准确的垂向有效应力是进行地层孔隙压力检测计算的关键目前由于无论进行室内试验还是进行现场测试都很难对多孔介质的有效应力进行直接又有效的测试因此只能通过测量分析地层有效应力产生的测井物理响应来间接分析计算其数值的大小
具体表现为: 随地层垂向有效应力的增大，地层密度显示为高 值; 地层的声波时差、泥质含量以及地层孔隙度均有显示低值 的趋势特征。
由垂向有效应力的测井响应特征，可将垂向有效应力表 示为孔隙度、泥质含量、地层密度以及地层声波波速四 个物理参数的函数：

基于支持向量回归机的地层孔隙压力预测方法

基于支持向量回归机的地层孔隙压力预测方法

向量 回归 机 的测 井 资 料 预 测 地 层 孔 隙压 力 方 法 。
该方 法不用建 立 正 常趋 势线 ， 用 于砂 泥 岩及 欠 压 适 实成因 的异 常地层压 力 。利用该 方法 对准 噶尔盆地 腹部 某 区块 几 口井进 行预测 ， 取得 了较好 的效果 。
测井 资料 ， 其是 地 层 声 波 速 度 ， 地 层 孔 隙 尤 与
一
种 特 别适 用 于小 样 本 学 习 的 算 法 。其 基 本 思 想
是通 过 内积 函数 定 义 的非 线 性 变换 将 输 入 空 间 变 换 到一 个高 维空 间 ， 然后在 这 个高 维空 间 中寻 找输
入 变量 和输 出变 量之 间 的一 种线性 关 系 ， 基 本结 其
构 如 图 １ 示 。核 函数 能 够方 便 和有 效 地 实 现 数 所 据 从输 入 空 间 到 对 应 的 非 线 性 高 维 空 间 的 转 换 。 支 持 向量 回归机 通 过 选 择 一些 训 练点 最 终 能 够 产
主要有 以下 几个 方 面 ： ①需 要 建立 正常 趋势 线 。在 浅层超 压层 段 ， 趋势线 为 直线 ， 在深 层超 压层 段 ， 趋 势 线为 高 阶 函数 。正 常 趋 势 线 的确 定 具 有 较 大 的 随意性 ， 乏严 格 的科 学 依据 。② 不适 用 于预测 除 缺
化技 术 ， 从 Ｖａ ｎｋ统 计 学 习理 论 发 展 而 来 ， 它 ｐｉ 是
中 图分 类 号 ：６ １４ Ｐ ３ ． 文献标识码 ： Ａ
异 常地 层孔 隙压 力 的 存 在 ， 仅 给 石 油勘 探 、 不
钻 井 和开发 带来 很 多困难 ， 而且 对 安全 钻井 也构 成 了潜 在 的威 胁 。因此 ， 石 油 勘探 中 ， 地 层 孔 隙 在 对

一种地层压力综合预测方法

一种地层压力综合预测方法

一种地层压力综合预测方法作者：任远飞来源：《卷宗》2019年第28期摘要：本文所述的地层压力综合预测方法的主要思路是：在对研究区的特定假设情况下，等效深度法存在难以建立正常压实趋势线的缺点，Fillippone法存在的无法处理地层速度反转的缺点。

通过两者的公式结合，由Fillippone法得到正常压实趋势线的替代品，由等效深度法计算地层压力，分别避开了两者的缺点，实现地层异常压力预测。

关键词：异常地层压力;等效深度法;Fillippone法1 引言地层压力是指作用在岩石孔隙内流体上的压力，也称地层孔隙压力或者孔隙流体压力。

如果孔隙内流体是完全连通的，那么它将有正常的地层压力，这称为静水压力。

但是很可能会因为地下环境复杂，影响因素众多，地层压力的值与静水压力的值不相等，这称为异常压力。

异常压力是一种普遍存在的现象，它与油气的生成、储藏和开发有着密不可分的关系。

异常压力内部具有异常的孔隙度和渗透率，其特殊的地质环境可以促进烃类的生成和储集，有助于流体的保存从而可以为油气的运移提供通道。

油气层的压力反映了油气资源的分布状态、运动规律，是油气勘探中受到重点关注的数据。

在开发阶段中，地层压力预测可以辅助确定储层的驱动、连通状态;在钻井阶段，地层压力预测是确定钻井方案和确保钻井施工安全的主要依据，准确的地层压力预测可以减少井喷、井漏事故，合理的地层压力预测对油气开发具有重要意义[1]。

地层压力预测目前已经有了很多成熟的方法，常用方法有等效深度法[2]、Eaton法[3][4]、Fillippone法[5][6]、dc指数法等，这些方法都是通过测井资料、地震资料对地层的压力进行预测。

其中以测井资料为主要依据的方法，对异常地层压力的预测效果较好，但是这种方法实际上并不完全算是预测，因为这一类方法只能应用在钻井处，对钻井以外的区域无法进行准确的预测;相对而言，以地震资料为主要依据的方法在空间上有更大的广度，能预先获得大量的地层信息，它是目前主要的异常地层压力预测方法。

2006_刘厚彬_利用测井资料预测地层孔隙压力方法研究综述

2006_刘厚彬_利用测井资料预测地层孔隙压力方法研究综述

文章编号:1004—5716(2006)06—0091—03中图分类号:TE271　文献标识码:B ・地质工程・利用测井资料预测地层孔隙压力方法研究综述刘厚彬1,孟英峰1,王先起2,颜　海1(1.西南石油学院研究生院,四川成都610500;2.胜利油田孤岛采油厂,山东东营257231)摘要:地层孔隙压力是石油勘探、开发设计与施工的基础数据,准确的预测和掌握地层孔隙压力的大小,对石油勘探与开发有着极其重要的作用,尤其是对异常压力层段做出准确预测具有重大的工程价值和经济意义。

介绍了基于“泥质沉积物不平衡压实造成地层欠压实并产生异常压力”原理和基于有效应力原理利用测井资料对地层孔隙压力进行预测的方法。

关键词:孔隙压力;测井;异常压力 地层孔隙压力(简称地层压力)是指地层孔隙中液体(油、气、水)所具有的压力,是研究井壁稳定不可缺少的基础参数。

从20世纪60年代初意识到地层孔隙压力在油气井中的重要性并开始探索估计其值的的方法开始,地层孔隙压力的预测研究已经有40年的历史了。

目前用于预、监、检测原始地层孔隙压力的方法很多,主要有地质分析法、地震法、dc指数法和测井法等。

地质分析法和地震法都属于钻前预测,在普查新区的深部地层,无钻井资料和测井资料能够借鉴时,可以用来宏观划定异常压力带,但精度较低;dc指数法属于随钻监测,对岩性的判断不够准确,计算压力值也受到影响。

而测井资料反映地层的信息最为详尽,连续性好、纵向分辨率及可靠性高。

1　利用测井资料预测地层孔隙压力的依据可用于地层孔隙压力预测的测井资料有声波时差、密度、中子、电阻率、自然伽马、自然伽马能谱等,归纳起来,这些资料用于预测地层孔隙压力的依据主要有以下4种:(1)随着深度的增加,孔隙度按指数规律衰减;(2)随着深度的增加,放射性强度增加;(3)随着深度的增加,地层水矿化度按指数规律增加;(4)随着深度的增加,地温按线性规律增加。

因此,通过建立φ-H、GR-H、P W—H,T-H正常趋势线,计算实测资料与正常压实趋势线的偏离程度,可以达到预测地层压力的目的。

201108-川东北地区地层孔隙压力预测新方法及应用

201108-川东北地区地层孔隙压力预测新方法及应用

ａ ＝１ ３ ０， ｂ ＝－ ０ ． ７ ０ ５ １。应 用 式 （ ） 对元坝 １ 井等 ８ 口井的 海 相 ８
地层 的 地 层 孔 隙 压 力 进 行 了 计 算 。 从计算的地层孔隙 压 力 当 量 密度和实测的地层孔隙压 力 当 量 密度 的 对 比 中 可 以 看 出 （ 图 ２、 ，该方法的计算精度能够 表 １） 满足现场工程的需要 。
从岩石力学角度分析认为 ， 纵波速度是有效应力的函数 ：
Ｐｅ －Ｄ Ｐｅ －Ｃ ｅ ＶＰ ＝ Ａ ＋Ｂ ／ ； ， 。 式中 ， 骨架应力 ） Ａ、 Ｂ、 Ｃ、 Ｄ 为参数值 ； Ｖｐ 为岩石纵波速度 ， ｍ ｓ Ｐｅ 为有效应力 （ ＭＰ ａ
（ ） １
）很好地描述了纵波速度随有效应力的变化 ， ）微 分 式（ 对陆相地层 孔 隙 压 力 的 预 测 效 果 较 好 。 式（ １ １ 关系式为 ： ｄ Ｖｐ Ｐｅ －Ｄ （ ） Ｄｅ ２ ＝ Ｂ ＋Ｃ ｄ Ｐｅ 当 Ｐｅ 初始值比较高 ， 很大一部分微裂缝闭合时 ， 纵波速度增加得最快 ， 较大的 Ｃ 值显示了裂缝闭合的 相对重要性 ， 而较大的 Ｄ 值则说明当 Ｐｅ 增加时裂缝闭合得更加迅速 ， 随着 Ｐｅ 的继续增加 ， 必然伴随着纵 波速度更加线性化的增加 。 ）反求 Ｐｅ， 在 Ａ、 已知纵波速度 ， 可由式 （ 然后由下式计算地层孔隙压力 ： Ｂ、 Ｃ、 Ｄ 值确定的情况下 ， ２
石油天然气学报 （ 江汉石油学院学报 ） ２ ０ １ １年８月 第３ ３卷 第８期 ） Ａ ｕ ． ２ ０ １ １ Ｖ ｏ ｌ ． ３ ３ Ｎ ｏ ． ８ ｇ Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｏ ｉ ｌ ａ ｎ ｄ Ｇ ａ ｓ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ Ｊ ． Ｊ Ｐ Ｉ ｇ ｙ（
为影响川东北地区碳酸盐岩层系地层压力演化的主要因素包括原油裂解成天然气 、 热化学硫酸盐还原作

eaton法预测地层压力公式

eaton法预测地层压力公式

eaton法预测地层压力公式摘要：一、引言二、Eaton法的基本原理1.Eaton法的提出背景2.Eaton法的主要思想三、Eaton法预测地层压力的公式1.地层压力的概念2.Eaton法预测地层压力的具体公式四、Eaton法的应用实例与效果分析1.应用Eaton法的成功案例2.Eaton法在地层压力预测中的优势与不足五、结论正文：一、引言地层压力预测是石油勘探和开发过程中的关键环节，准确地预测地层压力有助于优化油气井的开发方案，提高油气井的开发效果。

Eaton法作为一种成熟的地层压力预测方法，被广泛应用于油气井开发领域。

本文将详细介绍Eaton法预测地层压力的原理及其应用。

二、Eaton法的基本原理1.Eaton法的提出背景Eaton法是由美国石油工程师R.E.Eaton于1950年代提出的，该方法主要适用于碳酸盐岩、砂岩和页岩等非渗透地层。

Eaton法的基本原理是通过研究地层岩石的物理性质，建立地层压力与地层深度之间的关系。

2.Eaton法的主要思想Eaton法认为地层压力主要受地层岩石的骨架密度、孔隙度和地层深度等因素的影响。

根据这些影响因素，Eaton法提出了一个地层压力预测的公式，通过该公式可以较为准确地预测地层压力。

三、Eaton法预测地层压力的公式1.地层压力的概念地层压力是指地层岩石在地下所受到的各种压力，通常包括地层自身重力引起的压力、地层深度产生的压力以及井筒内外的压力梯度等。

2.Eaton法预测地层压力的具体公式Eaton法预测地层压力的公式为：Pz = (γw * z) / (1 - φ * (1 - m))其中，Pz为地层压力，γw为水的密度，z为地层深度，φ为地层孔隙度，m为地层骨架密度。

四、Eaton法的应用实例与效果分析1.应用Eaton法的成功案例Eaton法在全球范围内得到了广泛的应用，成功预测了许多油气井的地层压力，为油气井的开发提供了有力支持。

在我国，Eaton法也得到了广泛应用，如在胜利油田、大庆油田等地，通过采用Eaton法预测地层压力，优化了油气井的开发方案，提高了油气井的开发效果。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

石油与天然气地质　第28卷　第3期O I L &G AS GE OLOGY2007年6月　 收稿日期:2006-09-06 第一作者简介:魏茂安(1966—),男,高级工程师、博士,信号与信息处理、测控技术 基金项目:中国石化重大科技项目(JP04014)文章编号:0253-9985(2007)03-0395-06地层孔隙压力预测新方法魏茂安1,陈　潮2,王延江2,马　海2(1.中国石化胜利油田有限公司钻井工艺研究院信息中心,山东东营257017;2.中国石油大学信息与控制工程学院,山东东营257061)摘要:在分析地层孔隙压力预测传统方法局限性的基础上,提出了一种基于有效应力定理和声波速度模型的地层孔隙压力预测方法。

由相关测井资料计算泥质含量、孔隙度和声波速度,通过支撑向量回归机计算垂直有效应力,密度测井资料计算上覆岩层压力,最后根据有效应力定理计算地层孔隙压力。

实例分析表明,该方法用于预测砂泥岩及欠压实成因的异常地层压力是可行的。

与传统方法相比,该方法不需要建立正常压实趋势线,有较好的适应性和预测精度。

关键词:地层孔隙压力;支撑向量回归机;声波速度;孔隙度;泥质含量;垂直有效应力中图分类号:TE112.23 文献标识码:ANew approach for pore pressure pred i cti onW eiMaoan 1,Chen Chao 2,W ang Yanjiang 2,Ma Hai2(1.D rilling Technology Research Institute,Shengli Petroleum Adm inistration B ureau,S I NO PEC,D ongYing,Shandong 257017;2.School of Infor m ation and Control Engineering,China U niversity of Petroleum ,D ongY ing,Shandong 257061)Abstract:By analyzing the li m itati ons of the traditi onal pore p ressure p redicti on methods,a ne w pore p ressure p redicti on app r oach based on the effective stress theore m and the acoustic vel ocity model is p r oposed .It firstcalculates clay content,por osity,and acoustic vel ocity with relevant l og data,and then calculates vertical effec 2tive stress by using Support Vect orMachines f or Regressi on and the overburden p ressure with density l og data,and finally calculate for mati on pore p ressure by the effective p ressure theore m.Practical app licati on of the ap 2p r oach shows that it is feasible in p redicti on of abnor mal for mati on p ressure of sandst one and shale caused by undercompacti on .Compared with traditi onal pore p ressure p redicti on methods,the app r oach does not require establishing nor mal compacti on trend line and has better adap tability and higher accuracy of p redicti ons .Key words:pore p ressure;support vect or machine for regressi on;s onic vel ocity;por osity;shale content;vertical effective stress 异常地层孔隙压力的存在,不仅给石油勘探、钻井和开发带来很多困难,而且对安全钻井构成潜在的威胁。

因此,在石油勘探中,地层孔隙压力的预测显得十分重要,其为设计钻井参数、井身结构提供重要的压力技术数据,对保护油气层、提高钻井成功率具有重要意义。

测井资料,尤其是地层声波速度,与地层孔隙压力密切相关,是确定地层孔隙压力较为理想的资料。

利用测井资料预测地层孔隙压力的传统方法有声波时差法、电导率法、密度法和中子测井法等[1,2]。

这些方法通常首先建立正常趋势线,并根据测井曲线是否偏离正常趋势线来定性判断是否存在异常地层孔隙压力,若测井曲线明显偏离了正常趋势线,则认为存在异常高压或低压,然后再通过经验系数法、等效深度法和Eat on 法[3]等定量计算地层孔隙压力。

传统预测方法提高了钻井的安全性和可靠性。

但随着钻探深度与难度的提高,地层结构越来越复　396　石油与天然气地质第28卷　杂,传统预测方法的局限性逐渐暴露出来,主要有以下几个方面:1)需要建立正常趋势线,且假定其为直线。

正常趋势线的确定具有较大的随意性,缺乏严格的科学依据,且认为正常趋势线是直线的结论,严格来说并不正确。

2)不适用于检测泥岩以外其他岩性的地层孔隙压力,因这些方法通常是以泥质岩测井资料参数与深度的变化关系分析为基础;3)不适用于预测不平衡压实以外其他异常高压形成机制产生的泥岩异常地层压力;4)定量计算地层孔隙压力的方法,缺乏可靠的理论依据。

本文在分析传统方法局限性的基础上,提出了一种基于支撑向量回归机的测井资料预测地层孔隙压力方法,并对同一地区几口井进行预测,取得了较好的效果。

1　支撑向量回归机用于非线性回归估计的支撑向量回归机(TheSupport Vect or Machines f or Regressi on,S VR )是一种得到广泛应用的最优化技术[4],它从Vapnik [5]统计学习理论发展而来,是一种特别适用于小样本学习的算法,其基本思想是通过内积函数定义的非线性变换将输入空间变换到一个高维空间,然后在这个高维空间中寻找输入变量和输出变量之间的一种线性关系(图1)。

核函数能够方便和有效地实现数据从输入空间到对应的非线性高维空间的转换。

支撑向量回归机通过选择一些图1　支撑向量机结构示意Fig 11　Sketch map showing the structure of the supportvect or machines for regressi on训练点最终能够产生一个稀疏估计函数,而这些训练点即为支撑向量,能够根据输入数据来估计输出。

虽然在这点上支撑向量回归机和神经网络相类似,但神经网络的方法是基于经验风险最小原则。

相比较而言,支撑向量回归机通过在经验误差(风险)与模型复杂性之间的折中,近似地实现了Vapnik 的结构风险最小原则,因此,支撑向量回归机实现全局最优化,而神经网络只是实现了一个局部最优化[6,7]。

在支撑向量机回归分析模型中,训练数据集形式为{X i ,y i }l i =1,X i ∈p为输入数据,y i 为目标输出,l 为训练数据点数。

支撑向量回归算法用来实现输入数据与输出数据之间的非线性拟合,非线性拟合函数的形式如下:f (X )=〈W ,<(X )〉+b(1)式中:<(X )是一个非线性映射,生成一个和输入向量X 同维的向量;f (X )和<(X )为函数;W 为模型参数;b 为偏移量。

支撑向量机回归最优化问题就是寻找一个函数,在规定误差内能够估计出几乎接近于目标的输出,同时最小化W 模型参数使其更具有推广性。

优化目标等价于一个最基本的凸二次规划问题,其形式如下:m in W ,b 12‖W ‖2(2)约束条件:y i -<W ,<(X i )>-b ≤ε<W ,<(X i )>+b -y ≤ε　(i =1,2,…,l )式中:ε为规定误差;y 为目标。

考虑允许有拟合误差的情况,引入松弛因子ξi ,ξ3i 则带有松弛因子ξi 和ξ3i 的同等最优化问题可表示为:m in W ,b,ξ,ξ312‖W ‖2+C ∑li =1(ξi +ξ3i )(3)约束条件:y i -<W ,<(X i )>-b ≤ε+ξi<W ,<(X i )>+b -y i ≤ε+ξ3i ξi ,ξ3i>0　(i =1,2,…,l )式中:ξi 和ξ3i 为松弛因子;C 为惩罚系数,用来惩罚超出误差ε的数据点,并作为误差ε与优化目标12‖W ‖2之间的权重。

采用拉格朗日乘数法,这样就得到一个等价的二次规划问题,形式如下:　第3期魏茂安,等:地层孔隙压力预测新方法397 m in α,α3-12∑li =1∑lj =1(αi-α3i)(αj -α3j )〈<(X i ),<(X j )〉-ε∑li =1(αi -α3i )+∑iy i (αi -α3i )(4)结束条件:∑li =1(αi -α3i )=0αi ,α3i∈[0,C ]　(i =1,2,…,l )式中:αi ,α3i ≥0,i,j =1,2,…,l 为拉格朗日乘子。

求解上述二次规划优化问题得到目标向量:W3=∑li =1(αi-α3i )<(X i )(5)式中:W 3为目标向量。

偏移量b 由标准支撑向量计算得到,因此估计函数变换成如下形式:f (X )=∑li =1(αi-α3i )〈<(X i ),<(X j )〉+b (6)我们引入式(7)所示的核函数代替式(6)中的内积。

〈<(X i ),<(X j )〉→K (X i ,X )(7)式中:K (X i ,X )是一个必须满足Mercer 条件的函数。

核函数有很多形式,在本文采用能够很好地解决复杂非线性问题的径向基(RBF )核函数:K (X i ,X )=exp -‖X -X i ‖22σ2(8)最后,在本文中用到估计函数的最终形式如下:f (X )=∑li =1(αi -α3i )exp -‖X -X i ‖22σ2+b (9)2　预测原理本文提出的方法的理论基础是有效应力定理和声波速度模型,利用支撑向量回归机在解决小样本非线性回归问题上的优势,分析测井资料与地层上覆岩层压力、垂直有效应力的相关性,通过相关测井资料来预测地层压力。