1.一种碳酸盐岩地层超压预测方法,其特征在于:包括以下步骤:
S101:根据碳酸盐岩储层物性解释方法,利用测井资料对待预测碳酸盐岩地层的基础物性参数进行解释,获得待预测碳酸盐岩地层的基础物性参数;所述基础物性参数包括:待预测碳酸盐岩地层的岩石泥质矿物含量Vsh、各矿物组成体积含量Vi、岩石基质孔隙度φs和岩石裂缝孔隙度φc;
S102:根据待预测碳酸盐岩地层的岩石泥质矿物含量Vsh和各矿物组成体积含量Vi,采用Voigt-Reuss-Hill平均模量模型,计算得到待预测碳酸盐岩地层的岩石基质体积模量Ks;
S103:采用Wood模型或者Patchy模型,计算得到待预测碳酸盐岩地层的孔隙流体体积模量Kf;
S104:采用BISQ模型,计算得到待预测碳酸盐岩地层的岩石骨架体积模量Kd;
S105:根据岩石孔隙度φ、岩石基质体积模量Ks、孔隙流体体积模量Kf和岩石骨架体积模量Kd,采用多孔弹性力学量化模型,计算获得待预测碳酸盐岩地层的超压预测值p;其中,岩石孔隙度φ为岩石基质孔隙度φs和岩石裂缝孔隙度φc的和。
2.如权利要求1所述的一种碳酸盐岩地层超压预测方法,其特征在于:步骤S101中,根据碳酸盐岩储层物性解释方法,利用测井资料对待预测碳酸盐岩地层的基础物性参数进行解释,获得待预测碳酸盐岩地层的基础物性参数的步骤,包括:S201:获取碳酸盐岩储层的录井数据和测井数据,所述测井数据包括声波测井数据、密度测井数据、中子测井数据和电阻率测井数据;
S202:利用公式(1)计算碳酸盐岩储层的岩石泥质矿物含量Vsh:
上式中,Vsh为岩石泥质矿物含量,GCUR为地层常数,SH为目的层自然伽马射线强度指数;
S203:根据录井数据中的钻井液滤液电导率,采用阿尔奇公式计算得到碳酸盐岩储层的岩石裂缝孔隙度φc,计算公式如公式(2)所示:上式中,φc为岩石裂缝孔隙度,σLLD和σLLS分别为深侧向电导率和浅侧向电导率,是电阻率测井数据的倒数,σmf和σw分别为钻井液滤液电导率和地层水电导率,为录井数据,mf为裂缝的孔隙度指数,为先验值;
S204:根据岩石泥质矿物含量Vsh和岩石裂缝孔隙度φc,采用宏观岩石体积平衡模型,计算得到碳酸盐岩储层的岩石基质孔隙度φs和碳酸盐岩储层中各矿物组成体积含量Vi,计算公式如公式(3)所示:上式中,φs为岩石基质孔隙度,Vi为第i种矿物体积含量,Δtf、Δtsh、Δtima和Δt分别为流体时差值、泥质时差值、第i种矿物时差值和声波测井数据中的声波时差值;ρf、ρsh、ρima和ρ分别为流体密度值、泥质密度值、第i种矿物密度值和密度测井数据中的密度值;CNLf、CNLsh、CNLima和CNL分别为流体中子值、泥质中子值、第i种矿物中子值和中子测井数据中的中子值;其中Δt、ρ和CNL分别为声波测井、密度测井、中子测井的测井数据,Δtf、Δtsh、Δtima、ρf、ρsh、ρima、CNLf、CNLsh和CNLima为先验值;i=1,2,3,…,N,N为碳酸盐岩储层中的矿物种类数量;
S205:将岩石基质孔隙度φs、岩石裂缝孔隙度φc和各矿物组成体积含量Vi,作为最终的碳酸盐岩储层物性解释结果。
3.如权利要求2所述的一种碳酸盐岩地层超压预测方法,其特征在于:步骤S202中,SH的计算公式如公式(4)所示:上式中,GRmax和GRmin分别为自然伽马曲线极大值和极小值,GR为含泥质目的层自然伽马读数,为自然伽马测井数据;GRmax、GRmin为先验值。
4.如权利要求2所述的一种碳酸盐岩地层超压预测方法,其特征在于:步骤S202中,地层常数GCUR的值为2。
5.如权利要求2所述的一种碳酸盐岩地层超压预测方法,其特征在于:步骤S204中,碳酸盐岩中矿物含量包括:泥质含量、方解石含量、白云石含量和膏盐含量;在泥质含量已知的情况下,Vi分别表示三种矿物含量:方解石含量V1、白云石含量V2和膏盐含量V3、;宏观岩石体积平衡模型的计算步骤如下:S301:由公式(3)整理得到未知数个数与方程数相等的非奇异线性恰定方程组;所述未知数包括:φs、V1、V2和V3;
S302:通过粒子群算法对所述非奇异线性恰定方程组进行搜索,得到一个接近于解的初值;
S303:根据所述初值,采用非线性约束优化方法对所述非奇异线性恰定方程组进一步求解,得到岩石基质孔隙度φs和V1、V2、V3的准确解。
6.如权利要求1所述的一种碳酸盐岩地层超压预测方法,其特征在于:步骤S102中,根据待预测碳酸盐岩地层的岩石泥质矿物含量Vsh和各矿物组成体积含量Vi,采用Voigt-Reuss-Hill平均模量模型,计算待预测碳酸盐岩地层的岩石基质体积模量Ks的计算公式如公式(5)所示:上式中,Mi为各矿物成分等效模量,为先验值; 为待预测
碳酸盐岩地层中含有的矿物种类数量,其中,f2、f3和f4分别代表灰岩、白云岩和膏盐岩的体积含量。
7.如权利要求1所述的一种碳酸盐岩地层超压预测方法,其特征在于:步骤S103中,计算待预测碳酸盐岩地层的孔隙流体体积模量Kf的计算公式如公式(6)所示:上式中,Ki为待预测碳酸盐岩地层中各混合物流体成分体积模量,为先验值;xi为组成混合物流体的n种组分的各部分体积百分数,计算公式为: m、n、a、b为岩电参数,为先验值;Rt为地层真电阻率曲线,为测井数据;Ri为地层水电阻率,为录井数据;i=1,
2,…,n。
8.如权利要求1所述的一种碳酸盐岩地层超压预测方法,其特征在于:步骤S105中,根据岩石孔隙度φ、岩石基质体积模量Ks、孔隙流体体积模量Kf和岩石骨架体积模量Kd,计算获得待预测碳酸盐岩地层的超压预测值p的计算公式如公式(7)所示:上式中,为平均主应力,为先验值;β为无量纲经验性参数系数,为先验值;A为复合弹性模量组合项;φ=φs+φc。