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专利号: 2019101817046
申请人: 长江大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 土层或岩石的钻进;采矿
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种沉积岩地层孔隙压力预测计算方法,其特征在于,包括如下步骤:

1)确定沉积岩地层的测井数据:根据地质条件和研究目标需求,选取具有表征意义的井,进行声波时差测井,得到沉积岩地层的声波时差测井数据;

2)绘制散点图确定正常压实段:以井深为纵坐标,以声波时差测井数据为横坐标,绘制井深与声波时差对数的散点图,观察散点图趋势确定声波时差随井深变化的正常压实泥岩段;

3)坐标旋转变换:设定正常压实泥岩段的井深为变量H,声波时差的对数为随机变量T,* *旋转的角度为θ,根据坐标旋转变换公式,确定新坐标(T ,H)在最优旋转角度θ0下的样本值

4)确定正态分布特征参数:对转换后得到的样本数据 通过绘制频率直方图来近似确定正态分布的均值(μ)和标准方差(σ),即T*~N(μ,σ2);

5)确定正常压实泥岩段井深与声波时差对数的趋势线方程:根据正态分布的均值(μ)和最优旋转角度θ0的值,确定正常压实泥岩段地层声波时差的对数T的变化趋势线L方程为T=tan(θ0)·H+μ;

* * 2

6)异常地层压力的概率分析:根据变换后数据T建立的正态分布T ~N(μ,σ),对其它任意层段地层声波时差数据进行分析,设定显著性水平为α,计算拒绝域,再通过判断其他任意层段的某点声波时差数据是否在拒绝域内,进而判定该点数据是否为异常压力;

7)对于异常压力所存在的欠压实地段,按照比值法或伊顿法计算该地层压力当量密度。

2.根据权利要求1所述的沉积岩地层孔隙压力预测计算方法,其特征在于:所述步骤2)中,若处于正常压力时,声波时差随井深的增加呈线性减小,视为正常压实泥岩段;若出现异常压力时,声波时差偏离正常趋势线,视为欠压实地段。

3.根据权利要求2所述的沉积岩地层孔隙压力预测计算方法,其特征在于:所述步骤3)中,坐标旋转变换具体包括如下步骤:

301)坐标旋转变换:设定正常压实泥岩段的井深为变量H,声波时差的对数为随机变量T,旋转的角度为θ,则根据坐标旋转变换公式,可以确定新坐标(T*,H*)下的样本值

302)确定样本方差:确定新的坐标(T*,H*)下样本值的样本方差S2;

303)确定最优θ0的值:对S2相对θ求导确定θ0值,θ0值为使得随机变量T样本值的样本方差S2达到最小的值;

304)计算新的坐标(T*,H*)下的样本 值,根据确定θ0的值,可最终确定转换后的样本

4.根据权利要求3所述的沉积岩地层孔隙压力预测计算方法,其特征在于:所述步骤

301)中,坐标旋转变换公式,新的坐标(T*,H*)为:式中,H-井深(m);T-声波时差的对数(μs/m);θ-旋转的角度(°);T*-新坐标下声波时差的对数(μs/m);H*-新坐标下的井深(m)。

5.根据权利要求3所述的沉积岩地层孔隙压力预测计算方法,其特征在于:所述步骤

302)中,新的坐标(T*,H*)下样本值 的样本方差为式中,s2-新坐标下样本值的样本方差;

Ti*-新坐标下第i个样本值声波时差的对数(μs/m);

-新坐标下声波时差的对数的样本均值(μs/m);

n-样本的容量数(个)。

6.根据权利要求5所述的沉积岩地层孔隙压力预测计算方法,其特征在于:所述步骤

303)中,最优θ0的值由如下计算而得:式中,Hi-原坐标下第i个样本值的井深(m);

Ti-原坐标下第i个样本值声波时差的对数(μs/m);

Ti*-新坐标下第i个样本值声波时差的对数(μs/m);

θ-旋转的角度(°);

式中, -新坐标下声波时差的对数的样本均值(μs/m);

n-样本的容量数(个);

Ti*-新坐标下第i个样本值声波时差的对数(μs/m);

把式(3)、式(4)代入式(2),并对S相对θ求导数得:式中,s-新坐标下样本值的样本标准差;θ-旋转的角度(°);

式中,n-样本的容量数(个);Ti-原坐标下第i个样本值声波时差的对数(μs/m);Hi-原坐标下第i个样本值的井深(m);

式(9)为一个关于参数θ的函数,令:

式中,s-新坐标下样本值的样本标准差;θ-旋转的角度(°);

结合倍角公式,得到:

式中,θ0-最优旋转角度(°);

当式(11)中nA-C=0时,则θ0=π/4;

把计算得到θ0代入式(1),即可最终确定转换后的样本

7.根据权利要求1~6任一项所述的沉积岩地层孔隙压力预测计算方法,其特征在于:所述步骤6)中,若其他任意层段的某点声波时差数据落在拒绝域内,则该点数据为异常压力;若该点数据不在拒绝域内,则该点数据为正常压力。

8.根据权利要求7所述的沉积岩地层孔隙压力预测计算方法,其特征在于:所述步骤6)中,计算拒绝域的具体过程为:对于任意一个样本,设定其均值为 判断在显著水平为α条件下 与总体均值μ0有无显著差别,原假设H0:μ=μ0;备择假设H1:μ≠μ0,拒绝域k0为:式中,zα/2为上分位点; 为拒绝域的下限; 为拒绝域的上限;n-样本的容量数(个);α-显著性水平;σ-标准差。

9.根据权利要求1所述的沉积岩地层孔隙压力预测计算方法,其特征在于:所述步骤7)中,比值法计算公式:式中,ρp-地层孔隙压力当量密度(g/cm3);

ρn-正常孔隙压力当量密度(g/cm3);

Δta-实际的岩石声波时差(μs/m);

Δtn-正常趋势线及其延伸线上的声波时差(μs/m)。

10.根据权利要求1所述的沉积岩地层孔隙压力预测计算方法,其特征在于:所述步骤

7)中,伊顿法计算公式如下:

式中,σv-上覆岩层压力,(Mpa);

pn-正常地层压力,(Mpa);

c-地层指数,常数;

Δta-实际的岩石声波时差(μs/m);

Δtn-正常趋势线及其延伸线上的声波时差(μs/m)。