基于多孔介質彈性理論的碳酸鹽巖地層超壓預測

摘要：碳酸鹽巖地層超壓預測目前仍然是國內外研究的難點問題。碎屑巖超壓預測方法均是建立在明顯的超壓測井、地震宏觀響應規律基礎上的經驗關系,這些經驗性方法不適用于因巖性致密使得超壓地球物理響應微弱的碳酸鹽巖地層。通過碳酸鹽巖樣品超壓巖石物理模擬實驗,分析了在應力-孔隙壓力共同作用下巖石中聲波速度、彈性參數的變化規律;基于多孔介質彈性理論和廣義胡克定律推導并建立了表征孔隙壓力與巖石彈性參數定量關系的理論模型,即多孔介質彈性理論的超壓預測量化模型。以川東北地區典型碳酸鹽巖超壓鉆井為例,開展了碳酸鹽巖地層超壓預測應用研究:針對碳酸鹽巖地層選擇油氣水測井綜合解釋模型獲取巖石物性參數;利用Voigt-Reuss-Hill平均模量模型計算巖石基質體積模量,利用Wood模型和Patchy模型計算孔隙流體體積模量,利用BISQ模型計算巖石骨架體積模量,然后通過多孔介質彈性理論量化模型預測超壓。預測結果顯示預測壓力與鉆桿實測壓力(DST)吻合較好,與泥漿密度換算壓力和隨鉆監測壓力變化趨勢相近,表明這種基于多孔介質彈性理論的超壓預測量化模型是一種解決碳酸鹽巖地層超壓預測的新途徑。