砂泥岩储层地层压力的地震预测方法及装置与流程

技术特征：

1.一种砂泥岩储层地层压力的地震预测方法，其特征在于，包括：

基于Hashin-Shtrikman边界模型，根据研究区域内目标砂泥岩储层的孔隙度和泥质含量，计算目标砂泥岩储层在极限有效应力下的弹性模量，微裂隙密度因素和微裂隙闭合率因素；根据所述极限有效应力下的弹性模量，微裂隙密度因素和微裂隙闭合率因素，确定干燥岩石弹性模量与有效应力的关系；

根据所述干燥岩石弹性模量与有效应力的关系，以及研究区域内的测井数据，确定砂泥岩随深度变化的有效应力系数；

根据所述干燥岩石弹性模量与有效应力的关系，以及所述砂泥岩随深度变化的有效应力系数，对研究区域内单口井的所有待测目标层位进行地层压力预测；根据所述干燥岩石弹性模量与有效应力的关系，以及有效应力系数，利用反演得到的弹性模量数据体，以单口井的地层压力为约束，对研究区域进行三维地震地层压力预测。

2.如权利要求1所述的砂泥岩储层地层压力的地震预测方法，其特征在于，所述干燥岩石弹性模量与有效应力的关系为：

M＝M_lim(1-A exp(-P_d/B))；

其中，M为干燥岩石弹性模量，P_d为干燥样品压力变化和饱水岩石有效应力，M_lim为极限有效应力下的弹性模量，A为砂泥岩储层的微裂隙密度因素，B为砂泥岩储层的微裂隙闭合率因素。

3.如权利要求1所述的砂泥岩储层地层压力的地震预测方法，其特征在于，在基于Hashin-Shtrikman边界模型，根据研究区域内目标砂泥岩储层的孔隙度和泥质含量，计算目标砂泥岩储层在极限有效应力下的弹性模量，微裂隙密度因素和微裂隙闭合率因素，之前还包括：

根据对目标砂泥岩储层的样品岩心分析，确定影响砂泥岩有效应力的关键参数；所述关键参数为：孔隙度和泥质含量。

4.如权利要求1所述的砂泥岩储层地层压力的地震预测方法，其特征在于，所述Hashin-Shtrikman边界模型为：

$K^{HS+}={(\frac{1-C\left(h\right)-\mathrm{\Φ}\left(h\right)}{K\left(r_1\right)+\frac{4}{3}{\mathrm{\μ}}_{\max }}+\frac{C\left(h\right)}{K\left(r_2\right)+\frac{4}{3}{\mathrm{\μ}}_{\max }}+\frac{\mathrm{\Φ}\left(h\right)}{K\left(r_3\right)+\frac{4}{3}{\mathrm{\μ}}_{\max }})}^{-1}-\frac{4}{3}{\mathrm{\μ}}_{\max };$

${\mathrm{\μ}}^{HS+}={\left(\frac{1-C\left(h\right)-\mathrm{\Φ}\left(h\right)}{\mathrm{\μ}\left(r_1\right)+\mathrm{\ξ}}+\frac{C\left(h\right)}{\mathrm{\μ}\left(r_2\right)+\mathrm{\ξ}}+\frac{\mathrm{\Φ}\left(h\right)}{\mathrm{\μ}\left(r_3\right)+\mathrm{\ξ}}\right)}^{-1}-\mathrm{\ξ};$

$\mathrm{\ξ}=\frac{{\mathrm{\μ}}_{max}}{6}\left(\frac{9K_{\max }+8{\mathrm{\μ}}_{max}}{K_{\max }+2{\mathrm{\μ}}_{\max }}\right);$

其中，K^HS+为砂泥岩骨架体积模量Hashin-Shtrikman上界限，μ^HS+为砂泥岩骨架剪切模量Hashin-Shtrikman上界限，K_max为砂泥岩矿物最大体积模量，μ_max为砂泥岩矿物最大剪切模量，r₁为砂岩的成分含量，r₂为泥岩的成分含量，r₃为孔隙成分含量，C(h)是深度h处的泥质含量，Φ(h)是深度h处的孔隙度。

5.如权利要求1所述的砂泥岩储层地层压力的地震预测方法，其特征在于，根据所述干燥岩石弹性模量与有效应力的关系，以及研究区域内的测井数据，确定砂泥岩随深度变化的有效应力系数，包括：

对目标砂泥岩储层进行岩性划分，根据划分结果，将砂泥岩储层分为砂岩和泥岩；

根据砂岩弹性模量与有效应力的关系，确定砂岩随深度变化的砂岩有效应力系数；根据泥岩弹性模量与有效应力的关系，确定泥岩随深度变化的泥岩有效应力系数；

根据所述干燥岩石弹性模量与有效应力的关系，以及所述砂泥岩随深度变化的有效应力系数，对研究区域内单口井的所有待测目标层位进行地层压力预测，包括：

根据砂岩随深度变化的砂岩有效应力系数和泥岩随深度变化的泥岩有效应力系数，对研究区域内单口井的所有待测目标层位进行地层压力预测。

6.如权利要求5所述的砂泥岩储层地层压力的地震预测方法，其特征在于，根据砂岩弹性模量与有效应力的关系，确定砂岩随深度变化的砂岩有效应力系数，包括按照如下公式计算砂岩随深度变化的砂岩有效应力系数：

n_sand＝1-[1-C(h)][1-Φ(h)]^{1+C/[1-Φ(h)]}；

根据泥岩弹性模量与有效应力的关系，确定泥岩随深度变化的泥岩有效应力系数，包括：按照如下公式计算泥岩随深度变化的泥岩有效应力系数：

n_clay＝1-C(h)[1-Φ(h)]^{1+C/[1-Φ(h)]}；

其中，n_sand为砂岩的有效应力系数，n_clay为泥岩的有效应力系数，C(h)是深度h处的泥质含量，Φ(h)是深度h处的孔隙度，C是经验系数。

7.如权利要求1所述的砂泥岩储层地层压力的地震预测方法，其特征在于，根据所述干燥岩石弹性模量与有效应力的关系，以及所述砂泥岩随深度变化的有效应力系数，对研究区域内单口井的所有待测目标层位进行地层压力预测，包括按照如下公式计算待测目标层位的地层压力：

P_eff＝P_c-n·P_p；

其中，P_eff为待测目标层位的砂泥岩有效应力，P_c为待测目标层位的砂泥岩上覆地层压力，n为待测目标层位的砂泥岩有效应力系数，P_p为待测目标层位的砂泥岩地层压力。

8.如权利要求1所述的砂泥岩储层地层压力的地震预测方法，其特征在于，根据所述干燥岩石弹性模量与有效应力的关系，以及所述砂泥岩随深度变化的有效应力系数，对研究区域内单口井的所有待测目标层位进行地层压力预测；根据所述干燥岩石弹性模量与有效应力的关系，以及有效应力系数，利用反演得到的弹性模量数据体，以单口井的地层压力为约束，对研究区域进行三维地震地层压力预测，包括：

对研究区域内地震数据进行叠前反演，获得三维纵波速度数据、横波速度数据和密度数据；

根据所述三维纵波速度数据、横波速度数据和密度数据，计算研究区域内目标砂泥岩储层的孔隙度和泥质含量；

根据干燥岩石弹性模量与有效应力的关系，以及有效应力系数，利用研究区域内目标砂泥岩储层的孔隙度和泥质含量，以单口井的地层压力为约束，对研究区域进行三维地震地层压力预测。

9.一种砂泥岩储层地层压力的地震预测装置，其特征在于，包括：

弹性模量与有效应力关系确定模块，用于基于Hashin-Shtrikman边界模型，根据研究区域内目标砂泥岩储层的孔隙度和泥质含量，计算目标砂泥岩储层在极限有效应力下的弹性模量，微裂隙密度因素和微裂隙闭合率因素；根据所述极限有效应力下的弹性模量，微裂隙密度因素和微裂隙闭合率因素，确定干燥岩石弹性模量与有效应力的关系；

有效应力系数确定模块，用于根据所述干燥岩石弹性模量与有效应力的关系，以及研究区域内的测井数据，确定砂泥岩随深度变化的有效应力系数；

地层压力预测模块，用于根据所述干燥岩石弹性模量与有效应力的关系，以及所述砂泥岩随深度变化的有效应力系数，对研究区域内单口井的所有待测目标层位进行地层压力预测；根据所述干燥岩石弹性模量与有效应力的关系，以及有效应力系数，利用反演得到的弹性模量数据体，以单口井的地层压力为约束，对研究区域进行三维地震地层压力预测。

10.如权利要求9所述的砂泥岩储层地层压力的地震预测装置，其特征在于，所述干燥岩石弹性模量与有效应力的关系为：

M＝M_lim(1-A exp(-P_d/B))；

其中，M为干燥岩石弹性模量，P_d为干燥样品压力变化和饱水岩石有效应力，M_lim为极限有效应力下的模量，A为砂泥岩储层的微裂隙密度因素，B为砂泥岩储层的微裂隙闭合率因素。