地层欠压实与生烃增压的评价方法与流程

本发明涉及油气地质勘探领域，尤其涉及一种地层欠压实与生烃增压的评价方法。

背景技术：

异常压力作为沉积盆地中普遍存在的一种现象，与油气生成、运移、聚集关系密切。在低渗透致密地层中，流体超压的发育机制与应力作用(压实不均衡和构造挤压)、流体体积膨胀作用(生烃、黏土矿物脱水和水热增压)和流体流动等密切相关。早期研究普遍认为欠压实是沉积盆地大规模超压形成的主要原因，欠压实作用主要发生于盆地沉降的早期浅埋藏阶段，并受控于较快的沉积速率和较低的地层渗透率。干酪根生烃作用也是许多盆地超压的主要来源，meissner(1978)提出当固体干酪根转化为液态烃、天然气等产物时会伴随25％的体积膨胀；tingayetal.(2013)认为malay盆地北部由于生气作用引起的超压可占总超压的1/2～2/3，最大可产生15.3mpa/km的压力梯度。尽管油气生成被认为是超压发育的重要机制，但目前还缺少直接证据。

不同成因类型的超压会引起不同的岩石物理性质和流体特征响应，前人提出了多种孔隙流体压力成因判识模型，主要包括：根据地层高沉积速率、低孔渗特征来识别欠压实超压；利用有机质成熟度来识别生烃增压；综合利用声波时差、孔隙度等测井资料对欠压实、生烃超压进行识别，并结合加载、卸载曲线对两种超压进行区分；关于不同成因超压的贡献率定量表征是超压成因研究的难点，目前研究主要依据不同成因超压的孔隙度、有效应力变化特征进行研究：如李小强等、王震亮等、石万忠等、tingay等，依据等效深度法及有效应力法对欠压实超压、构造挤压超压及生烃超压进行评价。另外，郭小文等通过物理实验模拟建立了生烃增压模型来计算生烃增压量；刘华等在研究正常压实、欠压实及生烃演化的基础上，对不同成因超压进行了定量表征。

但是，上述技术对地层超压成因的分析，多以定性分析或者复杂的公式计算为主，缺少准确定量评价或者评价方法过于复杂。

技术实现要素：

针对现有技术中仅有定性评价或者定量评价方法复杂的问题，本发明提出一种简单快捷的定量评价方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种地层欠压实与生烃增压的评价方法，包括如下步骤：

s1、分析地层沉积速率和地层超压之间的关系，以及烃源岩镜质体反射率与超压大小之间的关系；

s2、针对超压和常压地层，计算各个地层压力数据点的深度对应的垂向有效应力，提取各个地层压力数据点深度对应的地层电阻率；

s3、以垂向有效应力和地层电阻率分别为横/纵坐标和纵/横坐标，构建垂向有效应力-地层电阻率关系图版，拟合常压地层垂向有效应力-地层电阻率关系趋势线；

s4、将不同超压地层压力数据点对应的地层电阻率和垂向有效应力绘制到垂向有效应力-地层电阻率关系图版中，并与常压地层垂向有效应力-地层电阻率关系趋势线对比：

若与常压地层垂向有效应力-地层电阻率关系趋势线相吻合，则超压成因为地层欠压实超压，其大小等于地层剩余压力；

与常压地层垂向有效应力-地层电阻率关系趋势线相比，若沿电阻率增大方向偏离常压地层垂向有效应力-地层电阻率关系趋势线，则存在生烃增压△p1，根据图版确定与常压地层垂向有效应力-地层电阻率关系趋势线的偏离幅度，该幅度对应的有效应力幅度△δ即为生烃增压的大小，由地层剩余压力减去生烃增压△p1，从而得到地层欠压实超压△p2的大小。

优选的是，所述步骤s1进一步包括：

s11、超压与地层沉积速率关系分析：统计单井地层厚度、地层沉积起始时间，计算各时期的地层沉积速率大小，分析地层沉积速率与地层超压之间的关系，判识地层欠压实增压的发育程度；

s12、超压与烃源岩成熟度关系分析：统计单井的烃源岩镜质体反射率测试数据，分析烃源岩镜质体反射率与超压大小之间的关系，判识生烃增压的发育程度。

优选的是，所述步骤s2进一步包括：

s21、地层电阻率提取：针对超压、常压地层，利用测井资料，提取与各个地层压力数据点的深度相对应的地层电阻率参数；

s22、根据演示垂向有效应力公式，计算出与各个地层压力数据点的深度相对应的垂向有效应力参数。

本发明与现有技术相比，有益效果在于：

本发明通过构建垂向有效应力-地层电阻率关系图版，拟合常压地层垂向有效应力-地层电阻率关系趋势线，通过将超压地层数据绘制在图版中，并与常压地层垂向有效应力-地层电阻率关系趋势线比较，即可对地层欠压实与生烃增压进行定量评价，评价方法简单快捷。

附图说明

图1为本发明所述的地层欠压实与生烃增压的评价方法；

图2为东濮凹陷沙河街组超压、常压地层垂向有效应力-地层电阻率关系图版；

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例作进一步说明。

以东濮凹陷沙河街组为例的地层欠压实和生烃增压的评价方法，如图1所示，包括如下步骤：

s1、分析地层沉积速率和地层超压之间的关系，以及烃源岩镜质体反射率与超压大小之间的关系，具体步骤如下：

s11、超压与地层沉积速率关系分析：统计单井地层厚度、地层沉积起始时间，计算各时期的地层沉积速率大小，分析地层沉积速率与地层超压之间的关系，判识地层欠压实增压的发育程度；

s12、超压与烃源岩成熟度关系分析：统计单井的烃源岩镜质体反射率测试数据，分析烃源岩镜质体反射率与超压大小之间的关系，判识生烃增压的发育程度。

s2、针对超压和常压地层，计算各个地层压力数据点的深度对应的垂向有效应力，提取各个地层压力数据点深度对应的地层电阻率，具体步骤如下：

s21、地层电阻率提取：针对超压、常压地层，利用测井资料，提取与各个地层压力数据点的深度相对应的地层电阻率(r)参数；s22、根据演示垂向有效应力公式δ＝ρgh(其中ρ为上覆岩层平均密度，kg/m³，g为重力加速度，m/s²，h为上覆岩层厚度，m)，计算出与各地层压力数据点的深度相对应的垂向有效参数应力，东濮凹陷沙河街组数据及计算结果如表1中所示。

s3、以垂向有效应力和地层电阻率分别为横/纵坐标和纵/横坐标，构建垂向有效应力-地层电阻率关系图版，拟合常压地层垂向有效应力-地层电阻率关系趋势线；图2为东濮凹陷沙河街组超压、常压地层垂向有效应力-地层电阻率关系图版，图中以垂向有效应力为纵坐标，地层电阻率为横坐标，图中黑色实线为常压地层垂向有效应力-地层电阻率关系趋势线，图中拟合的常压地层垂向有效应力-地层电阻率关系趋势线的公式为公式1所示：

δ＝10.385·ln(r)+15.87(1)

s4、将不同地层压力数据点对应的地层电阻率和垂向有效应力绘制到垂向有效应力-地层电阻率关系图版中，并与常压地层垂向有效应力-地层电阻率关系趋势线对比：

若与常压地层垂向有效应力-地层电阻率关系趋势线相吻合，则超压成因为欠压实超压，其大小等于地层剩余压力；

若沿电阻率增大方向偏离常压地层垂向有效应力-地层电阻率关系趋势线，则超压存在生烃增压△p1，根据图版确定与常压地层垂向有效应力-地层电阻率关系趋势线的偏离幅度，该幅度对应的有效应力幅度△δ即为生烃增压的大小，其计算结果如公式2所示：

△p1＝△δ＝10.385·ln(r)+15.87(2)

由地层剩余压力减去生烃增压，求得地层欠压实超压△p2的大小，其计算公式如公式3所示：

△p2＝△p-△p1(3)

上述公式中，△p为地层剩余压力。

本发明通过构建垂向有效应力-地层电阻率关系图版，拟合常压地层垂向有效应力-地层电阻率关系趋势线，通过将超压地层数据绘制在图版中，并与常压地层垂向有效应力-地层电阻率关系趋势线比较，即可对地层欠压实与生烃增压进行定量评价，评价方法简单快捷。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

表1东濮凹陷沙河街组数据及计算结果