一种油藏储层的古压力定量反演探测方法
【专利摘要】本发明公开了一种油藏储层的古压力定量反演探测方法，包括以下步骤：测定油藏层位岩心和流体样品参数；建立数据装置处理的基于剥蚀厚度的油藏埋藏史地温史模拟；定量测定构造运动前的古压力。本发明从实测数据和液体状态方程出发，结合地层埋藏史模拟和剥蚀厚度恢复，得到了构造抬升造成的压力变化量，根据现今实测油藏压力即可定量反演出构造抬升前油藏储层古压力。该反演方法可得到古油气运聚方向，进而指导油气勘探优选靶区。根据已钻井区块现今油藏地层压力资料，对相邻未钻井勘探区块地层压力进行预测及其钻井工艺优选，可有效应对泥岩扩径、井壁垮塌、油层压死等钻井技术难题。
【专利说明】 一种油藏储层的古压力定量反演探测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及油气藏流体场压力演化探测方法，尤其涉及一种油藏储层的古压力定量反演探测方法，即在已知现今地层压力及其变化量的条件下，反推原始地层压力的方法。
【背景技术】
[0002]油气的生成、运移与聚集、保存及成岩-成矿流体相互作用等都与盆地的压力条件及压力演化密切相关，沉积盆地中古压力的研究已经成为盆地分析与成藏动力学研究中不可或缺的部分，地层压力演化的研究在油气资源勘探中显得越来越重要。近年来，对压力的研究越来越趋于定量化，数值模拟和物理模拟是现在压力演化研究热点和难点。传统方法是利用盆地模拟技术，综合考虑负载、生烃、粘土矿物脱水及水热增压因素的地层压力正演模拟能够在盆地尺度上粗略地再现盆地流体压力演化，但该方法受到众多经验性参数选择、地质数据等因素的制约，以今压力系统分布作为边界条件，模拟的压力演化中间过程似乎不是唯一的，因此其结果难以满足当前勘探生产评价的精度要求。也有学者利用流体包裹体热动力学模拟技术获取古压力，但流体包裹体PVTX热动力学研究还存在一些问题，如具有复杂成份的烃类包裹体的热力学性质不能完全精确确定，参数获取的精确性会受到某些不确定因素的影响、人为操作产生的误差和包裹体不一定发育等缺陷，该技术有待进一步发展。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提供油气藏流体场压力演化探测方法，尤其提供一种油藏储层的古压力定量反演探测方法，解决了如何定量测定反演封闭体系抬升剥蚀过程中地层压力的变化，进而更准确指导定位油气勘探优选靶区。
[0004]本发明所述方法是一种构造抬升前储层古压力的定量反演的探测方法，通过定量测算反演构造抬升前油藏储层的古压力的方法来实现本发明所要解决的技术问题。本发明的技术方案基于以下原理:
[0005]中国含油气盆地普遍受印支运动、燕山运动和喜山运动等构造抬升剥蚀作用，抬升剥蚀必然引起地层压力的变化。随着构造抬升，目的层因上覆地层遭受剥蚀，负载降低，导致其孔隙和地层流体卸载膨胀，孔隙膨胀时必然会使地层压力降低。同时，伴随着地壳抬升运动必然导致地层温度的降低，流体由于遇冷收缩，体积变小，如果地层处于封闭状态外部流体不能及时补充因储层孔隙反弹和流体收缩所增大的孔隙空间，则温度降低将会使储层压力减小，构造运动期往往对应油气成藏关键期，因此，从抬升过程中流体温度降低和孔隙体积反弹对流体压力的影响而得到的测定数值入手，基于流体状态方程等，通过数值模拟定量反演出构造抬升前油藏储层古压力测定值，得到古油气运聚方向，进而用于指导油气勘探优选靶区。同时根据已钻井区块现今油藏地层压力资料，对相邻未钻井勘探区块地层压力进行预测及其钻井工艺优选，有效应对泥岩扩径、井壁垮塌、油层压死等钻井技术难题。[0006]本发明所要解决的技术方案是通过以下技术方案来实现的:
[0007]—种油藏储层的古压力定量反演探测方法，包括以下步骤:测定油藏层位岩心和流体样品参数；建立数据装置处理的基于剥蚀厚度的油藏埋藏史地温史模拟；定量测定构造运动如的古压力。
[0008]本发明所述数据处理装置包括计算机以及其他已知的数据处理功能的设备。
[0009]具体步骤为:
[0010](一 )取油藏层位岩心和流体样品，实测数据；所述测试包括:利用杠杆引伸法测泊松比V ;利用干涉法测液体膨胀系数CIf ;利用声速测试法测液体压缩系数Pf ;利用覆压孔渗法测岩石孔隙体积压缩系数β“利用密度测井法取地层密度P ;
[0011]( 二)获得构造抬升剥蚀量，即古岩层由于构造抬升的剥蚀厚度；包括:利用泥岩声波时差法、镜质体反射率(Ro)法和地层对比法定量计算获得。泥岩声波时差法是在地层遭受剥蚀之后的埋藏深度小于剥蚀厚度时，利用各种测井资料进行综合解释得到地层孔隙度随深度的变化曲线，根据曲线的变化趋势即可推断有无剥蚀以及剥蚀量的大小。镜质体反射率法是根据镜质体反射率的对数与埋藏深度(H)存在线性关系，在自然对数坐标图上寻找不整合面，即Ro剖面线的跳越点，在不整合上下各自连出一条趋热线；并向上延伸到Ro值与上伏地层底界面Ro值与上伏地层底界面R0相等的深度点，那么该点与不整合面的深度差值即为剥蚀量。地层对比法是根据地层在横向上的起伏和厚度变化并定量的加以推导剥蚀区地层厚度。
[0012](三)基于镜质体反射率数据，利用计算机等数据处理设备模拟盆地，对地温改变量进行求取；盆地内某一深度地层中镜质体反射率Ro的大小主要受镜质体所在地层的埋藏历史和地温梯度的控制，当地层的埋藏史确定之后，Ro就唯一受制于地温梯度的变化，地温梯度只取决于盆地热流密度及其沉积物的热导率，已知沉积物热导率，盆地热流密度的变化唯一确定了盆地地温梯度的变化。根据古热流模型、古地温模型和Ro模型等一系列理论模型，利用实测的Ro数据反演求取盆地大地热流密度的变化，然后根据盆地热流密度的变化，结合地层埋藏史和沉积物热导率正演获得盆地所经历的古地温史，根据古地温史即可求得构造抬升造成温度降低量。
[0013](四)确定储层由于构造抬升温度降低及孔隙体积反弹而导致的储层压力减少量;
[0014]假定地层流体全部为液态，选择经典的液体状态方程:
[0015]V = V0 [1+af(T-T0)-^fp] ⑴
[0016]其中，a f为液体膨胀系数，IT1 ; β f为液体压缩系数，Pa-1 ；V0, T0分别为原始条件下的液体体积和温度；v、T、P分别为变化后的液体状态，单位分别为:m3，K，Pa。
[0017]由液体状态方程可以得到JfP= a f (T-T0) + (V0-V) /V0 (2)
[0018]式中T-Ttl为温度变化，表示为Δ T，V ； (V0-V) /V0为液体体积变化率，在封闭条件
下流体体积变化率一定等于孔隙体积变化率，则(V-VciVVtl= β(δ-ρ)，其中δ为上覆载
荷压力，Pa ； β r为岩石孔隙体积压缩系数，Pa—1 ;那么，公式2可表示为:
【权利要求】
1.一种油藏储层的古压力定量反演探测方法，包括以下步骤:测定油藏层位岩心和流体样品参数；建立数据装置处理的基于剥蚀厚度的油藏埋藏史地温史模拟；定量测定构造运动前的古压力。
2.根据权利要求1的油藏储层的古压力定量反演探测方法，具体步骤为: (一)取油藏层位岩心和流体样品，实测数据泊松比V、液体膨胀系数CIf、液体压缩系数、岩石孔隙体积压缩系数βρ地层密度P ; (二)获得构造抬升的剥蚀厚度； (三)构造抬升造成温度降低量进行求取； (四)确定储层由于构造抬升温度降低及孔隙体积反弹而导致的储层压力减少量； (五)基于上述获取的数据，利用地层压力反演方程求取构造抬升过程中流体温度降低和孔隙体积反弹对流体压力的改变量数据，即可求取构造抬升前油藏古压力。
3.根据权利要 求2的油藏储层的古压力定量反演探测方法，所述步骤(一)通过以下实验测试获得:利用杠杆引伸法测泊松比V ;利用干涉法测液体膨胀系数af;利用声速测试法测液体压缩系数利用覆压孔渗法测岩石孔隙体积压缩系数利用密度测井法取地层密度P。
4.根据权利要求2的油藏储层的古压力定量反演探测方法，所述步骤(二)为通过以下方法获得:所述地层剥蚀厚度的测定方法包括泥岩声波时差法、镜质体反射率(Ro)法和地层对比法。
5.根据权利要求2的油藏储层的古压力定量反演探测方法，所述步骤(三)为通过以下方法获得: 通过数据处理装置建立古热流模型、古地温模型和/或Ro模型理论模型，利用实测的Ro数据反演求取盆地大地热流密度的变化，然后根据盆地热流密度的变化，结合地层埋藏史和沉积物热导率正演获得盆地所经历的古地温史，根据古地温史即可得构造抬升造成温度降低量。
6.根据权利要求2的油藏储层的古压力定量反演探测方法，所述步骤(四)为通过以下数据处理装置获得: 假定地层流体全部为液态，选择经典的液体状态方程:
V = V0 [1+Qf(T-T0)-^fPl (I) 其中，a f为液体膨胀系数，K-1Af为液体压缩系数，Pa-1 Λ、T0分别为原始条件下的液体体积和温度；V、T、P分别为变化后的液体状态，单位分别为:m3，K，Pa。 由液体状态方程可以得到JfP= af (T-T0) + (V0-V) /V0 (2) 式中T-Ttl为温度变化，表示为Λ Τ，V ； (V0-V) /V0为液体体积变化率，在封闭条件下流体体积变化率一定等于孔隙体积变化率，则(V-VciVVtl= ?^(δ-ρ)，其中δ为上覆载荷压力，Pa ; I为岩石孔隙体积压缩系数，Pa—1 ;那么，公式2可表示为: P= a'.ATi^~S( 3 )
β,+β,.β.Λβτ 水平地层的平均正压力5 =.式.+1$ ,其中，δχ代表水平压力分量(δχ= 5y),δ ζ为垂直压力分量。由水平挤压应力
7.根据权利要求2的油藏储层的古压力定量反演探测方法，所述步骤还包括:(六)利用上述数据获得成藏期各井位层段的古流体势，其数学表达式为:
8.根据权利要求1或2的油藏储层的古压力定量反演探测方法，所述储层中流体为石油。
9.根据权利要求1或2的油藏储层的古压力定量反演探测方法，所述步骤进一步包括: 基于各井位现今试油深度，根据构造抬升剥蚀厚度，恢复构造抬升前油藏期试油层位的古埋深，结合古压力数据，求取各井成藏期古流体势值； 根据各井求取的古流体势值，平面上做出古流体势等值线图； 在古流体势等值线图的基础上，根据油气从高势区运移原理，做出垂直于古流体势等值线的流线，箭头指向低势区； 根据以上流线的汇聚方向，即可判断成藏期油气运移的方向，将油气运移汇聚区图与圈闭区图重合，叠加区域即是勘探优选区，从而为井位部署提供理论依据。
10.根据权利要求1或2的油藏储层的古压力定量反演探测方法，所述步骤进一步包括: (七)根据已钻井区块现今油藏地层压力资料，对相邻未钻井勘探区块地层压力进行预测及其钻井工艺优选:由于各区块油藏处于同一古流体压力系统，地层压力间只存在油柱和水柱高度压力差，结合相邻未钻区块抬升剥蚀厚度计算压力降低量即可预测相邻未知勘探区块现今地层压力，指出未知勘探区块是异常低压、高压还是常压，从而有效解决了泥岩扩径、井壁垮塌、油层压死钻井问题。
【文档编号】E21B49/00GK103982179SQ201410224580
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年5月26日 优先权日:2014年5月26日
【发明者】许浩, 喻廷旭, 尹微, 张文忠 申请人:中国地质大学（北京）