東海西湖凹陷區(qū)深層壓力突變成因及預(yù)測(cè)方法

中圖分類(lèi)號(hào)：TE142；TP319 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Abstract： The abrupt change of deep formation pressure is a prominent problem in Xihu Depressionof East China Sea Basin， which makes itdificult topredictduetoitsunknowncauses，andcanseriouslyrestricts thesafeandeficient drllingoperation.In order to explain this special phenomenonofthe pressureabrupt changein thetarget block，acomprehensive Bowers method （loading-unloading curve method）andanacoustic velocitydensitycrosslot methodwereused to identifythe pressureforming mechanismsofdiferentlayers indeepformationandtheinfluenceof lithologyonpressureabruptchange.Further，anew pore pressure prediction modelfordeep formation was establishedbasedoncorrction parameters that exclude the influenceof highabundanceorganic materandnano-scaleorganicpores，butconsideringthe influenceof multiplesources such as pressure forming mechanism，lithologychange，rock mechanical properties，rockconduction propertiesandrock volume properties.Theresultsshowthatthe pressre abruptchange is mainlycausedbythe pressure forming mechanismand lithologyof different deep strata in XihuDepression.The pressure surge inthemiddle Pinghu Formation is mainlycaused by hydrocarbon generationand pressre transferof non-source rocks，andthepressurereversal inthelower PinghuFormationis mainlycaused by structural compresion of non-source rocks.Combined withthe measured data offour wels in the study area，it is verified that the prediction error of the new model is controlled within 5.0% ，and the average error is only 2.3% ， which shows good applicability and high prediction accuracy of the new model.

Keywords： Xihu Depresion;； pressure abrupt change； pressure formation mechanism； multiple sources； measured data

東海盆地西湖凹陷是中國(guó)近海海域最大的新生代沉積盆地[1]，根據(jù)大量鉆井實(shí)測(cè)資料表明，西湖凹陷深部地層中不同層段、不同巖性的孔隙壓力分布規(guī)律復(fù)雜多變，尤其平湖組壓力突變的特殊壓力現(xiàn)象導(dǎo)致出現(xiàn)先增壓后降壓系統(tǒng)特征。壓力突變是指地層中孔隙壓力在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生劇烈變化，一般壓力突變主要包括壓力激增和壓力反轉(zhuǎn)兩種情況。鉆井作業(yè)過(guò)程中壓力突變可能會(huì)導(dǎo)致井涌、井漏及鉆頭卡鉆等復(fù)雜事故，隨著油氣勘探開(kāi)發(fā)轉(zhuǎn)向深部復(fù)雜地層，實(shí)鉆過(guò)程中壓力突變現(xiàn)象更為頻繁發(fā)生，嚴(yán)重制約著鉆井作業(yè)安全高效進(jìn)行，對(duì)西湖凹陷深層油氣勘探開(kāi)發(fā)帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)。超壓成因的精準(zhǔn)判識(shí)與合理的地層壓力預(yù)測(cè)方法是闡明異常壓力變化現(xiàn)象的關(guān)鍵，因此明確西湖凹陷成壓機(jī)制對(duì)于壓力突變形成和預(yù)測(cè)具有重要意義。探究巖石力學(xué)屬性（有效應(yīng)力、上覆巖層壓力）和巖石物理屬性（聲波、電阻率、密度）關(guān)系是精確描述孔隙壓力變化的有效手段。Eaton法和Bowers法[2在明確超壓成因的前提下基于測(cè)井資料中有效應(yīng)力與速度之間的關(guān)系構(gòu)建了孔隙壓力模型。Fillippone 法[3不依賴(lài)正常趨勢(shì)線采用高精度反演的層速度預(yù)測(cè)孔隙壓力。樊洪海[4]綜合Eberhart-Phillips提出的經(jīng)驗(yàn)公式，建立了考慮泥質(zhì)含量、孔隙度、垂直有效應(yīng)力對(duì)聲波速度影響的綜合解釋方法。近年來(lái)，諸多學(xué)者在上述方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)工作，分別建立了適應(yīng)目標(biāo)區(qū)塊的地層壓力預(yù)測(cè)模型[5-9]。然而，已有研究無(wú)法較好地解釋西湖凹陷壓力突變現(xiàn)象，且預(yù)測(cè)結(jié)果都與實(shí)鉆測(cè)壓存在較大偏差，給深部地層鉆井作業(yè)帶來(lái)了較高風(fēng)險(xiǎn)。因此為準(zhǔn)確描述西湖凹陷深部地層的壓力突變特殊現(xiàn)象，在消除烴源巖有機(jī)質(zhì)造成的壓力假象前提下，筆者結(jié)合不同層位及巖性的成壓機(jī)制精準(zhǔn)判識(shí)，建立適用于深部壓力突變地層的孔隙壓力預(yù)測(cè)新模型，為東海盆地西湖凹陷區(qū)深層勘探開(kāi)發(fā)提供技術(shù)借鑒。

壓力突變現(xiàn)象描述

西湖凹陷位于東海陸架盆地東北部，平面上自西向東劃分為西部斜坡帶、西部次凹帶、中央反轉(zhuǎn)構(gòu)造帶、東部次凹帶和東部斷階帶5個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元[10]（圖1）。研究區(qū)西部斜坡帶平湖組西湖凹陷是目前勘探開(kāi)發(fā)的主戰(zhàn)場(chǎng)，其煤系地層、烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度發(fā)育，成為主力烴源巖地層。綜合利用測(cè)壓數(shù)據(jù)、鉆井液密度等實(shí)鉆資料對(duì)研究區(qū)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)不同層位、不同巖性地層壓力結(jié)構(gòu)差異較大，整體上壓力系數(shù)隨著深度增大先增后降（圖2）。平湖組上段、中段下段壓力系數(shù)（壓力當(dāng)量密度）分別為0.97～1.33，1.00～1.47，1.06～1.87g/cm³ 。深部地層壓力縱向分布復(fù)雜，自平湖組中段開(kāi)始起壓，進(jìn)入平湖組中段下部壓力增大明顯，到平湖組下段頂部壓力系數(shù)激增呈階梯狀向下快速增加（圖3），但平湖組下段底部壓力有降低回頭特征，局部井區(qū)壓力急劇下降，呈現(xiàn)壓力反轉(zhuǎn)現(xiàn)象。預(yù)測(cè)地層壓力與實(shí)際偏差較大（表1），深層瀕發(fā)的壓力突變現(xiàn)象已嚴(yán)重限制了研究區(qū)鉆井作業(yè)的順利實(shí)施。

表1X井平湖組的實(shí)測(cè)地層壓力與預(yù)測(cè)地層壓力對(duì)比

Table1Comparisonbetweenmeasured pressureand predictedpressureofPinghuFormationinwellX

2 壓力突變成因

Bowers（加載-卸載曲線）法[可以通過(guò)對(duì)加載-卸載過(guò)程中巖石傳導(dǎo)屬性和體積屬性的不同響應(yīng)特征來(lái)精確判識(shí)異常壓力成因，其考慮了巖石力學(xué)參數(shù)和巖石物理參數(shù)，目前有效應(yīng)力-速度圖和有效應(yīng)力-密度圖被廣泛應(yīng)用于成壓識(shí)別（圖4（a）、（b））。聲波-密度交會(huì)圖法（圖4（c））是在Bowers法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，不均衡壓實(shí)、構(gòu)造擠壓與正常壓力位于加載曲線上，其他機(jī)制落入加載曲線之外。因此結(jié)合有機(jī)質(zhì)演化特征和構(gòu)造地質(zhì)特征，利用上述兩種方法可以有效判別成壓機(jī)制。通過(guò)收集研究區(qū)多口井的聲波時(shí)差、密度、自然伽馬等測(cè)井資料，深入分析壓力激增和壓力反轉(zhuǎn)的成因，利用已鉆井實(shí)際測(cè)壓數(shù)據(jù)繪制超壓測(cè)井參數(shù)響應(yīng)圖。根據(jù)有效應(yīng)力平衡方程，某一深度的垂直有效應(yīng)力等于相同深度靜巖壓力與流體壓力的差值：

σ=S-p.

式中， σ 為垂直有效應(yīng)力， MPa;S 為靜巖壓力， MPa ：p 為同深度下的流體壓力， MPa 。

式中， ρ_w 為海水密度， g/cm³;ρ_r 為巖層密度， g/cm³ ：g 為重力加速度， m/s² H_i 為轉(zhuǎn)盤(pán)面到海平面的高度， m;H₂ 為海平面到泥線的深度， m;H₃ 為泥線以下的深度， m 。

2.1 壓力激增

研究區(qū)A井預(yù)測(cè)井底P8層 4890m 處地層溫度約為 165°C ，井底孔隙壓力最高約為 1.5g/cm³ 。實(shí)鉆至P7層 4695m 處最大氣測(cè)值為 24% ;以1.47g/cm³ 鉆井液密度鉆至P8層 4841m 處最大氣測(cè)值為 38% ，將密度提至 1.69g/cm³ 后模擬單根氣，分別為 21% 和 12% ;將密度提至 1.8g/cm³ ，模擬無(wú)單根氣。根據(jù)MDT結(jié)果及氣測(cè)、后效氣等綜合分析的結(jié)果表明，A井平湖組P5層開(kāi)始起壓，P6層底部地層壓力 1.35g/cm³ ，P7層底部孔隙壓力增加至1.50g/cm³ ，到P8層底部 4848m 處孔隙壓力快速增至1.80g/cm³ ，呈現(xiàn)壓力激增特征。

在圖5（a）、（b）中，P8層超壓帶隨有效應(yīng)力的減小，聲波速度減小而密度保持不變。在聲波-密度交會(huì)圖5（c）中，聲波速度隨孔隙壓力的增大而減小，密度基本保持不變，兩種判別方法都表現(xiàn)出彈性卸載的特征，而黏土礦物轉(zhuǎn)化表現(xiàn)出非彈性卸載過(guò)程，流體膨脹或壓力傳遞可能是P8層位異常高壓的成因。從巖性角度分析，鑒于西湖凹陷是富烴凹陷，平湖組中下段又為西湖凹陷的主力烴源巖，煤層和炭質(zhì)泥巖發(fā)育豐度高，有機(jī)質(zhì)熱演化進(jìn)人大量生排烴階段，表明生烴作用是P8層位的超壓成壓機(jī)制之一。滲透性砂巖層中的異常壓力一般來(lái)自于鄰近高壓泥質(zhì)巖層的壓力傳遞[12]，因此烴源巖的生烴作用和非烴源巖的壓力傳遞是導(dǎo)致P8層壓力激增現(xiàn)象的主要原因，前者聯(lián)系更為密切。

2.2 壓力反轉(zhuǎn)

研究區(qū)B井預(yù)測(cè)井底P9層 4700m 處地層溫度約為 140^°C ，井底孔隙壓力最高約為 1.6g/cm³ 。四開(kāi)鉆至 4337m 揭開(kāi)平湖組P8高壓層，提高鉆井液密度至 1.5g/cm³ ，鉆至P9層底部時(shí)，鉆具發(fā)生黏卡。根據(jù)實(shí)測(cè)壓力分析壓差卡鉆是主要原因，P9層上部孔隙壓力為 1.48g/cm³ ，而 P9層中部井深 4450m 以下出現(xiàn)壓力反轉(zhuǎn)，P9層 4544m 降至常壓 1.06g cm³ ，此時(shí)實(shí)用鉆井液密度仍為 1.48g/cm³ ，該井段壓差值超過(guò) 20MPa 。因此P9層孔隙壓力呈現(xiàn)壓力反轉(zhuǎn)特征，揭示其成因?qū)τ诮档妥鳂I(yè)風(fēng)險(xiǎn)尤其重要。

在圖6（a）、（b）中，P9層壓力帶隨有效應(yīng)力基本不變，而聲波速度和密度同時(shí)增加。由圖6（c）可知，聲波速度隨孔隙壓力的減小而增大，密度在增大。不同交會(huì)圖分析可看出平湖組P9層的成壓機(jī)制為構(gòu)造擠壓作用。從壓力封存箱以及巖性的角度加以判別，隨著埋深逐漸增加，儲(chǔ)層厚度不斷增大，砂地比持續(xù)升高，平湖組下段煤層的發(fā)育豐度卻顯著降低，其生烴與排烴能力也隨之減弱，這就意味著烴源巖生烴作用所引發(fā)的異常高壓成因已不再占據(jù)主導(dǎo)地位[13]。綜合上述兩種判識(shí)方法，都清晰地表明P9層的成壓機(jī)制相較于其他層段存在顯著差異。因此P9層非烴源巖受構(gòu)造擠壓作用而產(chǎn)生的顯著變化是導(dǎo)致該層壓力快速反轉(zhuǎn)的主要原因。

2.3 壓力突變成因總結(jié)

利用實(shí)測(cè)壓力點(diǎn)聲波、密度及有效應(yīng)力數(shù)據(jù)繪制交會(huì)圖，有利地佐證A井壓力激增和B井壓力反轉(zhuǎn)成因分析的合理性。結(jié)合圖7可得，壓力系數(shù)大于 1.4g/cm³ 的點(diǎn)都位于卸載曲線和平湖組P7—P8層段上，表明平湖組P7一P8層超壓主要由卸載作用導(dǎo)致；而壓力系數(shù)在 1.2～1.4g/cm³ 的點(diǎn)都位于平湖組P5、P6、P9層段和加載曲線上，但P5—P6層段聲波和密度隨有效應(yīng)力增加而增加，P9層段有效應(yīng)力基本不變，且聲波和密度都呈增大趨勢(shì)，這表明平湖組P5—P6層高壓主要由不均衡壓實(shí)作用導(dǎo)致，P9層高壓主要由構(gòu)造擠壓作用導(dǎo)致；壓力系數(shù)在 1.0～1.2g/cm³ 的點(diǎn)位于花港組、平湖組P1—P4層段和加載趨勢(shì)線上，花港組和平湖組P1一P4層主要是常壓地層。

圖7西湖凹陷區(qū)實(shí)測(cè)壓力點(diǎn)處垂直有效應(yīng)力、聲波速度、密度交會(huì)圖

Fig.7Crossplotof vertical effective stress，acoustic velocityand densityat measured pressure points in Xihu Depressiol

通過(guò)對(duì)西湖凹陷典型的壓力激增A井、壓力反轉(zhuǎn)B井以及實(shí)測(cè)壓力點(diǎn)的有效應(yīng)力-聲波-密度交會(huì)圖分析表明：西湖凹陷深層主要存在不均衡壓實(shí)、生烴作用、壓力傳遞、構(gòu)造擠壓等多種成壓機(jī)制，其中烴源巖的生烴作用和非烴源巖的壓力傳遞、構(gòu)造擠壓作用分別導(dǎo)致壓力激增和壓力反轉(zhuǎn)。從巖性角度分析，深層孤立砂巖中的超壓由于具有良好的密封環(huán)境，與泥巖中的超壓接近。連續(xù)分布的砂巖層在擠壓和斷裂活動(dòng)的影響下，流體開(kāi)始側(cè)向流動(dòng)常會(huì)導(dǎo)致壓力耗散，而泥巖的壓力可以保持一定的超壓。因此不同層段成壓機(jī)制和巖性的顯著差異是壓力突變主要成因。

3 預(yù)測(cè)方法與實(shí)踐

3.1 測(cè)井資料的收集和校正

不同巖性所導(dǎo)致的成壓機(jī)制及壓力分布呈多樣性。在分析烴源巖層段的超壓成因時(shí)，由于有機(jī)質(zhì)的含量及類(lèi)型對(duì)密度、聲波速度等測(cè)井參數(shù)有明顯影響。因此在開(kāi)展成壓機(jī)制分析和地層壓力預(yù)測(cè)前，須進(jìn)行巖性識(shí)別和有機(jī)質(zhì)含量校正。泥質(zhì)含量V_sh-TOC 法是一種常用巖性識(shí)別方法[14]，自然伽馬精確解釋的泥質(zhì)含量 V_sh 與巖性之間的良好對(duì)應(yīng)關(guān)系，根據(jù) V_sh 可以將巖性劃分為砂巖類(lèi)、粉砂巖類(lèi)和泥頁(yè)巖類(lèi)（表2，圖8（a））。

表2巖性劃分標(biāo)準(zhǔn)

Table 2 Lithology division standard

生烴過(guò)程中干酪根等成熟的有機(jī)質(zhì)和有機(jī)孔隙的存在造成聲波時(shí)差數(shù)據(jù)波動(dòng)，相當(dāng)多的聲波時(shí)差異常[15-16]可能是高豐度有機(jī)質(zhì)和納米級(jí)有機(jī)孔隙引起的欠壓實(shí)異常假象[17]。因此為了消除高豐度有機(jī)質(zhì)和有機(jī)孔隙造成的聲波時(shí)差異常，構(gòu)建了基于修正Wyllie方程的巖石物理模型

圖8西湖凹陷區(qū)A井測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)校正圖

Fig.8Correction of well A logging data in Xihu Sag

根據(jù)Wyllie公式可得，前人的研究中考慮了烴源巖體積模型中固體有機(jī)質(zhì)，高豐度有機(jī)質(zhì)烴源巖的巖石聲波時(shí)差 Δt 和孔隙度 φ 可以表示為

式中， Δt 為巖石聲波時(shí)差， μs/m;φ 為巖石總孔隙度， %;φ_r 為有機(jī)質(zhì)含量， η₀;Δt_ma 為巖石骨架聲波時(shí)差， μs/m Δt_om 為有機(jī)質(zhì)聲波時(shí)差， μs/m;Δt_f 為孔隙流體聲波時(shí)差， μs/m 。

考慮有機(jī)孔隙時(shí)，則總孔隙度 φ 可表達(dá)為

φ=φ_i+φ_o.

式中， φ_i 為無(wú)機(jī)孔隙度， %;φ_o 為有機(jī)孔隙度， % ：

由此，考慮有機(jī)質(zhì)和有機(jī)孔隙的影響，令有機(jī)質(zhì) 含量為0，則校正后聲波時(shí)差為

Δt_c=（1-φ）Δt_ma+φΔt_f.

結(jié)合式（5）整理可得有機(jī)孔隙發(fā)育造成的聲波時(shí)差響應(yīng) Δt_c 為

Δt_c=（1-φ_i）Δt_ma+φ_o（Δt_fm-Δt_ma）+φ_iΔt_fo+φ_oΔt_fo+

式中， Δt_fm 為無(wú)機(jī)孔隙內(nèi)流體的聲波時(shí)差， μs/m ：Δt_fo 為有機(jī)孔隙內(nèi)流體的聲波時(shí)差， μs/m 。

式（7）中第二項(xiàng)為有機(jī)孔隙對(duì)異常壓力計(jì)算的影響，需要將該項(xiàng)從原始聲波時(shí)差中剔除，同時(shí)剔除第三項(xiàng)無(wú)機(jī)孔隙對(duì)有機(jī)孔隙內(nèi)流體聲波時(shí)差的影響，獲得校正后的聲波時(shí)差為

Δt_c=（1-φ_i）Δt_ma+φ_oΔt_fo+φ_iΔt_fm.

利用校正公式剔除高豐度有機(jī)質(zhì)、納米級(jí)有機(jī)質(zhì)孔隙對(duì)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的影響（圖8（b））。

3.2 壓力突變新模型構(gòu)建

通過(guò)對(duì)壓力突變成因分析表明，不同層位成壓機(jī)制和巖性的變化是導(dǎo)致短時(shí)間壓力發(fā)生急劇變化的主要原因，尤其在深部地層中更為常見(jiàn)，孔隙壓力計(jì)算模型應(yīng)避免響應(yīng)特征多解性導(dǎo)致的偏差[18]。為了更好地描述壓力激增和壓力反轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，綜合考慮壓力突變成因中成壓機(jī)制和巖性變化的影響，提出一種適應(yīng)深層壓力突變的孔隙壓力預(yù)測(cè)方法。

解釋不同層位異常壓力成因主要是利用巖石物理屬性（聲波速度）和巖石力學(xué)性質(zhì)（有效應(yīng)力）的響應(yīng)。不同Eaton指數(shù) n 可以預(yù)測(cè)不同成壓機(jī)制的孔隙壓力。在對(duì)有效應(yīng)力法的不確定分析中， n 在壓力激增時(shí)隨壓力增大而增大，壓力反轉(zhuǎn)時(shí)隨壓力減小而減小，孔隙壓力與指數(shù) n 呈正相關(guān)。上述表明根據(jù)地層成壓機(jī)制不同，改變指數(shù) n 可以描述復(fù)雜深層中出現(xiàn)的壓力突變。

然而指數(shù) n 僅靠經(jīng)驗(yàn)來(lái)頻繁改變會(huì)導(dǎo)致壓力預(yù)測(cè)的不確定性程度加大。利用測(cè)井資料和測(cè)壓數(shù)據(jù)反演可以得到指數(shù) n ，發(fā)現(xiàn)其并不是一個(gè)固定數(shù)值，與反映地層特性的聲波時(shí)差關(guān)系密切，尤其是進(jìn)入深層壓力突變層段后與聲波時(shí)差變化程度具有相似趨勢(shì)。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)進(jìn)入平湖組壓力突變地層后指數(shù)n 與 （v_n-v） （ v 和 v_n 分別為實(shí)測(cè)聲波速度和正常聲波速度， m/s ）表現(xiàn)出較好的線性關(guān)系，線性回歸系數(shù)為0.98（圖9），表明具有較好的相關(guān)性。因此通過(guò)f（v_n-v） 函數(shù)可以有效反映不同壓力突變情況下有效應(yīng)力與聲波速度之間的關(guān)系，從而進(jìn)一步構(gòu)建適用于壓力突變地層的有效應(yīng)力-聲波速度變化預(yù)測(cè)模型，

其中

n=0. 002 17（υ_n-υ）+1. 55265，

式中， s 為上覆巖層壓力， MPa;p_p 為孔隙壓力， MPa p_h 為靜水壓力， MPa;σ 和 σ_n 分別為實(shí)際垂直有效應(yīng)力和正常壓實(shí)下垂直有效應(yīng)力， MPa ： Δt 和 Δt_n 分別為實(shí)際聲波時(shí)差和正常聲波時(shí)差， μs/m;H 為實(shí)鉆井的垂直深度， m;k 和 z 分別為壓實(shí)趨勢(shì)線的斜率和截距； a 和 b 分別為線性擬合 n 的斜率和截距。

圖9指數(shù) n 隨聲波速度差值變化相關(guān)圖 Fig.9Correlation diagram of exponential n with acousticvelocitydifference

巖性的變化對(duì)壓力突變的影響同樣不可忽視，西湖凹陷的烴源巖和非烴源巖兩種不同巖性的異常壓力呈現(xiàn)雙向變化趨勢(shì)。測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)自然伽馬可以精確解釋泥質(zhì)含量，巖性與泥質(zhì)含量有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，利用泥質(zhì)含量值可以描述巖性的變化（表2）。由Eberhart-Phillips提出的聲波速度與孔隙度、有效應(yīng)力、泥質(zhì)含量的函數(shù)[4]，充分考慮了巖性變化的影響：

式中， v_p 為聲波速度， m/s ; σ_ev 為垂直有效應(yīng)力， MPa 。

盡管上述方法充分研究了密度、孔隙度、聲波時(shí)差、有效應(yīng)力、巖性對(duì)聲波時(shí)差的影響，但未考慮成壓機(jī)制的影響，僅是擬合了加卸載機(jī)制的地層相關(guān)參數(shù)，對(duì)于多源成壓機(jī)制的地層中預(yù)測(cè)誤差較大。借鑒此方法的優(yōu)點(diǎn)，引入泥質(zhì)含量和孔隙度這兩個(gè)參數(shù)。綜合考慮壓力突變成因中成壓機(jī)制和巖性變化的影響，建立 v_p （巖石傳導(dǎo)屬性）與 φ （巖石體積屬性） ?^σ （巖石力學(xué)性質(zhì)）、 V_sh （巖性） v_n-v 與 n 變化關(guān)系（成壓機(jī)制）的非線性方程：

前文已經(jīng)確定了關(guān)系式中的 ，在此只需要確定泥質(zhì)含量和孔隙度系數(shù)即可，收集多口井的實(shí)際測(cè)壓數(shù)據(jù)和測(cè)井資料，利用最小二乘法進(jìn)行參數(shù)擬合得到 和 d ，求取后的適用于深部壓力突變地層的孔隙壓力預(yù)測(cè)模型為

3.3 新模型在東海西湖凹陷地區(qū)的應(yīng)用

利用研究區(qū)4口壓力突變井進(jìn)行模型應(yīng)用，其中A與C為壓力激增井，B與D為壓力反轉(zhuǎn)井，并結(jié)合實(shí)測(cè)壓力進(jìn)行模型誤差分析。圖10為A井與B井的預(yù)測(cè)結(jié)果，A井在P8層頂部到P8層底部孔隙壓力從 1.5g/cm³ 激增至 1.8g/cm³ 。B井在P9層中部出現(xiàn)壓力反轉(zhuǎn)，底部壓力系數(shù)快速降至1.06g/cm³ ，下降幅度為 0.48g/cm³ 。誤差分析結(jié)果（表3）表明，A井和C井壓力激增預(yù)測(cè)平均誤差分別為 1.51% 和 2.28% ，B井和D井壓力反轉(zhuǎn)預(yù)測(cè)平均誤差分別為 2.75% 和 2.67% ，新模型預(yù)測(cè)誤差帶小于 5.00% ，平均誤差僅為 2.3% 。以上結(jié)果說(shuō)明新方法在西湖凹陷地區(qū)具有較好的適用性和較高的預(yù)測(cè)精度，為深部地層壓力突變的預(yù)測(cè)提供了一種新思路。

圖10 西湖凹陷區(qū)A與B井地層壓力預(yù)測(cè)結(jié)果

Fig.10Prediction results of pore pressure of A and B wells in Xihu Depression

表3研究區(qū)4口井實(shí)測(cè)壓力與預(yù)測(cè)壓力對(duì)比

Table 3 Comparison between measured and predicted pressure in four wells in study area

續(xù)表

4結(jié)論

（1）利用測(cè)井曲線計(jì)算法（ V_sh -TOC法）篩選出富含有機(jī)質(zhì)的烴源巖，通過(guò)修正Wyllie巖石體積模型，對(duì)富含有機(jī)質(zhì)的烴源巖聲波時(shí)差進(jìn)行校正，有效地消除烴源巖中有機(jī)質(zhì)造成的聲波時(shí)差異常，減小泥巖超壓研究結(jié)果的不確定性。

（2）西湖凹陷區(qū)深部地層不同層段的成壓機(jī)制和巖性顯著差異性是導(dǎo)致壓力突變的主要成因。平湖組頂部異常高壓主要由不均衡壓實(shí)作用導(dǎo)致，平湖組中部壓力激增主要由烴源巖的生烴作用以及非烴源巖的壓力傳遞導(dǎo)致，平湖組下部壓力反轉(zhuǎn)主要由非烴源巖的構(gòu)造擠壓導(dǎo)致。

（3）對(duì)于目標(biāo)區(qū)塊出現(xiàn)的壓力突變特殊現(xiàn)象，應(yīng)用Eaton和Bowers等已有方法針對(duì)壓力激增和反轉(zhuǎn)點(diǎn)預(yù)測(cè)會(huì)出現(xiàn)較大誤差。結(jié)合研究區(qū)4口井實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，新模型預(yù)測(cè)誤差帶小于 5.00% ，平均誤差僅為 2.30% ，適用性較好，預(yù)測(cè)精度較高。

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