[發明專利]一種基于地震資料的煤層流體壓力預測方法

有效

• 申請號: 202110346489.8
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113156502B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發明（設計）人: 殷裁云;周全超;柳寶平;高利晶;胡生奎;李繼升;顧雷雨;高健勛;孫福龍;楊雷雷;賽永久;喬力帆;吳犇
• 申請（專利權）人: 華能煤炭技術研究有限公司;云南滇東雨汪能源有限公司
• 主分類號: G01V1/30
• 分類號: G01V1/30
• 代理公司: 北京薈英捷創知識產權代理事務所(普通合伙) 11726
• 代理人: 趙越

本申請涉及一種基于地震資料的煤層流體壓力預測方法，包括：根據測井資料計算煤層底板等高線，并將煤層底板劃分為網格單元；采用測井資料與地震資料進行疊后反演，獲取煤層上覆地層的密度場；針對煤層底板的每一網格單元，通過密度場計算煤層上覆地層壓力；獲取煤層的巖石物理參數，計算煤層孔隙流體等效速度；根據煤層上覆地層壓力和煤層孔隙流體等效速度計算煤層孔隙流體壓力；根據煤層上覆地層壓力和煤層孔隙流體壓力計算煤層煤巖骨架壓力。本申請的方案基于地震資料預測煤層壓力，可以從宏觀區域上來把握煤層壓力的分布規律；地震資料是目前能夠得到大范圍地震層速度的唯一來源，因而本方案是鉆探之前進行預測的唯一可行的技術。

技術領域

本申請涉及礦山地質與安全技術領域，具體涉及一種基于地震資料的煤層流體壓力預測方法。

背景技術

對于未固結的壓實成因的沉積巖，上覆地層的壓力p₀和孔隙流體的壓力p_f和巖石骨架的壓力p_c有如下的平衡公式：

p₀＝p_f+p_c (1)

它構成了煤層流體壓力預測的基本原理。式中p_f為煤層孔隙流體的壓力。巖石骨架應力p_c又被稱為有效應力。在沉積巖沉積過程中，上覆地層受到巖石骨架壓力和孔隙流體壓力的共同支撐。壓力平衡公式說明，如果孔隙流體壓力高，則巖石骨架壓力低；如果孔隙流體壓力低，則巖石骨架壓力高。在正常的情況下，沉積物質，隨著沉積的加厚逐漸被深埋地下。由于上覆地層逐漸加重，迫使水分被擠出，孔隙度減小，沉積物質逐漸被壓實。

一般情況下上覆地層壓力、巖石孔隙流體壓力會按一定地壓梯度規律增加，正常情況下，地層中的流體處于連通狀態，此時地層壓力等于靜水壓力。目標區具體的壓力變化規律需要根據當地實際的地層壓力測試獲得。

對于煤層而言，有其特殊性，其自身既是烴源巖又是儲氣層，煤巖中的有機質成熟后將生成大量煤層瓦斯。這些瓦斯氣體的體積大大地超過原來煤巖有機質本身的體積，這些不斷生成的新生流體進入烴源巖的孔隙空間，將使孔隙流體體積增大。在正常壓實的情況下，多余的流體將被排出烴源巖；而由于煤儲層圈閉條件較好和煤儲層自身的吸附性，造成排氣受阻，瓦斯的生成必然造成孔隙壓力的增大，促進煤層異常高壓的形成。

在不同的煤礦區中，異常煤層壓力的產生往往以某一種或幾種成因占主導地位，其它成因基本不起作用或作用不明顯。在巖石物理上，對異常高壓地層，孔隙流體壓力比正常壓力高，使得顆粒間有效應力減小，地層的孔隙度將增大，密度、電阻率、自然伽馬射線強度減小，而中子孔隙度、聲波時差則增大。而異常低壓地層的孔隙流體壓力比正常壓力低，使得顆粒間有效應力變大，地層孔隙度將減小，中子孔隙度、聲波時差減小，而密度、電阻率、自然伽馬射線強度增大。因此可以基于構造、地熱、沉積、有機等地質分析和地球物理探測方法來開展煤層這種自生自儲地層的孔隙流體壓力的預測。

相關技術中，對煤層流體壓力進行預測都是基于測井資料，然而測井資料僅是一孔之見，無法準確地反映大面積的區域性分布特征，預測效果不好；而且要鉆井之后才能獲得測井資料，因此無法在鉆探之前進行預測。

發明內容

為至少在一定程度上克服相關技術中存在的問題，本申請提供一種基于地震資料的煤層流體壓力預測方法。

根據本申請實施例的第一方面，提供一種基于地震資料的煤層流體壓力預測方法，包括：

根據測井資料計算煤層底板等高線，并將煤層底板劃分為網格單元；

采用測井資料與地震資料進行疊后反演，獲取煤層上覆地層的密度場；

針對煤層底板的每一網格單元，通過密度場計算煤層上覆地層壓力；

獲取煤層的巖石物理參數，計算煤層孔隙流體等效速度；