技术领域
[0001] 本
发明涉及石油勘探技术领域，具体而言，本发明涉及一种利用小波变换计算地层孔隙压力的方法。
背景技术
[0002] 地层孔隙压力，尤其是异常地层孔隙压力的存在，给石油勘探、钻井和开发带来许多技术难题。准确预测地层孔隙压力非常重要，为井身结构设计、
钻井液密度的确定、保护油气层、提高钻井成功率提供
基础数据。
[0003]目前预测地层孔隙压力的方法主要有两类:一是基于欠
压实机理，利用
测井资料，建立正常趋势线，并根据测井曲线是否偏离正常趋势线来定性判断是否存在异常地层孔隙压力，然后利用经验模型等定量计算地层孔隙压力；二是基于有效
应力定理，通过实验室试验或测井资料，建立有效应力与
岩石力学参数间的关系模型，以此为依据计算地层孔隙压力。这两类方法在应用中存在一定的局限性，一类方法不适用于
碳酸盐岩地层；二类方法需要通过大量试验获取岩石力学参数，准确性不确定，且获得大量现场
岩心存在一定难题。
发明内容
[0004] 为了解决
现有技术中的问题，本发明
实施例提供了一种利用小波变换计算地层孔隙压力的方法来进行更加准确和简易的方式计算地层孔隙压力。
[0005] 本发明提供了一种利用小波变换计算地层孔隙压力的方法，包括，
[0006] 根据地质资料，确定地层中各层段岩性；
[0007] 根据测井资料，获取所述各层段的
声波速度特征数据系列{h(i)，v(i)}，其中h(i)为深度，v(i)为该深度的声
波速度；
[0008] 利用小波变换方法对所述声波速度特征数据系列{h(i)，v(i)}进行分解，得到对应的细节值数据系列{cd(i)}和背景值数据系列{ca(i)}；
[0009] 将对应的细节值数据系列{cd(i)}相加，得到孔隙流
体声波速度数据系列{h(i),vf(i)}
[0010] 利用所述孔隙
流体声波速度数据系列，结合实测地层孔隙压力，根据差分原理，建立地层孔隙压力模型，即Pp = f (Vf):
[0012] 其中，Pp(i)为第i个深度点孔隙压力，vf(i)为第i个深度点孔隙流体的声波速度，m为最靠近第i点的孔隙流体声波速度由正变负或由负变正的深度点，a和t为计算参数；
[0013] 将孔隙流体声波速度数据系列代入所述地层孔隙压力模型，计算得到地层孔隙压力剖面。
[0014] 根据本发明实施例所述一种利用小波变换计算地层孔隙压力方法的一个进一步的方面，所述岩性至少包括，
砂岩层，灰岩层，泥岩层，盐岩层。
[0015] 根据本发明实施例所述一种利用小波变换计算地层孔隙压力方法的再一个进一步的方面，利用小波变换方法，确定小波基函数和分解层数，通过Matlab
软件编程，对所述声波速度特征数据系列{h(i)，V(i)}进行分解，得到对应的背景值数据系列{ca(i)}和细节值数据系列{cd(i)}。
[0016] 根据本发明实施例所述一种利用小波变换计算地层孔隙压力方法的另一个进一步的方面，所述分解层数通过以下方法获得，根据分解后得到的背景值的趋势与声波
速度曲线的趋势进行比较，判断所述背景值的趋势相比较声波速度曲线的趋势相同时，则此时确定的分解层数为合理的；如果趋势不相同，则需重新选择分解层数，对其进行分解计算，直到趋势相同。
[0017] 根据本发明实施例所述一种利用小波变换计算地层孔隙压力方法的另一个进一步的方面，根据差分原理，通过实测某些深度点的地层孔隙压力和计算得到的该深度点的孔隙流体声波速度的关系，并回归出上述模型中所述的计算参数a和t。
[0018] 根据本发明实施例所述一种利用小波变换计算地层孔隙压力方法的另一个进一步的方面，所述孔隙流体声波速度与所述深度点孔隙压力之间的关系为:孔隙流体声波速度由负变正，所述地层孔隙压力变小，所述孔隙流体声波速度的正值越大，则所述地层孔隙压力值越小；孔隙流体声波速度由正变负，所述地层孔隙压力变大，所述孔隙流体声波速度负值越小，则地层孔隙压力越大。
[0019] 通过上述本发明实施例的方法，利用孔隙流体声波速度建立地层孔隙压力模型，可以更加准确的计算地层孔隙压力，为钻井设计、选择并确定合适的安全钻井液密度提供科学依据，以有效阻止钻进施工过程中井下复杂事故的发生。
附图说明
[0020] 结合以下附图阅读对实施例的详细描述，本发明的上述特征和优点，以及额外的特征和优点，将会更加清楚。
[0021] 图1给出了根据本发明的一个实施例一种利用小波变换计算地层孔隙压力的方法
流程图；
[0022] 图2所示为本发明实施例一种利用小波变换计算地层孔隙压力方法的具体流程图；
[0023] 图3所示为本发明实施例声波速度的特征数据系列{h(i)，νω}的示意图；
[0024] 图4所示为本发明实施例细节值数据系列的示意图；
[0025] 图5所示为本发明实施例孔隙流体声波速度的示意图；
[0026] 图6所示为本发明实施例利用孔隙流体声波速度计算地层孔隙压力的结果示意图。
具体实施方式
[0027] 本发明提供了进行重复性的
电路仿真的方法和系统。下面的描述可以使任何本领域技术人员利用本发明。具体实施例和应用中所提供的描述信息仅为示例。这里所描述的实施例的各种延伸和组合对于本领域的技术人员是显而易见的，在不脱离本发明的实质和范围的情况下，本发明定义的一般原则可以应用到其他实施例和应用中。因此，本发明不只限于所示的实施例，本发明涵盖与本文所示原理和特征相一致的最大范围。
[0028] 下面的详细说明以流程图、逻辑模
块和其他的符号操作表达的形式给出，可以在
计算机系统上执行。一个程序、计算机执行步、逻辑块，过程等，在这里被设想为得到所希望的结果的一个或多个步骤或指令的自洽序列。这些步骤是对物理量的物理操作。这些物理量包括电、磁或者无线电
信号，它们在计算机系统中被存储、传输、组合、比较以及其他操作。这些信号可是比特、数值、元素、符号、字符、条件、数字等。每个步骤都可以通过
硬件、软件、
固件或它们的组合执行。
[0029] 图1给出了根据本发明的一个实施例一种计算地层孔隙压力的方法流程图。
[0030] 包括步骤101，根据地质资料，确定地层中各层段岩性。
[0031] 其中，可以通过地质、录井等其它相关资料确定各层段的岩性，所述各层段的岩性至少可包括砂岩层，灰岩层，泥岩层，盐岩层。
[0032] 在上述步骤中还包括，确定所计算地层孔隙压力的地层特性，所述地层特性至少包括地层深度
和声波速度的响应。
[0033] 步骤102，根据测井资料(主要包括深度和其对应的声波速度)，获取所述各层段的声波速度数据特征系列{h(i)，V(i)}。其中所述各层段的声波速度数据特征系列包括了该层段中每个深度点对应的声波速度。
[0034] 步骤103，利用小波变换方法，对所述声波速度特征数据系列{h(i)，v(i)}进行分解，得到对应的细节值数据系列{Cd(i)}和背景值数据系列{ca(i)}。
[0035] 其中，可以采用Matlab软件，确定合适的小波基函数和分解层数，编制程序，对声波速度数据特征系列进行的分解，得到对应的背景值数据系列{ca(i)}和细节值数据系列{cd(i)}。
[0036] 步骤104，将对应的细节值数据系列相加，得到孔隙流体声波速度{h(i),v(i)f}。
[0037] 步骤105，利用所述孔隙流体声波速度，结合实测地层孔隙压力，基于差分原理，建立地层孔隙压力模型:
[0039] 其中，Pp(i)为第i个深度点孔隙压力，vf(i)为第i个深度点孔隙流体的声波速度，m为最靠近第i点的孔隙流体声波速度由正变负或由负变正的深度点，a和t为计算参数。
[0040] 其中，可以预先通过实测某些深度点的地层孔隙压力，和计算得到的这些深度点的孔隙流体声波速度，带入上述公式回归得到所述计算参数a和t，所述a的正负取决于孔隙流体声波速度和Pp(m)-Pp(m+1)的正负，例如当孔隙流体声波速度为负，a与Pp(m)_Pp(m+1)的乘积应为正值；反之相反。
[0041] 所述孔隙流体声波速度与所述深度点孔隙压力之间的关系为:孔隙流体声波速度由负变正，所述地层孔隙压力变小，所述孔隙流体声波速度的正值越大，则所述地层孔隙压力值越小；孔隙流体声波速度由正变负，所述地层孔隙压力变大，所述孔隙流体声波速度负值越小，则地层孔隙压力越大。
[0042] 步骤106，将孔隙流体声波速度数据系列代入所述地层孔隙压力模型，计算得到地层孔隙压力剖面。
[0043] 通过上述本发明实施例的方法，利用孔隙流体声波速度建立地层孔隙压力模型，可以更加准确的计算地层孔隙压力，为钻井设计、选择并确定合适的安全钻井液密度提供科学依据，以有效阻止钻进施工过程中井下复杂事故的发生。
[0044] 如图2所示为本发明实施例一种利用小波变换计算地层孔隙压力方法的具体流程图。
[0045] 步骤201，通过地质、录井等其它相关资料确定各层段的岩性，所述岩性可至少包括砂岩层，灰岩层，泥岩层，盐岩层等。
[0046] 步骤202，根据地质资料的地层分层情况，确定待计算地层孔隙压力的地层特性，所述地层特性包括地层深度和声波速度的响应。
[0047] 步骤203，依据测井资料，获取各层段测井数据，其中主要包括各地层深度与声波速度V的特征数据系列{h(i)，νω}，其中h(i)为深度，v(i)为该深度的声波速度，如图3所示为本发明实施例声波速度的特征数据系列{h(i)，V(i)}的示意图，其中，特征数据是指每个深度所对应的一个声波速度。在本步骤中，可以采用Excel软件将上述的声波速度特征数据系列保存为.txt文本格式文件，再利用Matlab软件，将声波速度特征数据系列{h(i)，v(i)}为.txt文本格式文件保存为.mat格式文件，这样就能够利用Matlab软件，根据小波变换方法，进行声波速度分解的计算。
[0048] 步骤204，基于Biot理论，利用小波变换方法，优选合适的小波基函数，先确定一个分解层数，对上述的声波速度特征数据系列进行分解，其中可以根据分解后得到的背景值的趋势与声波速度曲线的趋势进行比较，判断所述背景值的趋势相比较声波速度曲线的趋势是否失真，即两者的趋势相同时，则此时确定的分解层数为合理的；如趋势不相同，则需重新选择分解层数，对其进行分解计算，直到趋势相同。根据小波基函数和所述分解层数，基于Matlab软件生成声波速度分解模块。
[0049] 上述步骤可以在刚开始选择一个分解层数，对其进行分解，然后看背景值趋势是否与声波速度曲线趋势一致，如一致，就选择这个分解层数；如不一致重新选择；直到一致为止，合理的分解层数对应的是背景值与声波速度曲线趋势一致。
[0050] 步骤205，根据声波速度分解模块得到分解后的数据系列，即背景值数据系列{ca(i)}和细节值数据系列{cd(i)}，如图4所示为本发明实施例细节值数据系列的示意图。在图4中，原始信号指声波速度数据特征系列；纵坐标标注为{ca(i)}表示背景值大小；{cd(i)}表示为细节值大小；横坐标表示为声波速度点。
[0051] 步骤206，将对应的细节值数据系列{cd(i)}相加，则可得到孔隙流体声波速度系列lvf}，其中具体是指，每个地层深度点对应一个声波速度，每个地层深度点的声波速度通过分解后对应有几个细节值数据，将这些细节值数据相加后成为该地层的孔隙流体声波速度{Wf I，如图5所示为本发明实施例孔隙流体声波速度的示意图。从图中可以看出，所
述孔隙流体声波速度有正有负。
[0052] 步骤207，收集实测地层孔隙压力值，例如:
[0053]
[0054] 通过分析可以得出，孔隙流体声波速度由负变正，地层孔隙压力变小，孔隙流体声波速度的正值越大，则地层孔隙压力越小；孔隙流体声波速度由正变负，地层孔隙压力变大，孔隙流体声波速度负值越小，则地层孔隙压力越大。
[0055] 建立孔隙流体声波速度与地层孔隙压力间的模型，即:
[0057] 其中i为待求的地层深度点，i=l，2，…，n ;m为最靠近所述待求的地层深度点的孔隙流体声波速度由正变负或由负变正的点；所述Pp(i)为第i个地层深度点孔隙压力；vf(i)为第i个深度点孔隙流体的声波速度；a和t为计算参数。
[0058] 作为本发明实施例的一个例子，对于上述步骤207中的实测值m为2，利用上述模型计算第5个地层深度点孔隙压力为:
[0060] 其中，所述模型中的计算参数a和t可以通过实测地层孔隙压力回归计算得出，只要具有4个任意的实测点值(例如步骤207中的实测值)，就可以通过回归
算法得到a和t，对于步骤207中的实测地层孔隙压力可以计算得出a = ±1.2972，t = 1.1769，其中，在通常的实施例中计算参数a和t的值是不变的，a的正负值取决于孔隙流体声波速度和Pp(m)-Pp(m+1)的正负，例如当孔隙流体声波速度为负，a与(Pp(m)-Pp(m+1))的乘积应为正值；反之相反。
[0061] 步骤208，将孔隙流体声波速度带入上述步骤207的模型进行计算，得到地层孔隙压力剖面，例如图6所示为本发明实施例利用孔隙流体声波速度计算地层孔隙压力的结果示意图。
[0062] 通过上述本发明实施例的方法，利用孔隙流体声波速度建立地层孔隙压力模型，可以更加准确的计算地层孔隙压力，为钻井设计、选择并确定合适的安全钻井液密度提供科学依据，以有效阻止钻进施工过程中井下复杂事故的发生。
[0063] 上文描述的本发明的实施例，参考了不同的功能单元和处理器。然而，显而易见的是，在无损本发明的情况下，可以使用不同功能单元或处理器之间的任何合适的功能组合。例如，一个在多处理器或
控制器执行的功能可能在单个的处理器或控制器上执行。因此，特定功能单元的引用应当被视为用于提供所述功能的合适手段，而不是专指于某种特定的逻辑、物理结构或组织结构。
[0064] 本发明可以以任何适当的形式实现，包括硬件、软件、固件或它们的任意组合。本发明可以根据情况有选择的部分实现，比如计算机软件执行于一个或多个
数据处理器以及
数字信号处理器。本文的每个实施例的元素和组件可以在物理上、功能上、逻辑上以任何适当的方式实现。事实上，一个功能可以在独立单元中、在一组单元中、或作为其他功能单元的一部分来实现。因此，该系统和方法既可以在独立单元中实现，也可以在物理上和功能上分布于不同的单元和处理器之间。
[0065] 在相关领域中的技术人员将会认识到，本发明的实施例有许多可能的
修改和组合，虽然形式略有不同，仍采用相同的基本机制和方法。为了解释的目的，前述描述参考了几个特定的实施例。然而，上述的说明性讨论不旨在穷举或限制本文所发明的精确形式。前文所示，许多修改和变化是可能的。所选和所描述的实施例，用以解释本发明的原理及其实际应用，用以使本领域技术人员能够最好地利用本发明和各个实施例的针对特定应用的修改、
变形。
