一种含油气盆地深层超压贡献量的定量评价方法

本发明涉及石油天然气勘探开发领域，具体涉及一种含油气盆地深层超压贡献量的定量评价方法。


背景技术：

含油气盆地深层油气勘探程度低，为目前油气勘探的重要领域，其深层普遍发育超压，而超压形成对油气成藏具有重要影响。以往研究表明，深层超压的形成往往有多种成因机制复合而成，而不同类型机制超压对油气成藏的影响有较大差异，因此，对深层不同机制超压的贡献量进行定量评价显得尤为重要。目前，对不同超压机制的贡献量进行评价时，多利用声波时差、电阻率等测井参数与垂向有效应力的关系模型来进行评价(tingay et al.,2013；张凤奇等，2013；刘桃等，2018；张旭友等，2022)，然而，深层常常发育的生烃膨胀和超压传递等卸荷超压产生后可引起声波时差升高和电阻率减小，在声波时差或电阻率与垂向有效应力的关系图版中，同一地区多岩性复合构成的地层中生烃膨胀或超压传递会产生不同的超压大小，其引起的声波时差升高和电阻率减小路径都有所差异，但其演化路径较难确定，以往的这些卸荷超压评价往往假定声波时差和电阻率不变时的演化路径或假定其演化路径相同时来计算其卸荷超压大小，造成评价的超压贡献量大小有较大误差。因此，目前急需发现一种新方法来定量评价深层多机制复合构成的各超压贡献量大小。
1.tingay m r p,morley c k,laird a,limpornpipat o,krisadasima k,pabchanda s,macintyre h r.evidence for overpressure generation by kerogen-to-gas maturation in the northern malay basin[j].aapg bulletin,2013,97(4):639-672.
[0002]
张凤奇，王震亮，钟红利，杨超，杨江涛.沉积盆地主要超压成因机制识别模式及贡献[j].天然气地球科学，2013，24(6)：1151-1158.
[0003]
刘桃，刘景东.欠压实与流体膨胀成因超压的定量评价[j].石油学报，2018，39(9)：971-979.
[0004]
张旭友，范彩伟，郭小文，吴云鹏，刘爱群，高英博，黄亚浩.莺歌海盆地中央底辟带乐东区莺歌海组超压成因及相对贡献定量化评价[j/ol].地球科学：1-16[2023-02-17].


技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种含油气盆地深层超压贡献量的定量评价方法，以克服现有技术存在的缺陷，本发明具有更贴近实际、操作简单、更准确的特点，为含油气盆地稳定构造区深层多机制复合构成超压的贡献量准确评价提供了新方法。为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种含油气盆地深层超压贡献量的定量评价方法，包括以下步骤：步骤1：整理压力数据和测井数据；步骤2：根据压力数据和测井数据综合判断正常压实段和欠压实段；
步骤3：根据步骤2确定井的正常压实段基础上，形成判识超压成因的密度与声波速度的关系图版和密度与垂向有效应力的关系图版，进而与步骤2已确定的欠压实段结合，综合判断超压段的超压成因类型，所述成因类型包括欠压实超压成因和卸荷超压成因；步骤4：在步骤3的基础上，计算超压储层段的卸荷超压大小；利用超压储层段的总超压减去已求取的卸荷超压，即求取该超压储层段的欠压实超压；将已求取的超压储层段卸荷超压和该超压储层段欠压实超压与总超压相除，即求取超压储层段的卸荷超压和欠压实超压相对总超压的贡献量。进一步地，步骤1中所述压力数据包括实测地层压力、钻井液密度。进一步地，步骤1中所述测井数据包括不同埋藏深度泥岩的自然伽马、声波时差、密度、中子孔隙度以及电阻率。进一步地，步骤2中根据压力数据和测井数据综合判断正常压实段和欠压实段，具体为：利用步骤1中不同埋藏深度泥岩的声波时差、密度、中子孔隙度以及电阻率及钻井液密度和实测地层压力随埋藏深度的变化关系数据，来综合判断正常压实段和欠压实段。进一步地，所述步骤3具体为：在步骤2确定井的正常压实段基础上，利用正常压实段不同埋藏深度泥岩层段的声波时差和密度，确定正常压实段泥岩层段的声波时差随埋藏深度的关系模型、密度随埋藏深度的关系模型，将这两个关系模型结合，求取正常压实下不同埋藏深度泥岩层段的声波时差大小和密度大小；进一步利用声波时差与声波速度的倒数关系，求取不同埋藏深度泥岩层段的声波时差和已求取的正常压实下不同埋藏深度泥岩层段的声波时差对应的声波速度，将计算求取的不同埋藏深度泥岩层段的声波速度随埋藏深度和密度随埋藏深度两个关系模型结合，建立正常压实泥岩层段的声波速度与密度的关系模型，从而形成判识超压成因的密度与声波速度的关系图版；利用全井段密度测井资料，确定地层密度随埋藏深度的关系模型，利用地层密度随埋藏深度的关系模型进一步建立地层上覆载荷应力的计算模型，进而利用地层上覆载荷应力的计算模型建立正常压实地层垂向有效应力随埋藏深度的关系模型，与计算获得的正常压实泥岩层段的密度大小结合，建立正常压实泥岩层段的密度与垂向有效应力的关系模型，从而形成判识超压成因的密度与垂向有效应力的关系图版；利用储层实测超压段地层压力数据计算其垂向有效应力，将该超压段的垂向有效应力、声波速度、密度数据点投到已建立的密度与声波速度关系图版和密度与垂向有效应力关系图版上，与步骤2已确定的欠压实段结合，综合判断超压段的超压成因类型，所述超压段的超压成因类型包括欠压实超压成因和卸荷超压成因。进一步地，所述步骤3具体包括以下步骤：步骤3.1：建立正常压实段泥岩层段的声波时差随埋藏深度的关系模型，如下式所示：δtn＝δt
ma
+a
·
e-b
·z其中，δtn为正常压实下泥岩层段的声波时差，δt
ma
为泥岩基质的声波时差，z为埋深，a为利用测井声波时差和泥岩基质声波时差的差值与埋深之间的指数关系得到的拟合系数，b为利用测井声波时差和泥岩基质声波时差的差值与埋深之间的指数关系得到的泥岩压实系数；
步骤3.2：确定正常压实段泥岩层段的密度随埋藏深度的关系模型，如下式所示：ρ(z)＝ρ
ma-c
·
e-d
·z其中，ρ(z)为泥岩层段的密度，ρ
ma
为泥岩基质的密度，c为利用泥岩基质密度和测井密度的差值与埋深之间的指数关系得到的拟合系数，d为利用泥岩基质密度和测井密度的差值与埋深之间的指数关系得到的泥岩压实系数；步骤3.3：建立正常压实泥岩层段的声波速度与密度的关系模型，首先利用声波速度与声波时差的倒数关系，求取泥岩层段的声波速度，如下式所示：其中，vs为泥岩层段的声波速度，利用步骤3.1中正常压实段泥岩的声波时差计算公式，求取正常压实下不同埋藏深度泥岩层段的声波时差大小，进一步利用该步骤建立的声波速度与声波时差的倒数关系，求取正常压实下不同埋藏深度泥岩层段的声波速度大小，与步骤3.2中的密度随埋藏深度的关系模型结合，建立正常压实泥岩层段的声波速度与密度的关系模型，如下式所示：步骤3.4：建立正常压实泥岩层段的密度与垂向有效应力的关系模型，首先建立地层密度随埋藏深度的关系模型，如下式所示：ρ(z)
layer
＝j
·
zk其中，ρ(z)
layer
为某一埋藏深度地层的密度，j和k是利用地层密度测井数据与埋藏深度的幂函数拟合时的获得的拟合系数；进一步建立地层的上覆载荷应力计算模型，如下式所示：其中，g为重力加速度，进而建立正常压实地层垂向有效应力随埋藏深度的关系模型，如下式所示：其中，δ为地层垂向有效应力，ρw为地层水密度，与步骤3.2的泥岩密度计算模型结合，建立正常压实泥岩层段的密度与垂向有效应力的关系模型，如下式所示：步骤3.5：利用步骤3.3建立的正常压实泥岩层段的声波速度与密度的关系模型，形成判识超压成因的密度与声波速度的关系图版；利用步骤3.4建立的正常压实泥岩层段的密度与垂向有效应力的关系模型，形成判识超压成因的密度与垂向有效应力的关系图版；利用储层实测地层压力数据与上覆载荷应力计算其垂向有效应力，其计算公式如下：
其中，p
实测
为储层实测地层压力，将该超压段的垂向有效应力、其邻近泥岩的声波速度和密度数据点投到已建立的密度与声波速度关系图版和密度与垂向有效应力关系图版上，与步骤2已确定的欠压实段结合，综合判断超压段的超压成因类型：欠压实超压成因和卸荷超压成因，结合实际地质条件，综合判断具体的卸荷超压成因类型。进一步地，所述步骤4具体为：将实测超压段邻近泥岩的密度代入到步骤3建立的正常压实泥岩层段的密度与垂向有效应力的关系模型中，求取实测超压储层段在卸荷超压产生之前的垂向有效应力；利用步骤3中已计算的实测超压储层段的垂向有效应力，即为该超压储层段在卸荷超压形成之后的垂向有效应力；将超压储层段在卸荷超压形成之前的垂向有效应力与超压储层段在卸荷超压形成之后的垂向有效应力相减，即得到超压储层段的卸荷超压大小；利用超压储层段的总超压大小减去已求取的卸荷超压大小，即求取该超压储层段的欠压实超压大小；将已求取的超压储层段卸荷超压大小和该超压储层段欠压实超压大小与总超压大小相除，即求取超压储层段的卸荷超压和欠压实超压相对总超压的贡献量。进一步地，所述步骤4具体包括以下步骤：步骤4.1：求取实测超压储层段在卸荷超压产生之前的垂向有效应力将实测超压储层段邻近泥岩的密度代入到正常压实泥岩层段的密度与垂向有效应力的关系模型中，即求取实测超压储层段在卸荷超压产生之前的垂向有效应力；步骤4.2：求取实测超压储层段在卸荷超压形成之后的垂向有效应力将计算获得的超压储层段的垂向有效应力作为为该超压储层段在卸荷超压形成之后的垂向有效应力；步骤4.3：求取实测超压储层段的卸荷超压大小将超压储层段在卸荷超压形成之前的垂向有效应力与超压储层段在卸荷超压形成之后的垂向有效应力相减，即得到超压储层段的卸荷超压大小；步骤4.4：求取实测超压储层段的欠压实超压大小利用超压储层段的总超压大小减去已求取的卸荷超压大小，即求取该超压储层段的欠压实超压大小；步骤4.5：求取实测超压储层段的卸荷超压和欠压实超压相对总超压的贡献量将已求取的超压储层段卸荷超压大小和该超压储层段欠压实超压大小与总超压大小相除，即得到超压储层段的卸荷超压和欠压实超压相对总超压的贡献量。与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：含油气盆地深层普遍发育超压，且深层超压往往有多种成因机制复合而成，其中欠压实超压和卸荷超压为主要的两大类型，前人对其贡献进行定量评价时多利用声波时差、电阻率等测井参数与有效应力的关系模型来进行评价，先确定卸荷超压的大小，然后确定欠压实超压的大小，然而，深层常常发育的生烃膨胀或超压传递等卸荷超压产生后可引起声波时差升高和电阻率减小，在声波时差或电阻率与垂向有效应力的关系图版中，同一地区多岩性复合构成的地层中生烃膨胀或超压传递会产生不同的超压大小，其引起的声波时差升高和电阻率减小路径都有所差异，这种声波时差升高和电阻率的减小引起的变化路
径较为复杂，难以确定，前人对其评价时往往假定声波时差和电阻率不变时的演化路径或假定其演化路径相同时来计算其卸荷超压大小，造成评价的超压贡献量大小有较大误差。由于深层常常发育的生烃膨胀或超压传递等卸荷超压产生后密度基本不变，这时在密度和垂向有效应力的图版中，卸荷超压产生后的增大过程中其演化路径就沿着密度不变和垂向有效应力减小的方向演化，该演化路径比较容易确定，另外，前人利用声波时差或电阻率与垂向有效应力的关系图版时，建立正常压实情况下的两者关系模型时，均利用正常压实段的泥岩数据拟合而来，这种拟合趋势不能较好地反映深层泥岩的变化趋势，本发明利用普遍认可的基础公式推导建立新选图版中两个参数的关系模型，能更好地反映深层泥岩的变化趋势。因此，本发明利用普遍认可的基础公式推导，建立密度与垂向有效应力的关系图版，以此来对深层多机制复合构成超压的贡献量进行定量评价，相对前人利用声波时差与垂向有效应力图版和电阻率与垂向有效应力图版的超压的贡献量求取方法，该方法的求取结果更为合理、更为准确，同时操作也较为简单。总之，本发明方法具有操作简单、更准确和更合理的特点，可为深层多机制复合构成的各超压贡献量的准确评价提供新方法。
附图说明
图1为本发明的流程示意图。图2为f1井声波时差、密度、中子孔隙度、地层电阻率、泥浆密度换算的压力系数、实测地层压力系数随深度的关系图。图3为f1井正常压实段的测井声波时差与基质声波时差之差与埋深的关系图。图4为f1井正常压实段的基质密度与测井密度之差与埋深的关系图。图5为f1井的地层密度测井数据随埋藏深度的关系图。图6为f1井的密度与声波速度的关系图。图7为f1井的密度与垂向有效应力的关系图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。以准噶尔盆地中央坳陷区f1井为例，一种含油气盆地深层超压贡献量的定量评价方法，如图1所示，包括以下步骤：步骤1：收集并整理研究区f1井的压力数据和测井数据，所述压力数据包括实测地层压力、钻井液密度，所述测井数据包括不同埋藏深度泥岩的自然伽马、声波时差、密度、中子孔隙度以及电阻率；步骤2：利用步骤1中整理的f1井不同埋藏深度泥岩的声波时差、密度、中子孔隙度以及电阻率及钻井液密度和实测地层压力系数随埋藏深度的变化关系数据，根据该井正常压实段泥岩声波时差、中子孔隙度随埋藏深度的指数型递减和其密度和电阻率随埋藏深度的指数型递增的规律，而欠压实段的密度和电阻率均出现负异常、声波时差和中子孔隙度
均出现正异常的规律，并辅助钻井液密度在欠压实段会出现增大，来综合判断正常压实段和欠压实段；综合判断认为，f1井的正常压实段为4146m以上，欠压实段为4146m以下(图2)；步骤3：深层超压识别图版建立及其超压成因综合识别，具体包括：步骤3.1：建立f1井正常压实段泥岩层段的声波时差随埋藏深度的关系模型，如下式所示：δtn＝δt
ma
+a
·
e-b
·z其中，δtn为正常压实下泥岩层段的声波时差，δt
ma
为泥岩基质的声波时差，取176.5，z为埋深，a为利用测井声波时差和泥岩基质声波时差的差值与埋深之间的指数关系得到的拟合系数，f1实例井确定的a值为301.4，b为利用测井声波时差和泥岩基质声波时差的差值与埋深之间的指数关系得到的泥岩压实系数，f1实例井确定的b值为0.00034(图3)；步骤3.2：确定f1井正常压实段泥岩层段的密度随埋藏深度的关系模型，如下式所示：ρ(z)＝ρ
ma-c
·
e-d
·z其中，ρ(z)为泥岩层段的密度，ρ
ma
为泥岩基质的密度，取2.71，c为利用泥岩基质密度和测井密度的差值与埋深之间的指数关系得到的拟合系数，f1实例井确定的c值为0.686，d为利用泥岩基质密度和测井密度的差值与埋深之间的指数关系得到的泥岩压实系数，f1实例井确定的d值为0.00045(图4)；步骤3.3：建立f1井正常压实泥岩层段的声波速度与密度的关系模型，首先利用声波速度与声波时差的倒数关系，求取f1井泥岩层段的声波速度，如下式所示：其中，vs为泥岩层段的声波速度。利用步骤3.1中正常压实段泥岩的声波时差计算公式，求取f1井正常压实下不同埋藏深度泥岩层段的声波时差大小，进一步利用该步骤建立的声波速度与声波时差的倒数关系，求取f1井正常压实下不同埋藏深度泥岩层段的声波速度大小，与步骤3.2中的密度随埋藏深度的关系模型结合，建立f1井正常压实泥岩层段的声波速度与密度的关系模型，如下式所示：步骤3.4：建立f1井正常压实泥岩层段的密度与垂向有效应力的关系模型，首先建立f1井地层密度随埋藏深度的关系模型，如下式所示：ρ(z)
layer
＝j
·
zk其中，ρ(z)
layer
为某一埋藏深度地层的密度测井，j和k是利用地层密度测井数据与埋藏深度的幂函数拟合时的获得的拟合系数，f1实例井确定的j和k值分别为1.355和0.0754(图5)；进一步建立f1井地层的上覆载荷应力计算模型，如下式所示：其中，g为重力加速度，取9.8。进一步计算得到：
σv＝0.01235
·z1.0754
进而可建立f1井正常压实地层垂向有效应力随埋藏深度的关系模型，如下式所示：δ＝σ
v-0.001
·
ρw·g·
z＝0.01235
·z1.0754-0.001
·
ρw·g·
z其中，δ为地层垂向有效应力，ρw为地层水密度，取1.02。进一步计算得到：δ＝0.01235
·z1.0754-0.009996
·
z与步骤3.2的f1井泥岩密度计算模型结合，建立f1井正常压实泥岩层段的密度与垂向有效应力的关系模型，如下式所示：把相关参数代入该式中，进一步计算，得到f1井正常压实泥岩层段的密度与垂向有效应力的关系模型如下：步骤3.5：利用步骤3.3建立的f1井正常压实泥岩层段的声波速度与密度的关系模型，形成判识f1井超压成因的密度与声波速度的关系图版(图6)；利用步骤3.4建立的f1井正常压实泥岩层段的密度与垂向有效应力的关系模型，形成判识f1井超压成因的密度与垂向有效应力的关系图版(图7)；利用储层实测地层压力数据与上覆载荷应力计算其垂向有效应力，f1井只有一个实测地层压力数据，其大小为76.78mpa，对应的埋藏深度段为5081-5107m，计算该超压段的垂向有效应力公式如下：其中，p
实测
为储层实测地层压力，这里z取该深度段的顶部5081m，可计算出f1井该超压段的垂向有效应力为44.72mpa。将该超压段的垂向有效应力(44.72mpa)、其邻近泥岩的声波速度(3.56)和密度(2.59)等数据点投到已建立的密度与声波速度关系图版(图6)和密度与垂向有效应力关系图版(图7)上，与步骤2已确定的欠压实段结合，综合判断该超压段的超压成因类型，主要发育欠压实超压成因和卸荷超压成因，结合f1井的实际地质条件，综合判断具体的卸荷超压成因类型为超压传递。步骤4：深层储层复合成因超压的贡献量定量评价，具体包括：步骤4.1：求取f1井实测超压储层段在卸荷超压产生之前的垂向有效应力。将该实测超压储层段(5081-5107m)邻近泥岩的密度(2.59)代入到步骤3.4确定的正常压实泥岩层段的密度与垂向有效应力的关系模型中，即可求取f1井该实测超压储层段在卸荷超压产生之前的垂向有效应力为50.48mpa(图7)；步骤4.2：求取实测超压储层段在卸荷超压形成之后的垂向有效应力。步骤3.5中已计算获得的该超压段的垂向有效应力，即为该超压储层段在卸荷超压形成之后的垂向有效应力，其大小为44.72mpa；步骤4.3：求取实测超压储层段的卸荷超压大小。依据卸荷超压产生前后地层密度
不变、卸荷超压产生后的增大过程中垂向有效应力持续降低的原理，将超压储层段在卸荷超压形成之前的垂向有效应力与超压储层段在卸荷超压形成之后的垂向有效应力相减，即可得到f1井5081-5107m超压储层段的卸荷超压大小为5.76mpa(图7)；步骤4.4：求取该实测超压储层段的欠压实超压大小。利用超压储层段的总超压大小减去已求取的卸荷超压大小，，该超压储层段的总超压为25.99mpa，即可求取f1井5081-5107m超压储层段的欠压实超压大小为20.23mpa；步骤4.5：求取实测超压储层段的卸荷超压和欠压实超压相对总超压的贡献量。将已求取的超压储层段卸荷超压大小和该超压储层段欠压实超压大小与总超压大小相除，即可得到f1井5081-5107m超压储层段的卸荷超压和欠压实超压相对总超压的贡献量分别为22.16％和77.84％，亦即f1井5081-5107m超压储层段的超压传递超压和欠压实超压相对总超压的贡献量分别为22.16％和77.84％。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种含油气盆地深层超压贡献量的定量评价方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：整理压力数据和测井数据；步骤2：根据压力数据和测井数据综合判断正常压实段和欠压实段；步骤3：根据步骤2确定井的正常压实段基础上，形成判识超压成因的密度与声波速度的关系图版和密度与垂向有效应力的关系图版，进而与步骤2已确定的欠压实段结合，综合判断超压段的超压成因类型，所述成因类型包括欠压实超压成因和卸荷超压成因；步骤4：在步骤3的基础上，计算超压储层段的卸荷超压大小；利用超压储层段的总超压减去已求取的卸荷超压，即求取该超压储层段的欠压实超压；将已求取的超压储层段卸荷超压和该超压储层段欠压实超压与总超压相除，即求取超压储层段的卸荷超压和欠压实超压相对总超压的贡献量。2.根据权利要求1所述的一种含油气盆地深层超压贡献量的定量评价方法，其特征在于，步骤1中所述压力数据包括实测地层压力、钻井液密度。3.根据权利要求2所述的一种含油气盆地深层超压贡献量的定量评价方法，其特征在于，步骤1中所述测井数据包括不同埋藏深度泥岩的自然伽马、声波时差、密度、中子孔隙度以及电阻率。4.根据权利要求3所述的一种含油气盆地深层超压贡献量的定量评价方法，其特征在于，步骤2中根据压力数据和测井数据综合判断正常压实段和欠压实段，具体为：利用步骤1中不同埋藏深度泥岩的声波时差、密度、中子孔隙度以及电阻率及钻井液密度和实测地层压力随埋藏深度的变化关系数据，来综合判断正常压实段和欠压实段。5.根据权利要求4所述的一种含油气盆地深层超压贡献量的定量评价方法，其特征在于，所述步骤3具体为：在步骤2确定井的正常压实段基础上，利用正常压实段不同埋藏深度泥岩层段的声波时差和密度，确定正常压实段泥岩层段的声波时差随埋藏深度的关系模型、密度随埋藏深度的关系模型，将这两个关系模型结合，求取正常压实下不同埋藏深度泥岩层段的声波时差大小和密度大小；进一步利用声波时差与声波速度的倒数关系，求取不同埋藏深度泥岩层段的声波时差和已求取的正常压实下不同埋藏深度泥岩层段的声波时差对应的声波速度，将计算求取的不同埋藏深度泥岩层段的声波速度随埋藏深度和密度随埋藏深度两个关系模型结合，建立正常压实泥岩层段的声波速度与密度的关系模型，从而形成判识超压成因的密度与声波速度的关系图版；利用全井段密度测井资料，确定地层密度随埋藏深度的关系模型，利用地层密度随埋藏深度的关系模型进一步建立地层上覆载荷应力的计算模型，进而利用地层上覆载荷应力的计算模型建立正常压实地层垂向有效应力随埋藏深度的关系模型，与计算获得的正常压实泥岩层段的密度大小结合，建立正常压实泥岩层段的密度与垂向有效应力的关系模型，从而形成判识超压成因的密度与垂向有效应力的关系图版；利用储层实测超压段地层压力数据计算其垂向有效应力，将该超压段的垂向有效应力、声波速度、密度数据点投到已建立的密度与声波速度关系图版和密度与垂向有效应力关系图版上，与步骤2已确定的欠压实段结合，综合判断超压段的超压成因类型，所述超压段的超压成因类型包括欠压实超压成因和卸荷超压成因。6.根据权利要求5所述的一种含油气盆地深层超压贡献量的定量评价方法，其特征在于，所述步骤3具体包括以下步骤：
步骤3.1：建立正常压实段泥岩层段的声波时差随埋藏深度的关系模型，如下式所示：δt
n
＝δt
ma
+a
·
e-b
·
z
其中，δt
n
为正常压实下泥岩层段的声波时差，δt
ma
为泥岩基质的声波时差，z为埋深，a为利用测井声波时差和泥岩基质声波时差的差值与埋深之间的指数关系得到的拟合系数，b为利用测井声波时差和泥岩基质声波时差的差值与埋深之间的指数关系得到的泥岩压实系数；步骤3.2：确定正常压实段泥岩层段的密度随埋藏深度的关系模型，如下式所示：ρ(z)＝ρ
ma-c
·
e-d
·
z
其中，ρ(z)为泥岩层段的密度，ρ
ma
为泥岩基质的密度，c为利用泥岩基质密度和测井密度的差值与埋深之间的指数关系得到的拟合系数，d为利用泥岩基质密度和测井密度的差值与埋深之间的指数关系得到的泥岩压实系数；步骤3.3：建立正常压实泥岩层段的声波速度与密度的关系模型，首先利用声波速度与声波时差的倒数关系，求取泥岩层段的声波速度，如下式所示：其中，v
s
为泥岩层段的声波速度，利用步骤3.1中正常压实段泥岩的声波时差计算公式，求取正常压实下不同埋藏深度泥岩层段的声波时差大小，进一步利用该步骤建立的声波速度与声波时差的倒数关系，求取正常压实下不同埋藏深度泥岩层段的声波速度大小，与步骤3.2中的密度随埋藏深度的关系模型结合，建立正常压实泥岩层段的声波速度与密度的关系模型，如下式所示：步骤3.4：建立正常压实泥岩层段的密度与垂向有效应力的关系模型，首先建立地层密度随埋藏深度的关系模型，如下式所示：ρ(z)
layer
＝j
·
z
k
其中，ρ(z)
layer
为某一埋藏深度地层的密度，j和k是利用地层密度测井数据与埋藏深度的幂函数拟合时的获得的拟合系数；进一步建立地层的上覆载荷应力计算模型，如下式所示：其中，g为重力加速度，进而建立正常压实地层垂向有效应力随埋藏深度的关系模型，如下式所示：其中，δ为地层垂向有效应力，ρ
w
为地层水密度，与步骤3.2的泥岩密度计算模型结合，建立正常压实泥岩层段的密度与垂向有效应力的关系模型，如下式所示：
步骤3.5：利用步骤3.3建立的正常压实泥岩层段的声波速度与密度的关系模型，形成判识超压成因的密度与声波速度的关系图版；利用步骤3.4建立的正常压实泥岩层段的密度与垂向有效应力的关系模型，形成判识超压成因的密度与垂向有效应力的关系图版；利用储层实测地层压力数据与上覆载荷应力计算其垂向有效应力，其计算公式如下：其中，p
实测
为储层实测地层压力，将该超压段的垂向有效应力、其邻近泥岩的声波速度和密度数据点投到已建立的密度与声波速度关系图版和密度与垂向有效应力关系图版上，与步骤2已确定的欠压实段结合，综合判断超压段的超压成因类型：欠压实超压成因和卸荷超压成因，结合实际地质条件，综合判断具体的卸荷超压成因类型。7.根据权利要求5所述的一种含油气盆地深层超压贡献量的定量评价方法，其特征在于，所述步骤4具体为：将实测超压段邻近泥岩的密度代入到步骤3建立的正常压实泥岩层段的密度与垂向有效应力的关系模型中，求取实测超压储层段在卸荷超压产生之前的垂向有效应力；利用步骤3中已计算的实测超压储层段的垂向有效应力，即为该超压储层段在卸荷超压形成之后的垂向有效应力；将超压储层段在卸荷超压形成之前的垂向有效应力与超压储层段在卸荷超压形成之后的垂向有效应力相减，即得到超压储层段的卸荷超压大小；利用超压储层段的总超压大小减去已求取的卸荷超压大小，即求取该超压储层段的欠压实超压大小；将已求取的超压储层段卸荷超压大小和该超压储层段欠压实超压大小与总超压大小相除，即求取超压储层段的卸荷超压和欠压实超压相对总超压的贡献量。8.根据权利要求7所述的一种含油气盆地深层超压贡献量的定量评价方法，其特征在于，所述步骤4具体包括以下步骤：步骤4.1：求取实测超压储层段在卸荷超压产生之前的垂向有效应力将实测超压储层段邻近泥岩的密度代入到正常压实泥岩层段的密度与垂向有效应力的关系模型中，即求取实测超压储层段在卸荷超压产生之前的垂向有效应力；步骤4.2：求取实测超压储层段在卸荷超压形成之后的垂向有效应力将计算获得的超压储层段的垂向有效应力作为为该超压储层段在卸荷超压形成之后的垂向有效应力；步骤4.3：求取实测超压储层段的卸荷超压大小将超压储层段在卸荷超压形成之前的垂向有效应力与超压储层段在卸荷超压形成之后的垂向有效应力相减，即得到超压储层段的卸荷超压大小；步骤4.4：求取实测超压储层段的欠压实超压大小利用超压储层段的总超压大小减去已求取的卸荷超压大小，即求取该超压储层段的欠压实超压大小；步骤4.5：求取实测超压储层段的卸荷超压和欠压实超压相对总超压的贡献量将已求取的超压储层段卸荷超压大小和该超压储层段欠压实超压大小与总超压大小
相除，即得到超压储层段的卸荷超压和欠压实超压相对总超压的贡献量。

技术总结
本发明公开了一种含油气盆地深层超压贡献量的定量评价方法，整理压力数据和测井数据；根据压力数据和测井数据综合判断正常压实段和欠压实段；根据确定井的正常压实段基础上，形成判识超压成因的密度与声波速度的关系图版和密度与垂向有效应力的关系图版，进而与步骤2已确定的欠压实段结合，综合判断超压段的超压成因类型，所述成因类型包括欠压实超压成因和卸荷超压成因；计算超压储层段的卸荷超压大小；利用超压储层段的总超压减去已求取的卸荷超压，即求取该超压储层段的欠压实超压；将已求取的超压储层段卸荷超压和该超压储层段欠压实超压与总超压相除，即求取超压储层段的卸荷超压和欠压实超压相对总超压的贡献量。的卸荷超压和欠压实超压相对总超压的贡献量。的卸荷超压和欠压实超压相对总超压的贡献量。


技术研发人员：张凤奇 江青春 刘刚 鲁雪松 卓勤功 马行陟 吴海
受保护的技术使用者：西安石油大学
技术研发日：2023.06.15
技术公布日：2023/8/14