地层压力随钻检测新方法及其应用

根据目前国内在地层孔隙压力预测及检测方面存在的困难和问题，提出了地层孔隙压力随钻检测新方法——岩石强度法。通过实验建立了合理的岩石强度计算模型；利用现场大量的随钻录井数据和测试数据建立了岩石强度与地层孔隙压力的关系模型，并对地层孔隙压力的具体计算方法作了阐述。开发研制出地层孔隙压力综合评估软件系统。新疆塔西南地区３口井和渤海油田４口井中应用表明，新方法检测精度高，适应性强。     

应用物质平衡法评价鸭儿峡M油藏地层压力

鸭儿峡M油藏具有断层发育、饱和压力低、边水极弱等特征,为了准确把握该油藏最佳注水时机,必须实时准确掌握地层压力水平。基于物质平衡原理,考虑岩石和流体的高压物性随地层压力变化,利用岩石孔隙体积和油水体积的动态变化关系,得到能够实时跟踪弹性开采阶段和注水开发阶段的地层压力计算公式,在实验准确获取岩石和流体高压物性参数后,实现地层压力计算。结果表明,采用物质平衡法计算的M油藏平均地层压力为40. 5 MPa,与试井解释结果仅相差0. 5 MPa;岩石孔隙体积缩小量与流体体积缩小量误差为2. 0%,物性参数取值可靠。物质平衡法为应用生产动态资料实时准确评价封闭或弱、边底水油藏的地层压力提供了新的思路。     

基于随钻测井资料的地层孔隙压力预测方法研究

以往针对直井的地层孔隙压力的计算方法在大位移井、水平井和分支井中由于井斜和井水平的特殊性及复杂性会产生较大误差.等效深度法等传统方法大多是针对砂泥岩地层建立的模型,对碳酸盐岩地层不大适用.利用随钻测量(MWD)资料和随钻测井(LWD)资料,研究把斜深校正成垂深,计算出与垂深相对应的测井值及上覆地层压力,综合考虑地层岩性、孔隙度、孔隙流体类型等因素的影响,采用层速度-有效应力法建立适用于斜井段和水平井段的地层孔隙压力计算模型,实现基于随钻测井资料的地层孔隙压力预测,避免了传统方法因建立泥岩正常压实趋势线所带来的误差.将该方法应用于实际随钻地层孔隙压力预测中,处理结果与实测结果符合率高,可靠性好.随钻测井资料预测孔隙压力具有实时性,对于提高钻速、防止井喷井漏等恶性事故有非常重要的现实意义.     

基于流体声速的碳酸盐岩地层孔隙压力求取方法

碳酸盐岩地层具有非均质性强、孔洞与裂缝发育和岩石骨架刚度较强的特点,以正常压实理论为基础建立的地层孔隙压力求取方法不适用于碳酸盐岩地层,为此,进行了碳酸盐岩地层孔隙压力求取方法的研究。碳酸盐岩岩样声速试验和理论分析发现,不同孔隙压力下的碳酸盐岩纵波速度变化主要是由孔隙流体纵波速度变化引起的。利用小波变换法提取和放大孔隙流体纵波速度小幅波动对岩石纵波速度的影响关系,确定碳酸盐岩地层的异常压力层,并与实测地层孔隙压力数据相结合,建立了碳酸盐岩地层孔隙压力预测模型,形成了基于流体声速的碳酸盐岩地层孔隙压力预测方法。应用实例表明,基于流体声速的碳酸盐岩地层孔隙压力预测方法可以预测碳酸盐岩地层的孔隙压力,误差小于15%,满足工程要求,为碳酸盐岩地层孔隙压力预测提供了一种新方法。      

构造抬升剥蚀与异常压力形成

根据物理化学原理,建立了完全封闭条件下构造抬升剥蚀后地层流体压力的定量计算公式。公式显示,在完全封闭条件下构造抬升后的地层压力取决于抬升前的地层压力、地层流体的压缩系数、地层流体的膨胀系数、岩石孔隙体积的压缩系数、抬升前后地层温度的变化和剥蚀厚度。根据流体的压缩系数和膨胀系数及岩石孔隙体积压缩系数的特点,经分析认为对于水层砂岩岩体,构造抬升剥蚀趋向于形成异常低压;对于气层,构造抬升剥蚀趋向于形成异常高压。     

随钻地层孔隙压力检测新方法研究及其应用

根据目前国内在地层孔隙压力预测及检测方面存在的困难和问题,提出了地层孔隙压力预测及检测新方法——岩石强度法。通过室内和现场实验,建立了合理的岩石强度计算模型,利用现场大量的随钻录井数据和测试数据,建立了岩石强度与地层孔隙压力的关系模型,并对地层孔隙压力的具体计算方法作了阐述,开发研制出地层孔隙压力综合评估软件系统。新方法在渤海渤中34—2区块进行初步应用,取得较好的效果。     

岩石强度法压力监测在高温高压井中的应用

在石油钻井过程中,岩石的抗钻强度主要受井下地层岩石性质的影响,地层孔隙压力是影响岩石抗钻强度的一个重要参数。根据室内模拟试验和大量现场实钻数据分析,建立了岩石抗钻强度与地层孔隙压力的关系。在钻井施工过程中,可根据井下地层岩石抗钻强度的变化来监测地层压力的变化,该方法在中国南海西部油田进行了应用,取得了良好的效果。     

一种计算地层压力下降岩石压缩系数新方法

根据岩石的孔隙体积压缩系数Cp和孔隙压缩系数C定义,引入岩石体积应变εV,推导出地层压力下降岩石压缩系数理论关系,提出了一种计算地层压力下降岩石压缩系数新方法,并结合模拟有效压力增加岩石变形实验,通过将地面实验数据转换为地层条件孔隙度变化数据,并实例计算了地层压力下降岩石的孔隙压缩系数和孔隙体积压缩系数变化规律。应用结果表明,该方法与常规方法计算结果吻合性很好。     

地层孔隙压力的灰色预测及应用

准确预测地层孔隙压力是进行井壁稳定状态分析的基础,传统的地层孔隙压力预测通常采用钻前地震资料预测,其精度较低不能满足钻井施工的需要。文章以灰色理论为基础,提出了钻头下部未钻开地层的孔隙压力预测新方法,建立了地层孔隙压力随钻预测灰色模型。该模型是根据上部已钻井段的测井结果,对钻头下部未钻开地层的孔隙压力进行随钻预测,在实际运用中该方法与dc指数法和岩石强度法相比具有精确度较高,模型简单,计算方法简便等特点。通过实例计算证明了该方法的优越性,是一种比较理想的预测方法。     

地层孔隙压力的灰色预测及应用

准确预测地层孔隙压力是进行井壁稳定状态分析的基础，传统的地层孔隙压力预测通常采用钻前地震资料预测，其精度较低不能满足钻井施工的需要。文章以灰色理论为基础，提出了钻头下部未钻开地层的孔隙压力预测新方法，建立了地层孔隙压力随钻预测灰色模型。该模型是根据上部已钻井段的测井结果，对钻头下部未钻开地层的孔隙压力进行随钻预测，在实际运用中该方法与dc指数法和岩石强度法相比具有精确度较高，模型简单，计算方法简便等特点。通过实例计算证明了该方法的优越性，是一种比较理想的预测方法。     

深井安全钻井液密度窗口影响因素

考虑钻井液渗滤造成井壁岩石孔隙压力变化和钻井液与地层岩石温差产生的附加应力和应变,推导了孔隙度与孔隙压力和温差的理论关系,建立了考虑孔隙压力、温差及孔隙度变化的深井安全钻井液密度窗口计算模型。应用模型计算结果表明:①深井钻井井壁岩石与钻井液温差一定时,随着钻井液渗滤作用的增强,井壁岩石孔隙压力增加,导致坍塌压力增大,破裂压力减小,安全钻井液密度窗口变小,不利于安全钻井。②当井壁岩石孔隙压力一定时,若钻井液使井壁岩石降温,则随着温差的增加,坍塌压力减小,破裂压力增加,安全钻井液密度窗口范围变大,有利于安全钻井;若钻井液使井壁岩石升温,则随着温差的增大,坍塌压力增大,破裂压力减小,安全钻井液密度窗口变小,不利于安全钻井。     

基于薄板理论的碳酸盐岩地层压力检测方法探讨

现有碳酸盐岩地层压力检测方法均存在不足,因此,为保证Y油田F地层碳酸盐岩地层的钻井安全,开展了碳酸盐岩地层压力的检测方法研究。基于薄板理论,考虑体积弹性模量的影响,结合碳酸盐岩特征,建立了构造挤压条件下的地层压力地质力学识别模型;通过分析F地层碳酸盐岩的地质构造、异常高压及测井响应特征分布规律,结合排除法研究了异常高压的成因机制;形成的碳酸盐岩地层压力检测方法在Y油田F层进行了实例应用。F层小断层发育,纵波速度在5 500 m/s左右;FU层和FL层的地层压力系数分别约为1.45和1.30;FU层岩石骨架变形量大于FL层,构造挤压是异常高压产生的主要成因机制。应用结果表明,该模型检测值与SFT实测值间的相对误差小于10%;地层压力随构造变形曲率、地层压力系数、弹性模量的增大而增大,随泊松比的增大而减小,且呈线性关系。研究认为,基于薄板理论的碳酸盐岩地层压力检测方法,能够比较准确地检测由构造挤压作用下的碳酸盐岩地层压力。      

深部煤岩防塌钻井液密度的计算

受煤阶和地应力的双重影响,深部地层煤岩井壁失稳可能与其自身岩石力学性质有关.在这种情况下,由于煤层气含量大小对煤岩变形破坏及力学响应的作用和弹性力学自身的缺陷,防塌钻井液密度的计算会产生误差.研究表明,这种误差跟游离气和吸附气的双重影响有关,往往受孔隙流体压力大小的控制,压力越大,影响越明显.在深部高孔隙流体压力地层环境下,这种影响不容忽略.文中采用经典混合物理论的本构建模方法,揭示了含气煤总应力与孔隙压力、孔隙率、气体的等温吸附特征、固相煤骨架弹性模量、泊松比之间的关系,用其可以定量求出孔隙流体压力对于深部煤岩岩石力学性质的影响,继而可精确计算出钻进深部煤层防塌钻井液密度.     

孔隙压力变化对水平井井壁围岩应力的影响

针对水平井井壁围岩应力随井壁渗流压力变化的问题,考虑井内流体渗滤造成井壁岩石孔隙压力和孔隙度变化,推导孔隙度与井内流体压力和渗滤半径的理论关系,建立考虑孔隙压力变化的井壁围岩应力计算模型。应用模型计算表明：孔隙压力变化对井壁上径向、周向和轴向应力大小影响明显,渗滤带内随着距井眼中心距离增加,孔隙压力逐渐趋于地层初始压力,考虑和不考虑孔隙压力变化计算得到的径向、周向和轴向应力差值逐渐减小,在渗滤边界处考虑和不考虑孔隙压力变化计算得到的各向应力数值相等。     

Fillippone地层压力预测方法的改进及应用

钻井过程中,准确了解钻头前方地层压力的变化对于制定合理的钻井措施、保证钻井安全十分重要。但现有钻前地层预测方法均存在不足,预测精度难以达到现场施工的要求。通过分析地震层速度与地层压力的关系,改进了利用地震层速度预测钻头前方地层压力的Fillippone法,介绍了改进的Fillippone法中岩石骨架速度和修正参数的确定方法。改进的Fillippone法以区块地质信息和已钻井数据为依据进行模型参数初始化,结合随钻获取的有关地层压力数据及钻井液密度信息对预测模型参数进行实时更新,可提高钻头前方地层压力预测的准确性。该方法在新疆准噶尔盆地多口井进行了试验应用,结果表明,其地层压力预测值相对误差小于10%,与传统的趋势线方法和Fillippone法预测结果相比,预测精度明显提高。应用结果也说明,改进的Fillippone法科学有效,能够满足现场施工的安全和技术要求。      

利用经典理论模型研究流体性质对岩石地震波速度及阻抗的影响

地震响应的变化源于地层结构和岩石弹性性质的变化,影响岩石弹性性质的因素主要有压力、温度、孔隙度及孔隙形态、流体类型及其饱和度等.根据Biot-Gassmann和Kuster-Toks(o)z理论模型,分析了不同孔隙度条件下流体性质及其饱和度对岩石弹性性质的影响,讨论了2种理论模型预测结果的差异.流体对岩石地震波速度的影响主要与孔隙度大小和孔隙形状有关,纵波阻抗对储层中流体变化最敏感,横波阻抗对流体变化不敏感,通过纵横波阻抗联合应用可以提高对储层流体变化的识别精度.     

钻井液密度窗口随钻预测理论及其工程应用

将岩石力学方法与地震勘探理论相结合,通过考察地震记录、岩石物理参数与孔隙压力之间的定量关系,建立了利用地震数据直接反演孔隙压力的模型。根据岩石力学参数地质统计特性,实钻过程中充分利用录井、钻井等实时信息,通过随机反演方法随钻预测钻头前方待钻地层的孔隙压力。依据孔隙压力反演结果进一步求取地应力、岩石强度、坍塌压力与破裂压力,通过对预测参数的综合分析,最终实现对待钻井段的安全钻井液密度窗口进行随钻预测。该方法在川东北HB探区的2口深探井进行了工程应用,现场应用情况表明该方法预测精度较高、实时操作简捷、计算过程稳定,具备良好的随钻适用性。     

欠平衡钻井技术在南翼山E32凝析气藏中的应用

针对南翼山E32凝析气藏的地层特点,提出采用欠平衡钻井解决该地层的钻井问题,减少产层损害。论述了欠平衡钻井有关参数的确定和设计原则,并以南12井为例,对南翼山E32凝析气藏地层的欠平衡钻井设计及现场施工(包括所用设备、钻井参数、钻井液性能等)情况进行了描述,说明欠平衡钻井的技术特点和应用效果。该井的钻井实践表明,平衡钻井技术能有效保护油气层,减少了井下复杂情况的发生,有利于提高机械钻速并降低钻井成本,是凝析气藏复杂地层钻井的一项重要新技术,值得推广应用。