碳酸盐岩地层孔隙压力的检测方法研究

传统地层孔隙压力的检测方法是基于欠压实机理建立的解释模型;基于有效应力定理,考虑体积压缩系数、有效应力与纵波速度的关系,建立了碳酸盐岩地层孔隙压力的检测模型;利用该模型计算地层孔隙压力,并与实测数据进行对比,符合程度较高;基本解决了传统检测砂泥岩地层孔隙压力的方法不适用于检测碳酸盐岩地层孔隙压力的难题.     

碳酸盐岩地层孔隙压力预测方法研究

准确预测地层孔隙压力是防止井壁失稳、实现科学钻井的必要条件。针对碳酸盐岩地层孔隙压力预测相对较难这一问题，从等效深度法计算地层孔隙压力的关键技术入手，重点讨论了在碳酸盐岩剖面中利用视泥岩地层的测井数据构建正常压实趋势线的问题，给出了如何对此正常压实趋势线进行修正并得到研究区域的正常压实趋势线的方法。利用所构建的正常压实趋势方程对川东飞仙关组多口井的碳酸盐岩剖面裂缝-孔隙型储层的地层孔隙压力进行测井预测的结果表明，该方法对于预测碳酸盐岩剖面地层孔隙压力同样具有一定的实用性，而且预测精度较高，效果良好。     

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。      

基于有效应力法的碳酸盐岩地层孔隙压力测井计算

利用测井资料预测地层压力是一条比较有效的途径。目前,砂泥岩剖面地层压力的预测技术比较成熟,而碳酸盐岩剖面的地层压力预测仍存在一定问题。针对碳酸盐岩地层孔隙压力预测相对较难这一问题,基于碳酸盐岩地层沉积压实机理,提出了利用有效应力法预测地层压力的方法,并重点讨论了模型中的横波时差和岩石泊松比的测井求取方法。利用该法对川东地区LJZ构造LJ5井等井的碳酸盐岩井段的测井资料进行了地层压力预测处理,获得了比较满意的效果。应用表明,该法从测井信息中提取的碳酸盐岩地层压力是可靠的,精度高、实用性强,且避免了在碳酸盐岩剖面中采用等效深度法预测地层压力时需要寻找纯泥岩层来构建正常压实趋势方程的难题。其结果可以用于碳酸盐岩井段三个地层压力剖面的建立和钻井液密度的设计。     

实时确定各种沉积岩的孔隙压力与破裂压力

孔隙压力与破裂压力梯度是影响钻井成本和施工安全的两个最重要的客观因素。传统的“孔隙压力”经验公式不仅只适用于一种岩性（页岩），而且还依赖于相应岩石物理数据或钻井参数与深度关系的趋势线。介绍一种定量描述有效应力定律（ｐ＝Ｓ－σｖ）的新方法。这各方法使用岩石物理数据（伽马射线，电阻率，密度）和矿物应力－应变关系式，逐英尺地计算各种沉积岩的孔隙压力和破裂压力梯度。     

碳酸盐岩储层多重孔隙类型反演

碳酸盐岩储层具有非均质性强、孔隙结构复杂和孔隙类型多样等特征,显著影响了岩石弹性性质和地震响应,给地震定量解释带来了巨大挑战。本文结合各种有效介质理论构建了复杂多孔碳酸盐岩储层岩石物理等效模型,探究了不同孔隙类型纵波速度与孔隙度之间的映射关系。测井数据分布特征与速度-孔隙度模版具有较好的一致性,表明所建模型可以有效地捕捉不同孔隙类型的岩石声学响应特征。以此模型为基础,本文提出了优化的孔隙类型预测方法,并应用于西部地区某A井。孔隙类型反演结果与测井解释结果吻合较好,证明了孔隙类型定量预测方法的可行性。     

基于有效应力的裂缝性碳酸盐岩地层孔隙压力预测

由于碳酸盐岩成岩作用与异常压力成因机制复杂多变，导致碳酸盐岩地层孔隙压力的准确预测依然是目前国内外尚未解决的重大技术难题。四川盆地TH地区碳酸盐岩地层在钻井过程中气侵频繁，地层孔隙压力复杂多变，常用的基于欠压实理论建立的预测方法对碳酸盐岩地层不适用。为了准确预测TH地区碳酸盐岩地层孔隙压力，本文结合实验与测井解释结果，分析孔隙度、泥质含量、含气饱和度、有效应力和声波速度的响应关系，基于Terzaghi有效应力理论建立了适用于碳酸盐岩地层的多参数地层孔隙压力预测模型，并在此基础上考虑裂缝发育指数的影响，对模型进行了改进。对比模型改进前后的预测效果，发现考虑了裂缝发育指数的多参数地层孔隙压力预测模型在裂缝性地层的预测精度上有了明显的提升，预测曲线更加贴近实钻值，最大误差低于3%,在裂缝相对不发育地层与多参数预测模型预测精度相近。文章研究成果能够为碳酸盐岩地层孔隙压力精细预测和安全钻井提供技术指导。     

应用地质方法预测孔隙压力

在过去 10年中 ,随着图像和速度分析领域的进化及碎屑岩孔隙压力理论的发展 ,孔隙压力预测方法有了很大改进。孔隙压力预测包括过载和裂缝梯度、实地分析和模拟、对孔隙度和压力体系预测规模、断层密封性、结构对压力的影响 ,以及驱油原理     

高温高压气井地层压力随钻监测方法研究

在高温高压气井钻井过程中,对地层压力随钻监测精度要求非常高。利用dc指数法和岩石强度法2种地层压力监测方法对多口高温高压试验井进行了随钻监测,通过其钻后的综合分析,结果表明,岩石强度法对高温高压气层的压力监测更适合,精度更高,可为以后高温高压气层的地层压力随钻监测工作提供参考。     

地层压力预测技术

分析了引起地层压力异常的原因，阐述了不同因素引起的压力异常的特征，介绍了测井预测地层压力的等效深度及综合计算2种方法，给出了计算结果与测试结果的对比数据。综述了地震预测地层异常压力的方法以及测井和地震联合预测地层压力的方法。简单介绍了与地层压力预测关系密切的提高地震层速度精度的方法。通过分析地层压力预测技术的现状及存在的问题，阐述了下一步技术研究的重点。     

地层孔隙压力的精确预测及其应用

在钻井设计中 ,国内外多数教科书遵循的地层孔隙压力预测准则是依据某一裸眼段的最高孔隙压力设计该井段的钻井液密度。作者提出了地层孔隙压力精确预测的新准则 ,并成功运用于大港油田板深 7井。关于新准则及其相关技术 ,作者已发表过论文 ,出版过专著 ,并申请了国家专利。本文主要是关于这项技术的理论上的探讨。通过严格的数学证明 ,指出从出现井喷迹象到发生井喷 ,其所需时间比人们原来想象的要长 ;并认为 ,随着目前钻井中各种先进的井控及录井监控装置的引入 ,可以运用新的数学方法 ,忽略所占比例不大的少数高孔隙压力井段 ,来进行地层孔隙压力预测。这样预测的结果 ,可大大降低钻井设计中钻井液的密度 ,不仅可以加快钻井速度 ,降低钻井成本 ,而且可以有效地解决钻井过程中的油气层保护问题。文中导出了一套新的钻井过程井涌微分方程 ,给出了相关的函数曲线图 ,并且利用概率论的方法 ,给出了在现场应用的有关数据 ,为在更大范围内应用这一方法提供了方便条件。     

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。     

塔里木盆地碳酸盐岩缝洞系统的地震响应特征及预测

塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩缝洞系统主要是由多期多旋回溶蚀、成岩和构造破裂作用形成的有成因联系的有效缝、洞及其所连通的孔、洞、缝构成的网络状储集体;缝洞系统的发育程度和规模是奥陶系碳酸盐岩油气成藏和稳产、高产关键。目前的地震技术方法难以检测和识别单个较小的孔洞缝,但由诸多孔洞缝组成的一定规模的缝洞系统是可以有效检测和预测,且地震波的动力学参数对识别和检测缝洞系统较运动学属性参数更为敏感可靠。缝洞系统的检测可以利用相干体分析、振幅属性、多尺度裂缝检测、频率差异分析和波阻抗反演等技术进行优化组合,但不同地区、不同成因、不同规模的缝洞系统需利用不同的方法技术组合去表征。     

碳酸盐岩溶蚀规律与孔隙演化实验研究

通过流体在岩石内部孔隙中运移与反应的实验方式,开展0.2%乙酸与4种类型碳酸盐岩的溶蚀实验,对溶蚀作用的控制因素及溶蚀效应进行研究。结果显示碳酸盐岩溶蚀量与温度呈反比、与压力成正比,且温度效应大于压力效应,因此浅埋藏低温环境是碳酸盐岩规模溶孔形成的有利条件。定量对比溶蚀前后孔隙体积和渗透率的变化,以及岩石内部孔隙演化,指出孔隙结构明显控制碳酸盐岩溶蚀效应和溶孔演化。孔隙型白云岩的孔隙分布具均质性,经历溶蚀后,孔隙体积和渗透率相应增加,且增加的是基质孔隙,储集空间类型保持为孔隙型;孔隙型灰岩由于初始孔隙和组构非均质性强,溶蚀导致孔隙体积和渗透率增加均较显著,但增加的是裂缝型孔隙,储集空间类型演化为缝洞型;溶蚀对裂缝-孔隙型白云岩和裂缝型灰岩的渗透率改善显著,渗透率增加2~3个数量级,且主要增加沿溶缝发育的孔(洞),储集空间类型演化为缝洞型。     

碳酸盐岩超压岩石物理模拟实验及超压预测理论模型

碳酸盐岩地层超压预测目前仍然是超压研究的难点问题，常用的碎屑岩地层超压预测方法是建立在Terzaghi有效应力理论基础上的、经验性的、且需要有明确响应超压的测井和地震参数（主要是纵波速度）。这些经验性的方法不适用于岩性致密且物性极不均一的碳酸盐岩地层的超压预测。通过碳酸盐岩样品超压岩石物理模拟实验剖析岩石弹性性质与孔隙流体压力和有效应力的关系，基于含流体岩石多孔介质弹性理论和广义胡克定律，从分析碳酸盐岩地层应力-应变-孔隙压力本构关系着手，建立表征孔隙压力与岩石弹性参数定量关系的超压预测理论模型（超压预测量化模型）。利用实测碳酸盐岩样品矿物组分含量并结合Voigt-Reuss-Hill模型计算岩石基质弹性模量，利用Wood模型和Patchy模型计算孔隙流体弹性模量，然后再利用碳酸盐岩样品岩石物理模拟实验得到的实际有效应力与岩石骨架弹性模量相关关系，根据Biot有效应力定律，计算得到岩石样品的等效骨架弹性模量。利用上述获得的碳酸盐岩样品各弹性参数，通过超压预测量化模型计算碳酸盐岩超压，并与碳酸盐岩样品岩石物理模拟实验加载的孔隙流体压力进行对比，验证了超压预测量化模型的合理性，提出了基于实测资料的模型校正方法。该超压预测理论模型所需的岩石弹性参数也可通过研究测井和地震资料计算获得，并可利用地震资料实现碳酸盐岩地层的超压钻前预测。     

不同孔隙结构碳酸盐岩对声波时频特性的影响

为研究不同孔隙结构对声波时频特性的影响,将不同孔隙结构的碳酸盐岩岩心切割成边长60 mm的立方体,利用自主研发的多频超声波测试仪测量岩心轴向纵波首波传播时间,同时利用Ultrascope软件采集接收端探头声波波形,对不同孔隙结构碳酸盐岩中传播纵波的波速、时域波形及频谱特征进行研究。结果表明:声波时域及频域波形特征主要与岩心孔洞尺寸及胶结情况有关,而与孔隙度的大小无关;随着孔洞尺寸的增大,碳酸盐岩对声波中高频谐波过滤作用逐渐增强;垂直裂缝传播的声波时域波形含有大量尾随信号,频域波形中高频信号强度显著变弱且谱峰数量多,振荡强烈;平行裂缝传播的声波时频特征与垂直裂缝传播明显不同。碳酸盐岩声波时频特征研究,拓宽了声波预测岩心信息的方法,对该类储层特征预测及评价具有重要的意义。     

碳酸盐岩盖层突破压力的影响因素分析

除传统的膏盐岩和泥页岩外,较多研究证实碳酸盐岩也可作为油气封盖层。突破压力是盖层封闭能力评价的特征参数,通过对塔里木盆地不同岩性类型、不同样品长度的碳酸盐岩在不同温度下进行突破压力测定实验,分析岩石特征、温度、样品长度对实验结果的影响。岩性、渗透率及裂缝发育情况对结果影响明显;相同温度下,样品长度跟突破压力结果没有较好的相关性;不同温度下,大部分样品随温度的升高突破压力逐渐降低。因此在盖层评价中地温对盖层的封闭能力有着不可忽视的作用,是盖层封闭能力评价需要考虑的关键因素,高地温情况下泥质含量高的碳酸盐岩具有更好的封闭能力。     

速度谱法孔隙流体压力预测技术在塔河油田的应用

分析了地层压力异常形成的原因,介绍了测井曲线预测地层压力的等效深度法和Fillippone速度谱预测地层压力的原理。给出了两种预测结果与MDT测试压力的对比数据。测井声波时差曲线预测地层压力在塔河油田托浦台工区的应用表明,该区地层压力系数范围在1.0~1.2,属于正常压力系统;速度谱预测地层压力与MDT测试压力的最大误差为5%,而等效深度法预测误差最大达15%左右,速度谱法比等效深度法预测地层压力具有更高的精度和可靠性。研究认为,利用地震处理速度谱法进行钻前压力预测,可以预测大套地层压力的变化趋势,可以用来指导钻井泥浆密度的设计,为提高钻井效率和安全钻井提供技术支持。