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.     

川东地区碳酸盐岩地层压力检测方法研究

川东地区碳酸盐岩地层中,欠压实作用是原始地层异常高压形成的主要原因,由于后期地质构造运动造成地层压力系统多样性和复杂性,现今地层压力是经过若干次后期地质构造运动的结果,因此在检测地层压力的方法应有针对性的特点。研究表明,孔隙型地层压力系统用改进后的dc指数法或sigma法可以满足平衡压力钻井的要求,简便实用。     

考虑温度时碳酸盐岩地层破裂压力的确定

地层破裂压力（梯度）是确定地层压力检测的一个重要组成部分，对钻井、完井和压裂等施工都相当重要。塔河油田碳酸盐岩油藏为岩溶-缝洞型的特殊性油藏，储层非均质性较强，储渗空间形态各异，大小悬殊，分布不均，油气储集空间多为裂缝-孔洞型，压裂作业时，储层易受伤害。对于碳酸盐岩储层，裂缝越发育，地层破裂压力越低。在前人研究成果的基础上，综合分析了上覆岩层压力、孔隙压力、井壁应力集中、构造应力、岩石抗拉强度和温度对碳酸盐岩地层破裂压力的影响，得到了新型破裂压力模式。分析结果表明，温度对地层破裂压力的影响不容忽略。     

冀中探区随钻地层压力检测技术方法探讨

异常压力地层在华北探区有广泛分布,其复杂性和对钻井工程的危害性严重制约着钻井速度,威胁着钻井安全;传统的地层压力检测方法难以适应快速多变的钻井工艺和复杂工况,检测效果越来越差。为了解决上述难题,通过开展适用于现代钻井技术的随钻地层压力检测方法研究,总结出了“以地质研究为基础、以区域地球物理参数预测为先导、以欠压实地层检测为手段、以综合分析各相关参数变化趋势为依据”的随钻地层压力检测方法,简称“四步法”,并用大量的现场应用实例验证了此方法的有效性,在冀中探区的地层压力检测工作中收到了较好效果。     

纵波速度在碳酸盐岩地层压力评价中的方法探讨

准确解释地层压力是钻井工程的基础。碳酸盐岩纵波速度变化不明显,在异常高压地层仅存小幅波动。基于Biot理论,建立了由岩石骨架和孔隙流体两部分组成的纵波速度方程。研究表明,纵波速度的小幅波动由地层压力变化引起,可用孔隙流体对纵波速度的贡献部分表征。利用小波变换方法对纵波速度进行分解,提取高频系数及孔隙流体对纵波速度的贡献部分,识别异常高压地层和建立地层压力评价模型。利用该方法对川东北地区碳酸盐岩地层压力进行了评价,并与实测值进行对比,证实该方法是可行的。     

川东北碳酸盐岩地层异常压力随钻监测方法

川东北碳酸盐岩地层具有高压和高含硫化氢的特点,严重威胁到钻井安全。针对其地层异常压力随钻监测困难的问题,从实测地层压力的纵向分布特点出发,深入揭示了异常压力的成因机制与录井参数响应特征;在对异常压力随钻监测理论与方法进行厘定的基础上,分别建立起孔隙型碳酸盐岩地层和裂缝型碳酸盐岩地层的异常压力随钻监测模型。这两个模型综合考虑了不同储集空间类型与增压机制、降压机制之间的关系,高压气层、高压水层的不同响应,以及自源成因与它源成因的影响,因而更加科学、合理,并在实际应用中取得了较好的效果。     

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。     

一种估算碳酸盐岩地层自然破裂压力的新方法

准确预测地层自然破裂压力是防止井壁失稳、实现科学钻井的必要条件。本文针对碳酸盐岩地层破裂压力预测相对较难这一问题,提出了一种利用视上覆岩层压力来估算地层自然破裂压力的新方法,重点讨论了在碳酸盐岩剖面中如何构建视上覆岩层压力模型,以及利用漏失测试资料和密度测井曲线确定模型参数的问题。利用所构建的地层自然破裂压力方程对川东6口井的飞仙关组碳酸盐岩剖面裂缝-孔隙型储层的地层自然破裂压力进行了预测,结果表明该法对碳酸盐岩地层自然破裂压力预测精度较高,效果良好,具有一定的实用性。     

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。     

Estimating Formation Pore Pressure in Tectonic Compression Zones

Abstract

Accurate knowledge of formation pore pressure is a key requirement for safe and cost-effective drilling in overpressured formations. Tectonic compression is an important type of overpressure mechanism, in addition to undercompaction and fluid expansion. However, there is not a valid approach for overpressure estimation in tectonic compression zones. Actually, two lateral stresses are too large to be ignored in tectonic environments. As a consequence, the conventional overpressure estimation methods are not accurate enough for tectonic compression mechanism. This article presents a new approach called the root mean square (RMS) principal stress method that modifies the estimation of pore pressure for tectonic compression zones. The RMS method better considers the characteristics of a 3D stress state. It has been tested in the Kuqa thrust belt of Tarim oil field where significant tectonic compression commonly exists. Pore pressure estimation of this region shows that the RMS method provides more precise pore pressure estimates than conventional methods.     

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。     

基于测井资料的地层孔隙压力预测方法研究

准确预测地层孔隙压力不但为钻井参数和井身结构设计提供了重要的压力技术数据,并且对保护油气层、提高钻井成功率具有重要意义。对异常孔隙压力的产生机制进行了总结和探讨,并对目前存在的基于测井资料的孔隙压力预测方法进行了系统全面的叙述和评价,认为单纯利用声波测井数据进行预测而不分析异常压力的地区性将不能获得很好的预测结果,并探讨了建立多重高压机制孔隙压力预测模型的可行性,以期为地层孔隙压力预测方法的进一步研究提供建议。     

利用声速检测欠压实泥岩异常高压的简易方法与应用

提出了一种利用声波速度检测欠压实泥岩地层异常高压的简易方法。利用泥岩地层的声波传播速度与垂直有效应力间良好的相关关系 ,建立速度模型 ,由速度模型求取垂直有效应力 ,进而利用有效应力定量求取地层孔隙压力。该方法能更好地反映沉积物的压实规律 ,能在较宽的垂直有效应力范围内合理地描述声波速度与垂直有效应力的关系 ,且不需要建立正常压实趋势线。不同地区的应用结果表明 ,该方法有较好的适应性和较高的检测精度 ,尤其对于新生代沉积地层更是如此。     

基于灰色理论的地层孔隙压力随钻预测

准确预测地层孔隙压力是进行钻井液密度选择和合理井身结构设计的基础,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群。该方法是根据上部已钻井段的随钻监测结果,对钻头下部未钻开地层的孔隙压力进行随钻预测。通过塔里木油田塔中722井的应用表明,改进新信息灰色模型预测结果较好,吻合度较高,能够满足现场施工的安全和技术要求,是一种值得推广的地层孔隙压力随钻预测方法。     

密井网条件下地层孔隙压力及孔隙流体渗流速度的计算与控制技术

针对密井网条件下影响固井质量的主要地质因素,笔者应用多井作用于地层任一点的压力势差为各相关井单独作用于这一点的势差总和原理和地层任一点孔隙流体渗流速度为多井共同作用的流体渗流速度矢量迭加理论,给出了地层孔隙压力和地层孔隙流体渗流速度的计算方法,并分别建立了相应的控制技术。应用该计算方法和控制技术对大庆油田待钻修井地层孔隙压力和孔隙流体渗流速度进行了计算。结果表明,该方法具有较高的计算精度,计算结果与实际基本相符。     

压力系数的上限值研究

压力系数大于 1.2 的异常高压只出现在水平地应力大于上覆压力的地层（即挤压构造）中,而且地层岩石必须胶结良好、坚硬,其围岩的密封性能必须良好,同时,地层的水平应力、岩石的胶结程度和围岩的密封性等条件越好,所形成的异常高压越高,压力系数的上限值在 4.0 左右,突破 4.0 的可能性非常小。     

地层压力保持水平对低渗透油藏渗透率的影响

低渗透油藏岩性致密、渗流阻力大、压力传导能力差,地层压力下降会对渗透率造成部分不可逆伤害而影响油井产能。通过室内流动试验模拟地层压力的升降过程,基于原始地层压力下的油藏渗透率,研究了不同地层压力保持水平下渗透率的保留程度;借助压汞、核磁共振、岩石力学等试验手段,对地层压力升降过程中渗透率的变化机理进行了分析。认识到地层压力下降对渗透率的伤害程度取决于岩石的初始渗透率、地层压力初次回升时机和地层压力升降次数等三个主要因素;明确了岩石的弹塑性变形是导致孔喉平均半径减小、渗透率下降的根本原因,其中塑性变形是造成渗透率不能完全恢复的主因;提出了岩石初始渗透率越低,越应及早注水保持地层压力开采的观点。      

基于地震属性分析的地层孔隙压力钻前预测模型

钻前准确预测地层孔隙压力是进行井壁稳定状态分析的基础。基于地震和测井信息间的密切联系,提出了利用地震属性预测孔隙压力的新方法。通过神经网络建立已钻井段的井旁地震属性和声波时差测井数据之间的非线性关系模型,以此模型为基础预测未钻地层的声波速度。利用预测结果结合岩石力学模型得到垂直有效应力,最后根据有效应力原理计算地层孔隙压力。该方法有效克服了传统的地震层速度预测模型的不足之处,在油田的实际应用中取得了良好的效果,尤其适用于在勘探新区进行孔隙压力预测。