随钻地层孔隙压力预测技术初探

随钻地层孔隙压力预测技术,是在钻进过程中利用随钻地层孔隙压力监测结果,对钻前的地震预测模型和结果进行修正,并根据新修正的模型,对钻头下部未钻开地层的孔隙压力进行再预测,以此来提高地层孔隙压力的预测精度。在塔西南琼002井进行了现场试验。首先收集了该开区的地震层速度资料,并进行地层压力预测处理。施工过程中,利用dc指数法和岩石强度法进行地层压力随钻监测。钻至3500m时,根据监测结呆对地震预测模型进行反演修正,根据修正结果进行了再一次修正。经钻后证实,新预测的结果平均误差为12%,比原预测结果平均误差30%减少了18个百分点,致使琼002井钻井作业顺利,并提前完钻。     

用岩石强度法随钻监测预测地层压力

在钻进过程中,利用岩石强度法随钻监测预测地层压力;根据监测数据对探井钻前的地震勘探预测结果和计算模型进行修正,再根据修正后的模型,对钻头下部未钻开地层的孔隙压力进行再预测,以此来提高地层压力的预测精度,为安全、优质地完成钻井作业提供技术保证。这项技术已应用于中国南海莺歌海盆地。结果表明,它能够大大提高地层压力的监测和预测精度,可及时准确地预报井下异常高压层,为现场钻井施工提供可靠的技术依据。     

用岩石强度法随钻监测预测地层压力

在钻进过程中,利用岩石强度法随钻监测预测地层压力;根据监测数据对探井钻前的地震勘探预测结果和计算模型进行修正,再根据修正后的模型,对钻头下部未钻开地层的孔隙压力进行再预测,以此来提高地层压力的预测精度,为安全、优质地完成钻井作业提供技术保证。这项技术已应用于中国南海莺歌海盆地。结果表明,它能够大大提高地层压力的监测和预测精度,可及时准确地预报井下异常高压层,为现场钻井施工提供可靠的技术依据。     

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。     

地层压力的多井对比综合预测技术

引起地层压力异常的成因机理众多,单一预测方法不足以表现原始地层压力的真实情况.基于聚类分析理论,提出一种以邻井资料为基础的多井对比随钻修正的综合压力技术.将钻井过程分3个预测阶段,即钻前全井优选,随钻分段优选预测、实测修正,钻后完善.该技术合理地利用了邻井信息,提高了地层压力预测的精度,有效地避免单一预测方法的局限性.现场试验结果显示,地层压力的多井对比综合预测软件具有预测准确、使用方便等优点,可有效避免由于压力预测不利造成的井下事故.     

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在石油钻探过程中,地层压力预测对钻井液密度的选择和合理井身结构设计起着非常重要的作用，也是钻井安全技术中的一个重要问题。传统的地层压力预测是通过对钻前的地震资料进行处理而获得预测结果，而在钻井过程中，则是利用随钻录井数据来监视正钻地层的地层压力变化。由于钻前地震预测的地层压力精度一般较低，因此，预测钻头下部未钻开地层的孔隙压力，只靠钻前的地震预测，其精度不能满足钻井施工的需要。文章基于灰色理论，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。应用大量的随钻录井数据对上述模型进行了验证，并成功应用于某油田几口探井。应用结果表明：该模型是合理的，其预测精度较高，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。     

基于贝叶斯理论的含可信度孔隙压力随钻修正方法

地层压力预测与监测一直是油气钻井的一项重要任务,准确预测地层压力是保证钻井从设计到施工顺利安全进行的重要前提。地层压力钻前预测法是通过地震资料来预测地层压力,但是预测结果精度不高,孔隙压力预测结果与井底实际压力之间存在较大误差。为了根据随钻测量数据动态更新孔隙压力预测结果,不断降低其不确定度,提出了基于Bayes理论的含可信度孔隙压力随钻修正方法。孔隙压力后验概率信息综合了钻前孔隙压力预测信息以及随钻孔隙压力观测信息,在钻前预测的基础上利用随钻资料进行修正与更新,最大限度地保证了钻进过程中钻头位置局部孔隙压力预测准确度。该研究可以为钻井作业过程中动态风险评估提供实时且更为准确的孔隙压力,辅助钻井作业人员快速、准确地进行施工方案的决策,减少由于压力信息不准确带来的钻井风险。     

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。      

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。     

PreVue录井技术在高温高压地层钻井中的应用与效果——以中国南海莺-琼盆地为例

莺-琼盆地是一个高温高压盆地,钻探过程中一直面临异常压力界面识别难度大、压力窗口窄等作业风险。为了确保高温高压井的钻探成功,引入法国地质服务公司地层压力评价技术PreVue,对高温高压井进行随钻地层压力监测。该技术基于dc指数法结合伊顿公式进行实时监测,同时利用随钻工程参数和井况信息对地层压力综合评价。现场应用表明,该技术能够准确地监测地层压力变化,具有较好的实用性和实效性。     

南海高温高压勘探钻井技术现状及展望

南海北部莺- 琼盆地高温高压区域具有巨大的天然气资源勘探潜力。但该区域具有温度高、压力高、压力台阶多、安全密度窗口窄等地质特性,对高温高压钻井工程设计和作业提出了巨大的挑战。经过三十余年的技术攻关和在该海域超过50 口高温高压井的作业实践,形成了适用于南海高温高压天然气勘探的钻井关键技术体系,包括多机制地层超压预测、抗高温钻井液、压稳防窜固井、窄压力窗口安全钻井、高温高压一体化钻井与提速等关键技术,克服了南海复杂高温高压环境下的勘探钻井技术难题,实现了南海高温高压勘探钻井作业的安全和高效。这一套较为成熟完善的海上高温高压探井安全高效钻井技术体系和管理模式,为石油工业海上高温高压钻探提供了借鉴。     

琼东南盆地深水区探井随钻压力监测技术与应用

南海西部琼东南盆地深水区蕴藏着丰富的天然气资源,但钻进中面临着高温超压、水深、钻井液密度窗口窄等高风险难题,为降低探井施工作业风险,开展了随钻监测压力技术试验。在钻井过程中,以先进的随钻测量技术、数据传输技术作为支撑.将随钻测量的地球物理信息转换为井下地层3个压力数据,用于及时修正钻前压力预测模型,评估井眼稳定状况,调整钻井液密度;完井后,使用地层漏失试验、测压取样等资料再对地层压力进行计算,以便更新、完善钻前模型,为后续工作做好准备。该技术在深水区探井的实际应用表明,地层压力监测精度超过95%,同时,应用已完钻井的地层压力成果及实际钻井作业中实时监测获取的地层压力剖面,优化了后续滚动探井的井身构造,成功地减少了一层套管,极大地节约了钻井成本。目前该技术已在该盆地深水探井作业中被广泛采用.并取得了良好的经济效益。     

用地震层速度预测井底下部地层声波时差

由于地震数据的分辨率一般较低,对于复杂地质条件下初探井仅靠钻前的地震预测结果,其精度不能满足钻井施工的需要.利用钻前的地震层速度资料,结合某井上部井段的测井资料提取地震特征参数进行特征压缩,建立起层速度与声波时差之间的关系模型,利用该模型来对钻头下部地层的声波时差进行预测,进一步提高钻头下部地层的地层孔隙压力预测精度.应用结果表明,该方法地层孔隙压力随钻预测的精度高,为高温高压地质条件下地层压力预测提供了一种有效的方法.     

深水高温高压气田窄压力窗口地层钻井安全概率区间

为了在钻前阶段对待钻井的风险概率进行定量评估,以南海西部莺琼盆地某高温高压气田古近系黄流组实测地层孔隙压力和破裂压力为样本,基于Mode-C模型建立地层孔隙压力、破裂压力当量密度的概率密度函数,进而确定不同方位、井斜角的定向井在窄窗口地层的钻井安全概率。研究结果表明：①该气田黄流组储层段地层孔隙压力、破裂压力当量密度频率分布形态均为左偏态,地层孔隙压力当量密度低于2.28 g/cm3的概率约为85%,破裂压力当量密度低于2.30 g/cm3的概率约为15%;②对于直井而言,采用常规钻井手段维持井底压力当量密度为2.25～2.35 g/cm3、波动幅度为0.1 g/cm3,有60%的概率能够实现安全钻井,若采用控压钻井技术将波动幅度控制在0.02 g/cm3以内,则有85%的概率能够实现安全钻井;③对于井斜角为45°的开发井,维持井底压力当量密度为2.23～2.33 g/cm3、波动幅度为0.1 g/cm3,则有45%的概率能够实现安全钻井,若采用控压钻井技术将波动幅度控制在0.02 g/cm3以内,则有75%的概率能实现安全钻井;④对于井斜角为90°的水平井,维持井底压力当量密度为2.18～2.28 g/cm3、波动幅度为0.1 g/cm3,则有30%的概率能够实现安全钻井,若采用控压钻井技术将波动幅度控制在0.02 g/cm3以内,则有55%的概率能够实现安全钻井;⑤所提出的方法仅适用于区域上的整体预测,并不适用于具体待钻单井的风险预测;⑥对具体单井而言,需要根据钻前地震、地质资料、邻井的钻井/测井/录井资料、目标井随钻测井/录井数据,采用中途VSP地层层速度反演技术及随钻前视技术,动态预测下部关键层深度和压力窗口,实时优化井身结构,调整套管下入深度,以实现钻井安全概率的大幅度提升。     

渤海渤中区域深井井身结构优化

深井钻井需要考虑对不同压力层系和复杂地层封隔,井身结构是确保钻井作业优快钻达目的层的重要影响因素。以渤中区块深井为例分析了井身结构优化设计过程,通过渤中区域深层地质分析和随钻测井实时数据,基于多源数据融合技术对钻前压力预测模型不断实时更新,得到较为精确的钻前孔隙压力,再根据地质特点、井控、三压力剖面等因素对井身结构进行优化设计,通过减少技术套管的层数、优化套管下深,将原六开井身结构优化为五开,形成一套适合该区域的井身结构。该技术可以在保证钻井安全的前提下,有效地规避作业中可能出现的复杂事故,以达到缩短钻井周期和提高机械钻速的目的,也可以为后续海上深层钻井作业井身结构设计提供参考。     

南海西部高温高压探井随钻扩眼技术

南海西部海域莺- 琼盆地地温梯度大、压力系数高,在高温高压井段作业时往往需要维持较高的钻井液密度,导致安全密度窗口窄,钻井过程中易发生漏、喷同存的复杂情况。为提高高温高压井的钻井安全和效率,采用随钻扩眼技术,增加套管层次,进而为钻井作业提供良好安全窗口。以莺- 琼盆地某高温高压井钻井难点入手,分析了针对目标区域钻井难点的相应对策,并从扩眼技术适应性、扩眼工具选型、扩眼工具与领眼钻头尺寸优选、扩眼钻具振动分析、水力分析、现场技术关键等方面对随钻扩眼工艺进行分析,形成了相应的随钻扩眼工艺技术。     

随钻地震技术在莺歌海盆地高温高压地层钻井中的应用

南海莺歌海盆地高温高压地层的钻井安全风险较高,为降低钻井风险,需要准确预测高压地层的压力和深度。为此,在预探井DF-X1井钻井过程中研究应用了随钻地震技术,利用随钻地震数据获得时深关系和地层层速度,实时更新钻头在地震剖面中的位置,确定钻头前方高压储层的深度和地层压力系数。在DF-X1井实钻过程中,应用随钻地震技术准确预测了高压储层A1砂体的地层孔隙压力系数、破裂压力系数和深度,高压储层A1砂体的预测深度与实钻深度相差仅6.00 m,确保了?244.5 mm套管成功下到高压储层上部的泥岩中,确保了?212.7?mm 井段的安全压力窗口;A1砂体孔隙压力系数和破裂压力系数的预测精度分别达到3.0%和1.0%,确保了该探井的顺利完钻。研究结果表明,随钻地震技术可以准确预测地层压力和高压储层深度,能有效降低钻井风险,提高作业效率。      

莺琼盆地高温高压窄安全密度窗口钻井关键技术

南海莺琼盆地高温高压井安全密度窗口极窄,部分井甚至无窗口,钻进过程中溢流、井漏、喷漏同层等复杂情况频发,多口井被迫提前完钻甚至报废。为解决窄安全密度窗口引起的钻井问题,经过多年的实践与摸索,通过优化套管下深拓宽安全密度窗口、薄弱地层挤水泥提高地层承压能力、使用小尺寸钻具显著降低循环压耗、优选抗高温弹性堵漏材料对诱导裂缝进行堵漏、使用纳米防漏隔离液及锰矿粉高密度水泥浆应对窄安全密度窗口固井漏失与压稳问题,形成一套针对高温高压窄安全密度窗口的钻井技术及配套工艺,详细探讨了各项技术原理及现场应用效果。南海西部莺琼盆地十几口高温高压探井的应用结果表明,该技术有效应对了井底温度高达212 ℃、地层压力系数超过2.30、窄安全密度窗口仅为0.04等恶劣井况,钻井复杂情况发生率得到显著降低,为类似窄安全密度窗口钻井提供借鉴。