利用测井资料预测地层孔隙压力工作取得初步成果

利用测井资料预测地层孔隙压力,是六十年代发展起来的一项重要技术。它为地质勘探和钻井工程服务,其主要作用是:(1)预测钻探目的层系工业油气层的底界,评价储集层产能,研究油气的运移和聚集;(2)根据预测的孔隙压力数据,安全、经济地设计套管程序;合理选择钻井泥浆比重,防喷防漏,提高钻井效率,减少钻井事故,防止泥浆大量侵入,有利于保护油层,提高测井质量;(3)根据压力剖面采用不同的固井措施,防漏防窜,有利于油田合理开发;(4)估算地层破裂压力梯度和岩石应力强度,改善油气井钻探和强化措施。     

渤海油田科学探索井地层压力预测技术

在油气钻探过程中,地层压力预测是一项十分关键的基础工作,特别是对于科学探索井,精确的地层压力预测能够为钻井液密度选择、钻井参数优化和井身结构设计提供科学依据。基于渤海某科学探索井的地震资料,以及周边区块已钻井的地质、地震、钻井、测井、测试等资料分析,得出了科学探索井地层孔隙压力、破裂压力、坍塌压力及漏失压力剖面,建立了合理的钻井液安全密度窗口。现场应用结果表明,该地层压力预测结果具有很高的预测精度,很好地指导了该科学探索井的钻完井施工,取得了良好的应用效果。     

川东北YB地区地层孔隙压力预测研究

地层孔隙压力是钻井工程设计、施工的重要参数,获取准确合理的地层孔隙压力剖面是钻井工程井身结构设计优化和钻井液密度窗口确定的重要参考依据。川东北YB地区油气资源丰富,纵向沉积巨厚海、陆两相沉积体,发育多套含气层系,勘探开发潜力巨大,但是该区地质条件复杂,纵向地层孔隙压力剖面预测困难,严重影响了该区钻井工程设计优化及安全高效钻井。利用测井资料,运用伊顿法地层孔隙压力预测理论,分段建立陆相地层正常压实趋势线及海相地层等压趋势线,开展纵向海陆两相地层孔隙压力剖面综合预测研究,经实钻资料验证,预测结果与实钻符合率较高,能有效指导现场钻井施工。     

地层压力剖面在复杂井钻探中的应用

为保证复杂探井的顺利钻进,更好地保护油气层,在钻前进行地层3项压力(地层孔隙压力、坍塌压力和破裂压力)剖面的预测非常重要.利用邻井测井资料、钻井工程资料对大港油田南大港潜山构造带歧南9X1、歧南9X2等井,在钻前进行了地层3项压力预测.根据该地区进入油气层段前地层坍塌压力较高,而进入油气层后地层坍塌压力下降,同时油层孔隙压力较低的实际情况,采用了一套与传统井身结构设计完全不同的设计方式,虽然增加了一定的套管成本,却保证了钻井施工的顺利进行,有效保护了油气层,与邻井相比,产量大幅度提高.     

利用钻前地震和随钻测井数据供安全有效的钻井

钻井时检验预测的地层压力来决定对钻井计划必要的更改,从而解决钻井中遇到的恶劣和紧急问题,以顺利完钻。地层压力预测是作出对上覆地层压力、孔隙压力和破裂压力之压力梯度大小的计算。这样的计算,对制定好的钻井计划和指导安全有效的钻井作业是绝对必须的。地层压力预测方程采用的数据包括以下部分：地层体积密度地层层速度地层声波传播时间地层测井电阻率地层随钻测井电阻率地层随钻测井声波传播时间地层VSP（垂直地震剖面）速度和地震声波测井数据实际偏移和正钻遇的地层特性试井、并涌和漏失获得的地层孔隙压力和破裂压力。以上…     

调整井地层压力预测方法研究

以调整井地层压力与常规测井曲线的关系以及目前常用的调整井地层压力预测方法为基础;以保证开发井钻井成功率的“滚动开发”基本原理为技术思想,提出了适合于大庆长垣南部各油田调整井钻井的调整井地层孔隙压力动态预测方法。现场应用表明具有良好的应用推广价值。     

塔里木盆地山前复杂带钻井地层压力预测

地层压力的准确预测是钻井井身结构、泥浆性能和钻井参数设计的直接依据,其对优质高效安全钻井,减少井下复杂情况,保护油气层、固井、完井等意义重大。由于地质、地震资料及认识的局限性,难以对塔里木盆地山前探井准确预测钻前地层压力,从而影响钻井工程顺利实施。首先在地震资料钻前压力预测的基础上,及时利用中途测井资料,修正压力预测模型,调整模型参数,然后重新标定过井地震资料,建立地震与测井信息之间的非线性映射关系,预测未钻地层岩石物理信息,进而预测得到地层孔隙压力、坍塌压力、破裂压力等,为下步钻进参数优化调整提供参考依据。     

异常地层压力检测和预测方法

由于实钻的庄1井深部井段检测和预测的地层孔隙压力与实钻钻井液当量密度相差较大,为提高莫西庄地区深部高压层地层孔隙压力的检测和预测精度,利用测井资料检测地层孔隙压力及地震层速度预测地层孔隙压力的新方法对莫西庄庄1井压力系统进行了研究,通过使用地震层速度预测单点计算法、测井资料检测简易法和综合解释法分别建立了庄1井地层孔隙压力剖面,并对其优缺点进行了分析,对结果进行了对比。初步计算结果表明,综合依据地质、地震、钻井、测井、测试等资料进行压力检测和预测的方法是可行的,其中测井资料综合法检测地层孔隙压力精度最高,为该区块井身结构和钻井液密度设计提供了科学依据。     

基于支持向量回归机的地层孔隙压力预测方法

测井资料是确定地层孔隙压力的基础性资料，为此，利用测井资料来研究准噶尔盆地某区块的地层孔隙压力，开展地层孔隙压力区域研究，以充分认识异常地层孔隙压力分布规律。在分析地层孔隙压力预测传统方法局限性的基础上，提出了一种基于有效应力定理和声波速度模型的地层孔隙压力预测方法。由相关测井资料计算泥质含量、孔隙度和声波速度，利用声波速度模型计算垂直有效应力，利用密度测井资料计算上覆岩层压力，最后根据有效应力定理计算地层孔隙压力。声波速度模型由支持向量回归机（SVR）通过对相关测井、测压资料的非线性回归得到。实际应用表明，该方法能够以较高精度预测到异常地层孔隙压力，为钻井工程设计提供依据，提高钻井工艺水平，对钻井过程中防止工程事故发牛，减少地层污染，节省钻井成本有着重要的应用价值。     

异常地层压力检测和预测方法

由于实钻的庄1井深部井段检测和预测的地层孔隙压力与实钻钻井液当量密度相差较大,为提高莫西庄地区深部高压层地层孔隙压力的检测和预测精度,利用测井资料检测地层孔隙压力及地震层速度预测地层孔隙压力的新方法对莫西庄庄1井压力系统进行了研究,通过使用地震层速度预测单点计算法、测井资料检测简易法和综合解释法分别建立了庄1井地层孔隙压力剖面,并对其优缺点进行了分析,对结果进行了对比。初步计算结果表明,综合依据地质、地震、钻井、测井、测试等资料进行压力检测和预测的方法是可行的,其中地层孔隙压力检测简易计算法仅适用于连续沉…     

火山岩地层孔隙压力测井预测方法研究

针对火山岩地层孔隙压力预测相对较难,充分考虑到火山岩剖面的地层特性,在岩石力学参数室内测试分析的基础上提出了利用有效应力法预测地层压力的方法;讨论了模型中利用岩石泊松比室内测试数据刻度测井资料计算的泊松比计算岩石有效应力,进而预测地层孔隙压力.建立的整套方法模型对准噶尔盆地×1井等井的火山岩井段进行了地层压力测井预测处理,给出了合理的地层压力剖面与泥浆密度,计算出不同井深与不同层位的地层压力.基于火山岩岩性复杂,不同岩性的泊松比变化较大,应分岩性建立地层孔隙压力预测模型,对具体模型进行检验修正,以逐步解决火山岩地层孔隙压力预测的难题.与实测地层压力对比表明,该方法从测井信息中提取火山岩地层压力是可靠的,且精度较高、实用性较强,能够用于火山岩地层地层压力剖面的建立和钻井液密度的设计.     

新区块及未钻井深部地层孔隙压力预测方法——以准噶尔盆地南缘高压气井为例

地层孔隙压力预测通常基于声波和电阻率等测井数据来进行计算,并且只能在有已钻井或者目标井邻近存在已钻井的情况下才能进行。而新区块或未钻井深部地层由于资料有限,没有测试地层压力可以参考,给钻井液密度、井身结构的安全合理设计带来了风险。为此,在Eaton法中引入三维地应力和层速度来计算地层孔隙压力,首先由地震层速度计算未钻井地层的声波时差、岩石密度、最大地应力、最小地应力,然后由Gardner经验公式法代入地震层速度计算上覆岩石压力中的岩石密度,进而对目标区块三维精细地应力场进行有限元建模计算,从而得到了目标区块的精细地应力场三维数值解,获得垂直地应力(最大主应力)、最小水平主应力,最后得到了地层孔隙压力。采用上部已钻井地层所获得的测井密度、声波、地层破裂压力、地层压力等资料,对Eaton法得到的关键参数进行了校验。准噶尔盆地南缘X1井按上述方法设计四开钻进至上白垩统连木沁组4 131～5 650 m井段,发现气显示,表明该井段的孔隙压力与钻井液密度接近。结论认为,对于新区块或未钻井深部地层采用基于层速度和三维地应力预测地层孔隙压力的方法是可行的,该方法可以为类似地区的钻井设计提供借鉴和参考。     

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.     

新场构造三压力剖面计算方法

新场构造地层岩石致密、硬度大、可钻性差,机械钻速低,欠平衡钻井能有效地提高机械钻速,由于该地区地层压力高、泥页岩发育稳定性差,有必要开展欠平衡钻井适应性研究,建立地层三压力剖面,优选适合欠平衡钻井地层及确定合理的欠压值,为工程施工优化设计提供科学依据.在分析欠压实理论的基础上,运用伊顿法利用测井资料,结合实测资料建立了新场构造钻遇地层准确的孔隙压力剖面;通过井壁力学理论分析,结合实钻井资料,确定了井眼扩大率为60％是新场构造允许井眼最大垮塌范围,然后计算出井眼扩大60％时地层坍塌压力;根据岩石最大拉应力理论,结合钻井试压和储层水力压裂资料,建立了较准确的地层破裂压力剖面.三压力剖面计算结果表明,新场地区地层破裂压力比孔隙压力和坍塌压力高,差值较大,具有较宽的泥浆窗口;须二以上地层坍塌压力与孔隙压力之差相对较大,适合液体欠平衡钻井,欠压值在0.3 g/cm3左右,须二地层孔隙压力与坍塌压力接近,不适合液体欠平衡钻井;同时须二段地层孔隙压力与上部须三段地层坍塌压力一致,目前以须二段为目的层的常规钻井四开次钻井身结构可以进一步优化,简化井身结构,加快建井周期.     

页岩地层的破裂压力地震预测方法

在油气勘探开发过程中,地层破裂压力的有效预测对于评价井壁稳定性、设计安全钻井方案、压裂施工等方面有着重要作用。探讨了页岩地层的破裂压力地震预测方法:首先针对页岩地层具有强各向异性的特点,基于黄荣樽地层破裂压力预测模型,利用各向异性应力耦合因子,建立了更为全面的页岩各向异性破裂压力预测模型;其次根据岩石强度参数计算模型,利用反演得到的弹性参数和物性参数估算地层的抗压强度和抗张强度;采用基于波阻抗的地层压力预测方法获得地层的孔隙压力和上覆岩层压力;最后基于页岩各向异性破裂压力预测模型实现了页岩地层的破裂压力地震预测。将该方法应用于我国西部某页岩工区实际资料处理,得到了整个工区连续的地层破裂压力预测剖面,为该区面向靶区的钻井和水平井设计及压裂施工提供了可靠的参考依据。     

南海深水L-1井区地层压力预测技术研究及应用

在深水钻井工程中,准确的地层压力剖面是确定安全钻井液密度窗口必不可少的关键数据。结合南海L-1井区地质情况,基于大量现场数据比对研究,得出最优压力预测模型,并利用测井获取的地层参数资料进行综合分析,对位于莺歌海盆地构造中部的L-1井区进行了地层孔隙压力、破裂压力和井壁坍塌压力的计算分析,得出该井区地层压力剖面图,从而预测出安全钻井液密度窗口。与邻井实测点相比,孔隙压力预测误差小于1.74%,破裂压力预测误差小于15.50%,为工程开发提供了理论支撑。     

孔隙压力变化对地应力的影响研究

在开发井的生产过程中,地层孔隙压力降低的同时,地层的破裂压力也在降低,这是由地层孔隙压力的变化导致地应力,特别是两个水平主地应力产生了变化引起的.推导出了两个水平主应力随地层孔隙压力变化的理论公式和地层破裂压力、坍塌压力的预测公式,计算了大港油田马东区块开发前后的两个水平主应力、地层破裂压力、坍塌压力,证明了这些公式的可靠性.     

利用测井资料预报井底以下未钻开地层的孔隙压力与破裂压力

介绍使用已钻开井段的测井数据,预报井底以下未钻开地层孔隙压力和破裂压力的方法.该方法经过12口井,19井次预报,已经DST和Leak off试验证实孔隙压力预报成功率为90.91%;破裂压力成功率为96.15%.此技术不依赖邻井的有无与距离远近,因此除海洋钻井外,还适用于陆上钻井.该方法对安全钻进和降低钻探成本有着不容忽视的作用.     

地层压力预测在SK1井的应用

准确的地层压力预测是实现优质、高效、安全钻井的关键,也是油气层保护的重要环节。SK1井的地层压力预测与实施的地层压力误差小于6%,文中重点介绍利用地震和邻井已钻井资料进行地层压力预测以及运用测井资料进行地层孔隙压力随钻检测的方法。     

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。