基于随钻测井资料的地层压力监测系统

提出了一种基于随钻测井资料的地层压力监测方法,能在钻井过程中利用随钻测井资料实时监测地层孔隙压力。首先,以WITS数据格式和TCP传输方式为基础开发了随钻测井数据实时采集程序,实现了随钻测井数据的实时采集;其次,根据邻近地区的已钻井资料建立初始压力监测模型,然后利用实时采集的随钻测井数据对目标井进行压力监测;最后,利用钻井过程中获取的地层压力信息(实测压力、钻井液密度等)对初始模型和压力计算结果进行校正,进而获取较为准确的地层压力监测结果。在理论研究的基础上开发了一套随钻地层压力监测系统软件,介绍了其主要功能模块。该监测系统在南海莺琼盆地进行现场应用,结果表明,系统能够准确监测地层压力,运行稳定、操作方便、监测精度较高,可以满足工程需要。     

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。     

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。     

地层声波时差的Faust改进算法及应用

随钻声波时差测井数据为随钻地层孔隙压力监测计算的常用数据,但在钻井现场地层孔隙压力监测过程中,经常会因为工程原因导致随钻声波时差数据不可测得或地层原因中途缺失,常利用Faust公式对声波时差进行拟合,实践表明拟合声波时差与实测声波时差相对误差在5%以上。因此,文章将传统Faust公式进行改进,移除传统Faust公式中的垂深参数,并更改公式形式。经海上钻井实践得出：使用改进公式拟合计算的声波时差数据与实测声波数据相对误差能控制在5%以内,进而利用拟合声波时差计算的地层压力符合率在96%以上,可满足现场作业需求,且该式可同时用于随钻工具测井数据和电缆工具测井数据中。     

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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。     

随钻压力测量系统的研制与现场试验

井底环空压力与地层压力的平衡关系是影响钻井作业安全的重要因素。由于井下工况复杂多变,而目前通过水力模型理论计算所得的井底压力与实际压力值存在较大的误差。文中介绍了一种可以测量近钻头处钻压、扭矩、环空压力、环空温度及钻柱内压力等参数并将测量数据实时传输至地面的随钻压力测量系统（PWD）。依靠PWD的实时测量数据,可以实时修正井筒水力模型,解释井底工况,预测钻井事故。现场试验证明,该测量系统测量参数准确、工作稳定可靠。通过与存储式PWD测量数值对比,该测量系统有较高的测量精度,具有实时传输测量数据功能,可为钻井作业提供有力的技术支持。     

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。     

地层压力随钻预测技术在高温高压井的应用

莺- 琼盆地高温高压井压力台阶多、压力体系复杂,仅靠钻前地震资料预测难以满足现场作业要求。地层压力随钻预测技术是利用综合录井的压力随钻监测结果,实时修正钻前地层压力预测模型和结果,从而提高地层压力预测精度。本文结合高温高压Y1 井的实例,应用国际先进的EquiPoise 系统进行现场地层压力随钻监测,根据地层压力监测的实际结果来修正地层压力预测模型,进而对下部未钻地层的地层压力进行再预测。钻后实测压力验证表明,该方法的地层孔隙压力预测精度达到94%,说明利用地层压力随钻监测结果实时修正地层压力预测模型,可以实现提高地层压力预测精度目的,为高温高压井钻井参数设计、钻井方案调整和安全控制提供技术保证。     

基于随钻测井的地质导向解释系统研究与应用

通过理论分析和方法研究,实现了地层岩性定性判别和流体性质识别;随钻测井资料预处理和标准化后,可以利用两条随钻测井曲线实时识别地层岩性;经过垂深校正,可以直接与直井测井曲线进行对比分析,并采用直井参数解释方法对所钻遇地层进行随钻地层参数解释,通过邻井对比再结合地质、钻井等资料进行随钻地层评价;提出了从测井曲线中提取小层对比信息和极值方差聚类自动分层方法,实现了所钻地层的层位和岩性对比;研发了水平井地质导向测量参数随钻解释系统。实践表明,水平井地质导向测量参数随钻解释系统能够较好地指导油气藏评价和水平井地质导向钻井施工,随钻解释成果与电缆测井解释成果相比具有很高的可比性。实施地质导向钻井技术的前提是将随钻测井数据与储层地质特征进行实时对比和评价,从而有效控制井眼轨迹的走向。建立实时解释平台是实现地质导向钻井的基础工作,而研发基于地质导向钻井的测量参数随钻解释系统可以为地质导向钻井井眼轨迹控制提供决策依据。     

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随钻测井曲线在地质导向钻井和实时地层评价中有着重要的用途。考虑到实际钻井中常测有一条随钻伽马曲线而未测随钻电阻率和孔隙度曲线这种情况，章介绍了一种实时构造随钻测井曲线并用于水平井钻井的地质导向新方法。该法根据邻井(直眼井或水平井)的测井和录井资料，借助于回归分析法和BP神经网络法，可模拟生成随钻电阻率和孔隙度曲线，利用该模拟曲线可提高地质导向钻井的能力。将该法应用于新疆莫北油田3口水平井的实时钻井中，取得了明显的随钻跟踪地质目标效果。     

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。     

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。     

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.     

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。      

Control of hydrocarbon accumulation by Lower Paleozoic cap rocks in the Tazhong Low Rise, Central Uplift, Tarim Basin, West China

Despite the absence of regional cap rocks in the Lower Paleozoic for the entire Tazhong Low Rise,several sets of effective local cap rocks are well preserved on the Northern Slope.Of these the best is the Ordovician mudstone of the Sangtamu Formation; the second is the Silurian Red Mudstone Member of the Tatairtag Formation and the marl of the Ordovician Lianglitag Formation; and the third is the gray mudstone of the Silurian Kepingtag Formation.The dense limestone of the Ordovician Yingshan Formation and the gypsum of the Middle Cambrian have shown initial sealing capacity.These effective cap rocks are closely related to the distribution of Lower Palaeozoic hydrocarbons in the Tazhong Low Rise.With well-preserved Sangtamu Formation mudstone and its location close to migration pathways,rich Lower Paleozoic hydrocarbon accumulation can be found on the Northem Slope.Vertically,most of the reserves are distributed below the Sangtamu Formation mudstone; areally,hydrocarbons are mainly found in the areas with well-developed Sangtamu Formation mudstone and Lianglitag Formation marl.Burial history and hydrocarbon charging history show that the evolution of Lower Palaeozoic cap rocks controlled the accumulation of hydrocarbon in the Tazhong Low Rise.Take the Red Mudstone Member of the Tatairtag Formation and Sangtamu Formation mudstone for examples：1） In the hydrocarbon charging time of the Late Caledonian-Early Hercynian,with top surfaces at burial depths of over 1,100 m,the cap rocks were able to seal oil and gas; 2） During the intense uplifting of the Devonian,the cap rocks with top surfaces at burial depths of 200-800 m and 500-1,100 m respectively were denuded in local areas,thus hydrocarbons trapped in earlier time were degraded to widespread bitumen; 3） In the hydrocarbon charging time of the Late Hercynian and Himalayan,the top surfaces of the cap rocks were at burial depths of over 2,000 m without intense uplifting and denudation thereafter,so trapped hydrocarbons were preserved.Based on cap rocks,the Ordovician Penglaiba Formation and Lower Cambrian dolomite could be potential targets for exploration on the Tazhong Northern Slope,and combined with hydrocarbon migration,less risk would be involved.     

Study of real-time LWD data visual interpretation and geo-steering technology

LWD（logging while drilling） data has been used to explore complex subtle reservoirs by realtime visual interpretation and geo-steering.The method comprises of computer communication,well log data processing,formation recognition,reservoir modeling and model updating in real time.We studied the key technologies related to real-time LWD data visual interpretation and geo-steering and developed computer software with Chinese intellectual property rights covering the following important aspects： 1） real-time computer communication of well site LWD data;2） visualization of geological model and borehole information;3） real-time interpretation of LWD data;4） real-time geological model updating and geo-steering technology.We use field application examples to demonstrate the feasibility and validity of the proposed technologies.