汇报或讲课用：地层压力预测技术及地层压力分析软件简介

1、 piei PPP 深 度 地下压力 Pehmin Po Pev Pf Ph Pp Pex 封隔深度封隔深度 水热增压水热增压 机械加载机械加载 上覆压力上覆压力 破裂压力破裂压力 静液压力静液压力 深度或温度深度或温度 地下压力地下压力 图图2-4 2-4 水热增压作用示意图水热增压作用示意图 u泥页岩速度反转意泥页岩速度反转意 味着存在异常高压。味着存在异常高压。 但是异常高压由不平但是异常高压由不平 衡压实衡压实( (原始加载原始加载) )、 流体膨胀等流体膨胀等( (卸载卸载) )还还 是两者兼有造成，仅是两者兼有造成，仅 凭速度剖面是无法判凭速度剖面是无法判 断。断。 u若结合密度剖

2、面可若结合密度剖面可 以定性判断。以定性判断。 ma fma tt tt ( )tf 0 ch tt e () n n pooh o t pppp t 3 n () o pooh V pppp V 1.2 n () o pooh dc pppp dc 1.2 n () o pooh R pppp R 1.2 o () n pooh C pppp C pe tp V-声波速度；P-有效应力； P-上覆压力；P-孔隙压力； a、k、b、d-与地层有关的模型参数 e dP p e poe VakPbe PPP 地层孔隙压力地层孔隙压力 密度测井数据密度测井数据 井径测井数据井径测井数据 求取泥岩声波

3、时差求取泥岩声波时差 补偿声波，井径补偿声波，井径 岩屑录井分层岩屑录井分层 垂直有效应力垂直有效应力上覆岩层压力上覆岩层压力 处理、积分处理、积分 速度模型速度模型 0 1 2 3 4 5 6 7 00.20.40.60.811.2 垂直有效应力( k B a r ) 声波速度( k m / s) 3.0 4.93 1.022.75 e P p e VPe 500 1000 1500 2000 2500 3000 50100150200 时差( u s/ft) 深度( m ) 500 1000 1500 2000 2500 3000 0.611.41.8 2.2 2.6 当量密度( g /

4、c c) 检测压力 泥浆密度 实测压力 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 306090120150 声波时差( u s / ft) 深度( m ) 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 0.611.4 1.8 2.2 2.6 当量密度( g / c c) 泥浆密度 检测压力 实测压力 0123 p et p sh AAAAD VV PP P 、 、 、 、 声速；孔隙度；泥质含量； 垂直有效应力；上覆压力； 孔隙压力； 与地层有关的模型参数。 eop DP eshp PPP ePAVAAAV e 3210 GRGR、SPSP 测试测试 模

5、型参数值模型参数值A A0 0、 A A1 1、 A A2 2、 A A3 3、D D 孔隙度测井或孔隙度测井或 测试数据测试数据 声波时差测声波时差测 井资料井资料 泥质含量泥质含量孔隙度孔隙度 多元非线性回归多元非线性回归 上覆岩层压力与上覆岩层压力与 静液或实测压力静液或实测压力 垂直有效应力垂直有效应力声波速度声波速度 速度模型速度模型 GRGR、SPSP 测井数据测井数据 地层孔隙压力地层孔隙压力P Pp p 上覆岩层压力上覆岩层压力P P0 0 孔隙度测井资料孔隙度测井资料 补偿声波补偿声波 测井数据测井数据 泥质含量泥质含量V Vsh sh孔隙度孔隙度 垂直有效应力垂直有效应力P

6、 Pe e 2.146 4.7111-2.3056 - 0.48571.8753 e P pshe VVPe max= V=5000+A max（ / max ）(1/U) ( (一一) )川东北地区压力剖面建立的难点川东北地区压力剖面建立的难点 1 1、地层岩性复杂、地层岩性复杂 该地区的地层岩性较复杂，三叠系须家河组及以上地层为该地区的地层岩性较复杂，三叠系须家河组及以上地层为 陆相沉积，岩性以砂泥岩为主；三叠系雷口坡组及以下地层为陆相沉积，岩性以砂泥岩为主；三叠系雷口坡组及以下地层为 海相沉积，以灰岩地层为主夹杂泥质灰岩、灰质泥岩、石膏、海相沉积，以灰岩地层为主夹杂泥质灰岩、灰质泥岩、石

7、膏、 白云岩等其它岩性。给利用测井资料研究单一灰岩的压力相应白云岩等其它岩性。给利用测井资料研究单一灰岩的压力相应 带来困难。带来困难。 2 2、井径扩大较严重，声波测井资料影响较大、井径扩大较严重，声波测井资料影响较大 测井资料易受井眼环境的影响，特别是井径扩大的影响。测井资料易受井眼环境的影响，特别是井径扩大的影响。 从收集到的已钻井资料看，井径扩大都较严重，特别是上部的从收集到的已钻井资料看，井径扩大都较严重，特别是上部的 陆相地层，造成声波等测井资料波动很大。给地层压力研究造陆相地层，造成声波等测井资料波动很大。给地层压力研究造 成一定的困难。成一定的困难。 附加：川东北地区碳酸盐地层

8、压力检测附加：川东北地区碳酸盐地层压力检测 附加：川东北地区碳酸盐地层压力检测附加：川东北地区碳酸盐地层压力检测 （二（二) )利用声波时差求取碳酸盐岩地层孔隙压力的可行性利用声波时差求取碳酸盐岩地层孔隙压力的可行性 声波时差主要与地层岩性、孔隙度、孔隙压力（垂直有效声波时差主要与地层岩性、孔隙度、孔隙压力（垂直有效 应力）、孔隙流体类型等有关。对砂泥岩剖面，声波时差（速应力）、孔隙流体类型等有关。对砂泥岩剖面，声波时差（速 度）用来计算地层孔隙压力早已成为一种常用主力的方法，不度）用来计算地层孔隙压力早已成为一种常用主力的方法，不 论是对论是对“欠压实欠压实”情况还是情况还是“流体膨胀卸载情

9、况流体膨胀卸载情况”。 对于碳酸盐岩剖目前没有特别成熟的方法。而碳酸盐岩剖面对于碳酸盐岩剖目前没有特别成熟的方法。而碳酸盐岩剖面 上，随深度的增加声波速度变化没有砂泥岩剖面大，但当出现上，随深度的增加声波速度变化没有砂泥岩剖面大，但当出现 含流体的高压层时，声波速度也会有一定程度的降低，如图所含流体的高压层时，声波速度也会有一定程度的降低，如图所 示，在示，在4294-43424294-4342米井段，声波时差值明显增大，这段地层的实米井段，声波时差值明显增大，这段地层的实 测地层压力系数测地层压力系数1.891.89，因此，声波时差测井资料可以用于碳酸，因此，声波时差测井资料可以用于碳酸 盐

10、岩剖面的压力分析。盐岩剖面的压力分析。 附加：川东北地区碳酸盐地层压力检测附加：川东北地区碳酸盐地层压力检测 附加：川东北地区碳酸盐地层压力检测附加：川东北地区碳酸盐地层压力检测 ( (三三) )选用基于正常趋势线的选用基于正常趋势线的EatonEaton法的考虑法的考虑 u川东北地区地层岩性复杂，且地层年代较老，在这种情况下川东北地区地层岩性复杂，且地层年代较老，在这种情况下 砂泥岩剖面上泥岩的压实趋势线比较符合半对数坐标系中的砂泥岩剖面上泥岩的压实趋势线比较符合半对数坐标系中的 直线关系规律，不过由于存在不整合面，不同年代的地层正直线关系规律，不过由于存在不整合面，不同年代的地层正 常压实

11、趋势线不同。对于碳酸盐岩剖面，虽然随深度增加声常压实趋势线不同。对于碳酸盐岩剖面，虽然随深度增加声 波时差变化不像砂泥岩剖面那样明显，但随深度增加声波时波时差变化不像砂泥岩剖面那样明显，但随深度增加声波时 差的总趋势是减小的，遇到高压层时差明显增大。差的总趋势是减小的，遇到高压层时差明显增大。 u建立地层压力剖面采用的软件是我们自己开发的建立地层压力剖面采用的软件是我们自己开发的地层压力地层压力 分析系统分析系统V3.0V3.0, ,该系统中正常趋势线法在人工确定和调整该系统中正常趋势线法在人工确定和调整 正常趋势线时非常方便。正常趋势线时非常方便。 附加：川东北地区碳酸盐地层压力检测附加：川

12、东北地区碳酸盐地层压力检测 ( (四四) )声波时差资料的处理方法声波时差资料的处理方法 由于收集到的岩屑录井资料不全，不太容易区别岩性，另外井由于收集到的岩屑录井资料不全，不太容易区别岩性，另外井 径扩大较严重，造成声波时差波动较大，因此声波时差测井资料径扩大较严重，造成声波时差波动较大，因此声波时差测井资料 的处理比较麻烦，经过反复试验，最终采用如下方法和步骤处理的处理比较麻烦，经过反复试验，最终采用如下方法和步骤处理 原始声波时差，获得用于确定压力剖面的声波时差数据：原始声波时差，获得用于确定压力剖面的声波时差数据： 第第1 1步：对原始声波时差过滤平滑步：对原始声波时差过滤平滑 第第2

13、 2步：对过滤平滑的时差数据自动分层取值步：对过滤平滑的时差数据自动分层取值 第第3 3步：对分层取值数据进行包络线取值处理：砂泥岩地层取步：对分层取值数据进行包络线取值处理：砂泥岩地层取 包络线均值，碳酸盐岩地层去包络线高值。包络线均值，碳酸盐岩地层去包络线高值。 附加：川东北地区碳酸盐地层压力检测附加：川东北地区碳酸盐地层压力检测 ( (五五) )正常趋势线的确定正常趋势线的确定 经反复试验试算分析，并参照地质分层，分三段确定趋势线经反复试验试算分析，并参照地质分层，分三段确定趋势线 ： 第第1 1段：自流井组地界以上地层（砂泥岩剖面）段：自流井组地界以上地层（砂泥岩剖面） 第第2 2段：

14、自流井组地界至须家河组底界地层（砂泥岩剖面）段：自流井组地界至须家河组底界地层（砂泥岩剖面） 第第3 3段：须家河组底界以下地层（碳酸盐岩剖面）段：须家河组底界以下地层（碳酸盐岩剖面） 不同地区趋势线的斜率和截距有一定差别，分析确定四个地不同地区趋势线的斜率和截距有一定差别，分析确定四个地 区的的趋势线具体数据见下表：区的的趋势线具体数据见下表： 附加：川东北地区碳酸盐地层压力检测附加：川东北地区碳酸盐地层压力检测 井区分段截距斜率Eaton指数 大湾 第1段1.86872-0.00002872.4 第2段1.87434-0.00003982.4 第3段1.73738-0.00001033 河

15、坝 第1段1.8698-0.00002312.4 第2段2.17247-0.00012382.4 第3段1.78993-0.00003043 毛坝 第1段1.83514-0.00003912.4 第2段1.96257-0.00010152.4 第3段1.72895-0.0000213 普光 第1段1.83444-0.00001762.4 第2段2.21424-0.0001242.4 第3段1.75665-0.00001323 附加：川东北地区碳酸盐地层压力检测附加：川东北地区碳酸盐地层压力检测 单单 井井 压压 力力 检检 测测 剖剖 面面 附加：川东北地区碳酸盐地层压力检测附加：川东北地区碳

16、酸盐地层压力检测 单单 井井 压压 力力 检检 测测 剖剖 面面 附加：川东北地区碳酸盐地层压力检测附加：川东北地区碳酸盐地层压力检测 单单 井井 压压 力力 检检 测测 剖剖 面面 附加：川东北地区碳酸盐地层压力检测附加：川东北地区碳酸盐地层压力检测 单单 井井 压压 力力 检检 测测 剖剖 面面 附加：川东北地区碳酸盐地层压力检测附加：川东北地区碳酸盐地层压力检测 单单 井井 压压 力力 检检 测测 剖剖 面面 附加：川东北地区碳酸盐地层压力检测附加：川东北地区碳酸盐地层压力检测 3.282 lg() 0.0684 lg() nT d W D 3.282 lg() 0.0684 lg()

17、n c m n c m dd nT d n D 00 ()() n pn dc dcn min () 1 fopp evpehp PPPP KPPPP 力 力 地层孔隙压力 上覆岩层压力 地层泊松比 地层破裂压力 最小水平有效应-P 垂直有效应-P )-/(1K侧压力系数，-K -P -P - -P ehmin ev p o f min ()() 1 fvpp evpehp PPP KPPPP )-/(1K侧压力系数，-K - 构造应力系数 pehpev tppof PPPKP SPPPkP min )( 1 ( k S k )-/(1K侧压力系数，-K - -3 3 t 地层的抗拉强度 构造

18、应力系数水平两个主应力方法的 系数非均匀的地质构造应力 min (1)() fop evpehp p PPP P P KPPP -1K侧压力系数，-K - 孔隙度 min (1) () evpeh n c p fopp PPPP KPPPP n c c -1K侧压力系数，-K 1-n 0.4- 般取岩石孔隙刚度系数，一 临界孔隙度，一般取 min min fehp ehev evop PPP PKP PPP (1)() 0.4 fopp PPPP int e dP e poe VakPbe PPP 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.4 010002000300

19、04000500060007000 深度( m ) 当量密度( g / c c) 泥浆密度 预测压力 实测压力 / 0 0 00 () (1) eP PB pPe csh VVAAPe VVAV 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800 01234 声速( k m/s) 深度( m ) 层速度 砂岩参照速度 泥岩参照速度 泥岩当地速度 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800 00.511.522.5 当量密度( g / c c)

20、深度( m ) 预测压力 实测压力 泥浆密度 上覆压力 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800 1.622.42.83.2 体密度( g / cc) 深度( m ) 预测密度 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800 00.2 0.4 0.60.811.2 泥质含量 深度( m ) 泥质含量 孔隙度 700 900 1100 1300 1500 1700 1900 2100 2300 2500 00.511.522.5 当量密度( g / c c) 深度( m ) 预测压力 实测压力 泥浆密度 上覆压力 700 900 1100 1300 1500 1700 1900 2100 2300 2500 1234 声速( k m/s) 深度( m ) 层速度 砂岩参照速度 泥岩当地速度 泥岩参照速度 700 900 1100 1300 1500 1700 1900 2100 2300 2500 1.622.42.83.2 体密度( g / cc) 深度( m ) 预测密度 700 900 1