地层压力检测技术

1、地层压力检测技术第1页，共15页，2022年，5月20日，10点46分，星期二二、检测地层压力的方法1、钻前检测地层压力-地震资料法 依据地震波在地层中传播时间的变化来预测地层压力的变化。 原理：在压实地层中，随着深度的变化，岩石的密度越来越大，地震波的传播速度也越来越快，传播时间越来越短。在欠压实地层中，则相反。 t H第2页，共15页，2022年，5月20日，10点46分，星期二（1）等效深度法求地层压力方法：a、在半对数坐标图上，以深度H为纵 t坐标，地震波为横坐标、描点。 b、划正常趋势线； H2 c、有异常压力点引印铅垂线交正常趋势线于一点，求交点深度。（说明异常压力点与交点深度处基

2、岩应力相等）d、计算交点处上覆岩层压力和地层压力 H1及异常压力点处覆岩层压力。 H e、以异常压力点与交点深度处基岩应力相等为依据建立方程，求解异常压力点处地层压力。Po1= Pp 1+ 1 Po2= Pp 2+2 1 = 2 Pp 1= Po1- Po2+ Pp 2 第3页，共15页，2022年，5月20日，10点46分，星期二2、钻进中检测地层压力 -页岩密度法、dc指数法、sigmalog法（1）页岩密度法： 原理：岩层随沉积深度的增加，页岩压实程度增加，但在压力过度带或异常高压层。由于岩层的欠压实，岩石孔隙度大、密度小。 岩样的选取要求： a、在页岩井段每隔3-5m取一次样并除去杂质

3、； b、用清水洗去岩屑上的钻井液。 c、烘干岩样 岩屑密度的测定（现场） a、加岩屑于钻井液密度秤钻井液杯中，加盖后，使游码指示读数为1g/cm。 b、加清水充满钻井液杯，加盖后测定密度值T第4页，共15页，2022年，5月20日，10点46分，星期二c、计算页岩密度值sh=1/（2- T ）e、列表作H- sh关系曲线 sh Hf、用标准透明密度图版覆盖于 H- sh图上，使图版的正常地层压力当量钻井液密度线与H- sh上的正常密度趋势线重合g、观察所求测点落在标准透明密度图版哪一条密度线上，该密度线所指示的密度值即为该点地层压力的当量钻井液密度。第5页，共15页，2022年，5月20日，1

4、0点46分，星期二（2） dc指数法（1971年Rehm和Mclenden提出）原理： dc指数法检测地层压力是通过钻进过程中，钻速的变化来进行的。在不考虑钻井参数突然变化的条件下，当钻进到欠压实地层时，由于地层孔隙压力高、井底压差小，钻速上升。 dc指数方程： dc= （0.0547R/N） n （0.0673W/D） m 式中：R-机械钻速 m/h N-转速 r/min W-钻压 KN D-钻头直径 mm n该地区地层流体密度 m钻井液密度第6页，共15页，2022年，5月20日，10点46分，星期二dc指数方程中各参数录取原则： a、在钻速慢的地层中，可按1.5-3m录取； b、在钻速快

5、的地层中，可按7.5或15m录取； c、求dc指数时，各参数的录取必须在泥页岩井段，其它岩层的参数不能用。 数据处理 a、 在各井段录取的R、 N、W、D、n 、 m等参数，分别带入dc指数方程中，求出不同井深所对应的dc值并列表。 dc b、以dc值为横坐标、井深为纵坐标 在半对数坐标图上，描点、绘制 dcH关系曲线 H第7页，共15页，2022年，5月20日，10点46分，星期二、 dc指数法检测地层压力的方法（四种）a、若玛纳公式： p=n dcn / dcob、伊顿公式： p=o-（o-n） （dco/dcn）c、麦克伦敦公式： p=0.92 ( dcn-dco)+1.98 上式中：

6、dco实际测得的dc值 dcn-正常趋势线上的dc值 o-上覆岩层压力 n-该地区地层流体密度 dco dcn dc2第8页，共15页，2022年，5月20日，10点46分，星期二d、等效深度法： 式中:He等效深度m H-欲求地层压力深度m dc He H第9页，共15页，2022年，5月20日，10点46分，星期二(3)Sigmalog法简介： Sigmalog法是1984年，美国AGP公司开发的一种地层压力检测方法。此法克服了因井径、参数变化、岩性等因素对检测精度的影响。较适合4000m以上的深井。原理：利用欠压实地层岩石强度不按压实规律变化的特性检测地层压力。 岩石强度公式： （未考虑

7、钻井液及地层流体的影响） （t）=(25.4W N)/DR +0.0287(7-0.001H) 式中： （t）-岩石总强度 100kp W-钻压 t N-转数 r/min D-井径 mm R-转速 m/h H-井深 m第10页，共15页，2022年，5月20日，10点46分，星期二具体方法： a、设选取参数点的岩石总强度为（o），在考虑井内实际压力和正常压差p的影响下，得（t） 与（o）的函数关系式： （o）= F（t） 式中：F= 1+1-（1+n p）/ / n p （系数） p=0.1(m-n)H (密度差) n=3.25/ 640 （t） 当(（t） 1)时 n=(1/640 ) 4-

8、0.79/（t） 当 (（t） 1)时 b、将上式整理得： （o） 关于（t）的一元函数 并求出： （t） =- 将上式与 岩石总强度公式联立，去除 （t） 得（o）与 H关系方程。 （实际岩石总强度与井深关系得以建立）第11页，共15页，2022年，5月20日，10点46分，星期二c、每米取一点连续作（o）与 H关系曲线。 o 压实段 （r） 表示正常趋势线 欠压实段 Hd、求正常趋势线方程 在实测曲线中正常压力段取2个可信点（ （r） 1，H1）和（ （r） 2，H2），求取正常趋势线方程；第12页，共15页，2022年，5月20日，10点46分，星期二 （r） =aH/1000+b 式中

9、：a-直线斜率 b-直线截距d、求地层孔隙压力梯度 取异常压力点。（H） 通过（t）=(25.4W N)/DR +0.0287(7-0.001H) 求出岩石总强度（t） 通过（r） =aH/1000+b，求该深度在正常趋势线上所对应的岩石强度（r） 设Y=（r） /（t）则地层压力梯度为： Gp=Gm- 20（1-Y）/ nY （2-Y）H 式中： Gm-钻井液压力梯度 100kpa/m n=3.25/ 640 （t） 当 (（t） 1)时 n=(1/640 ) 4-0.79/（t） 当(（t） 1)时第13页，共15页，2022年，5月20日，10点46分，星期二3、钻后检测地层压力（1）声波时差法原理：在正常压实情况下，声波中纵波传播速度随地层埋藏深度的增加，应逐渐增加，因而其传播时差越来越小。但遇及高压层时，由于岩石孔隙度比正常压实地层孔隙度大，故纵波传播速度小，导致传播时差大。利用此特性检测地层压力。具体方法（等效深度） 录取不同深度的纵波传播时差并取对数，列表 。 以井深为纵坐标，时差的对数为横坐标，绘制时差与井深关系曲线。第14页，共15页，2022年，5月20日，10点46分，星期二a、从 异常压力点A向正常趋势线引铅垂线交于B点，过B点引水平线交纵轴于H2点。 H2 B H1 Ab、根据H1处的地层基岩