异常压力监测

异常压力监测异常压力监测异常压力监测异常压力监测异常压力监测:正常地层压力的定义为压力梯度近似等于盐水的静液柱压力梯度10。5kpa/m(0。465psi/ft）。异常高压指那些比正常地层压力高得多的地层压力,压力梯度范围为16～18kpa/m（0。7~0.8psi/ft).有几种现象可以用来判断潜在异常高压层的出现，例如机械钻速的加快，起下钻气测值增加，泥浆盐度增加和页岩密度下降等。其它显示如井涌和气侵将在下面溢流监测部分详细论述。钻进过程中有7种异常高压信号:机械钻速D指数页岩密度泥浆气侵钻屑特征氯化物泥浆出口温度上述除钻屑特征外的其它参数在钻进过程中每3米（或10英尺）记录一次，用5mm=30m（2攠=100’）的比例描点做图.这些工作由地质和录井人员完成。在正常的钻井条件下，上述参数在图上将显示稳定的变化趋势。曲线的中断，逆转或偏离正常趋势线，可能就是接近高压层的一个信号.当发生了这种情况，应该检查、分析、讨论所有的参数，根据当时的具体情况采取相应的行动，但应该使每个人都知道发生了什么事。尽管记录这些参数是泥浆录井人员的首要职责，但每个人都应该对异常高压信号保持警觉。图C-10。1举例说明了有关岗位对发现异常高压信号的报告职责.机械钻速：假定保持适当的连续的水力参数,泵压、喷嘴大小、排量和泥浆性能不变，影响机械钻速的因素有：1。 地层岩性2. 井底压力与地层压力之差3. 钻头磨损程度4. 钻压（WOB）5. 转速（RPM)地层岩性：机械钻速逐渐或突然增加或降低表明地层岩性逐渐或突然变化。压差机械钻速的逐渐加快可能也是钻遇异常高压的一个信号，特别是在大段页岩地层钻进。机械钻速的突然加快（或放空)可能是地层压力突然增加的一个信号，也是井涌的第一信号.机械钻速的加快，无论是逐渐加快还是突然加快，都应该怀疑是地层压力增加,要采取合适的预防措施，直到证明是其它原因引起的。为什么?如果泥浆柱作用在井底的压力高于地层压力，井筒与地层之间的压差使被钻头切削的岩石碎片压在井底，在它们离开井底和循环到钻头上面之前，钻头将重复切削这些钻屑.（见图C—10。2,C-10。3和图C-10。4）指数：钻压和转速的变化会影响机械钻速，这可能会掩盖由于地层压力升高而引起的机械钻速变化.人们提出了一个经验公式考虑了钻压和转速的变化影响。Log（R/60N)D指数=d=―――――――Log(12w/106D)其中:R=机械钻速(英尺/小时）N=转速（转/分）W=钻压(磅）D=钻头直径（英寸)根据公式做图，利用图C-10.5,我们可以直接读出D指数。泥浆录井人员将连续计算这个参数.还有几个与机械钻速有关的参数影响D指数.1。 地层变化2. 钻头磨损3. 泥浆比重考虑泥浆比重变化的影响，D指数应该用图C-10.6。的图板校正。除了这些图板,还可以用计算尺测定D指数和校正泥浆比重的影响。在正常的钻井条件下,d指数值将随井深的增加而显示逐渐增加的趋势。然而,当遇到异常高压时，d指数趋势将偏移正常趋势线或反转.图C-10.7.显示了一个d指数偏移的例子。备注：上述是d指数概念的一个极其简单的解释.详细的解释请参考SPE论文搣ApplicationoftheDrillingPerformanceDatatoOverpressureDetection攠，作者：J。R.Jordan和O。J.Shirly，论文发表在1966年11月份的《PetroleumTechnology》期刊上。页岩密度：在正常的地质沉降过程中,页岩随着深度的增加而逐渐压实。压实的结果是降低页岩的孔隙度，挤压出页岩内的流体.随着孔隙度的下降，页岩密度将增加。这样，在正常井段,页岩密度值以这种方式封装,地层流体作为埋葬物被封闭在其中。地层流体支撑上面沉积物，空隙保持连通，尽管上面压力增加。平衡的结果,因为孔隙度不再降低，密度保持常数。泥浆录井人员每3米（或10英尺）测定一次页岩密度，以25mm=30m（2攠=100’）的比例在如图C—10。8.所示的图上绘图.页岩密度值一般会呈逐渐增长的趋势,直到遇到异常高压地层.当页岩密度值开始偏离正常趋势线时，警告我们正在钻进潜在的危险地层.总气测值：当钻遇异常高压层时，泥浆中的总气测值将显示增长趋势.这种情况有以下几种可能的原因：1。 当钻进高压地层时，将伴随着机械钻速的增加，在钻头研磨作用下，单位时间内由岩石内将产生更多的气体。2. 因为地层孔隙度的增加，欠压实地层可能包含更多的碳氢化合物。3. 如果在欠压实地层内存在一个渗透层，如砂岩层或泥沙层，在地层压力超过泥浆液柱压力时,气体将通过渗透层进入井筒.下述因素将影响泥浆中气体含量的测定值:泥浆粘度–如果泥浆粘度较高，泥浆很稠，将掩盖一些气侵现象,因为不是所有泥浆中的气体都能从泥浆中释放出来。泥浆比重–泥浆比重的增加会引起泥浆液柱压力的增加.这将减少进入井筒的气体量或完全阻止气体进入井筒.但泥浆比重不会影响钻头破碎岩石所产生的气体量。泥浆泵排量–如果排量增加，假定机械钻速保持不变，那么单位泥浆体积的含气量将减少。结果，气侵现象会被少量掩盖.机械钻速–机械钻速增加，意味着钻头机械破碎岩石所产生的气体量相应增加.气体分离器流量变化–通过气体分离器的泥浆流量增加，会导致单位泥浆体积内一定体积气体的测量读数增大。图C-10。9显示的是一种典型的气体探测器安装方法，图C-10。10所示的是典型的气测曲线. 钻屑特征：振动筛从泥浆中筛出的钻屑的特征为地质人员提供了额外的地层信息。这些钻屑特征与其它记录的信息相比较可以用来分析判断高压层的显示信息。 氯化物含量:如果返出泥浆中的氯化物含量出现增长，表明有地层流体进入井筒.氯化物含量曲线与其它已知的曲线相比较，可以得到额外的信息，有助于采取正确的行动。 泥浆出口温度：通常随着井深的增加，地层温度均匀增加.当泥浆与暴露的高温地层接触时，地层较高的温度将传递给泥浆,同时，机械钻速的增加意味着单位时间内泥浆接触更多的高温地层。这