地层孔隙压力检测预测技术

异常地层孔隙压力定量确定技术

樊洪海

2006 年11月17日

二、异常高压的形成机制与分类

1、不平衡压实作用

①沉积速率；②孔隙空间减小速率；③地层渗透率的大小；④流体排出情况; 平衡压实形成正常压力，平衡压实形成异常高压。

快速沉积是造成不平衡压实的主要原因之一，由于沉积速率过快，造成沉积颗粒排列不规则(没有足够的时间)，排水能力减弱，继续增加的上覆沉积载荷部分由孔隙流体承担，形成异常高压，同时造成地层的欠压实。

地层压力预测方法(DOC)

地震地层压力预测摘要目前，地震地层压力预测方法归纳起来可以分为图解法和公式计算法两大类10余种。本文对各种地震地层压力预测方法进行了系统地归纳和总结，并对各种方法的特点、适用性以及存在的问题进行分析和讨论.在此基础上，就如何提高压力预测的精度，提出了一种简单适用的改进措施，经J1.K地区的实测资料的验证，效果良好。主题词地层压力地震预测正常压实异常压实引言众所周知，油气层的压力是油气层能量的反映，是推动油气在油层中流动的动力，是油气层的“灵魂”。因此，在石油和天然气的勘探开发中，研究油气层的压力具有十分重要的意义。首先，在油气田勘探中，研究油气层压力特别是油气层异常压力的分布，以及预测和控制油气层压力的方法，不仅可以保证安全快速地钻进，而且可以正确地设计泥浆比重和工程套管程序;同时也可以帮助选择钻井设备类型和有效安全正确的完井方法等。这些都直接关系到钻井的成功率以及油气田的勘探速度等问题。其次，在油气田开发过程中，准确的压力预测以及认真而系统的油气层压力分布规律的研究，不仅可以帮助我们认识和发现新的油气层，而且对于了解地下油气层能量、控制油气层压力的变化，并合理地利用油气层能量最大限度地采出地下油气均具有十分重要的意义。多少年来，人们在异常地层压力(这里主要指异常高压或超压)预测方面进行了种种尝试，然而直到本世纪70年代以来，随着岩石物理研究的不断深人以及地震技术的不断提高，才真正使得地层压力的地震预测成为现实。对于异常高压地层，一般表现为高孔隙率、低密度、低速度、低电阻率等特点，因此，凡是可以反映这些特点的各种地球物理方法均可用于检测地层压力。但是，由于各种测井方法均为“事后”技术，这就使得在初探区内利用地震方法进行钻前预测显得尤为重要。与此同时，地震地层压力预测还可以提供较测井方法更为丰富的空间压力分布信息。利用地震资料进行地层压力预测，主要是利用了超压层的低速特点，因为在正常情况下，速度随深度的增加而增加，当出现超压带时，将伴随出现层速度的降低。可见，取准层速度资料是预测地层压力的关键之一，而选择合适的地层压力预测方法同样是一个十分重要的环节。到目前为止，地震地层压力预测的方法名目繁多，但就总体而言，大致可分为图解法和公式计算法两大类。本文将对各种地震地层压力预测方法的内容、特点、应用效果以及存在的问题等作一系统全面的叙述。在前人研究工作的基础上，就如何提高地震地层压力预测的精度，本文提出一种简单而实用的改进措施，经JLK(吉拉克)地区实际资料的计算，效果良好。地震地层压力预测方法综述图解法在所有地震地层压力预测方法中，最为直观简便的方法莫过于图解法了。按照判定超压层方式的不同，又可细分为等效深度图解法、比值法和量板法三种。等效深度图解法等效深度图解法(或可形象地称之为直接趋势线判别法)是以页岩压实概念为基础

地层孔隙压力预测新方法

石油与天然气地质　第28卷　第3期 O I L &G AS GE OLOGY 2007年6月　收稿日期:2006-09-06 第一作者简介:魏茂安(1966—),男,高级工程师、博士,信号与信息处理、测控技术基金项目:中国石化重大科技项目(JP04014) 文章编号:0253-9985(2007)03-0395-06 地层孔隙压力预测新方法魏茂安1 ,陈　潮2 ,王延江2 ,马　海 2 (1.中国石化胜利油田有限公司钻井工艺研究院信息中心,山东东营257017; 2.中国石油大学信息与控制工程学院,山东东营257061) 摘要: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,通过支撑向量回归机计算垂直有效应力,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。实例分析表明,该方法用于预测砂泥岩及欠压实成因的异常地层压力是可行的。与传统方法相比,该方法不需要建立正常压实趋势线,有较好的适应性和预测精度。关键词:地层孔隙压力;支撑向量回归机;声波速度;孔隙度;泥质含量;垂直有效应力中图分类号:TE112.23 文献标识码:A New approach for pore pressure pred i cti on W eiMaoan 1 ,Chen Chao 2 ,W ang Yanjiang 2 ,Ma Hai 2 (1.D rilling Technology Research Institute,Shengli Petroleum Adm inistration B ureau,S I NO PEC,D ongYing,Shandong 257017; 2.School of Infor m ation and Control Engineering,China U niversity of Petroleum ,D ongY ing,Shandong 257061) Abstract:By analyzing the li m itati ons of the traditi onal pore p ressure p redicti on methods,a ne w pore p ressure p redicti on app r oach based on the effective stress theore m and the acoustic vel ocity model is p r oposed . It first calculates clay content,por osity,and acoustic vel ocity with relevant l og data,and then calculates vertical effec 2tive stress by using Support Vect orMachines f or Regressi on and the overburden p ressure with density l og data,and finally calculate for mati on pore p ressure by the effective p ressure theore m.Practical app licati on of the ap 2p r oach shows that it is feasible in p redicti on of abnor mal for mati on p ressure of sandst one and shale caused by undercompacti on .Compared with traditi onal pore p ressure p redicti on methods,the app r oach does not require establishing nor mal compacti on trend line and has better adap tability and higher accuracy of p redicti ons .Key words:pore p ressure;support vect or machine for regressi on;s onic vel ocity;por osity;shale content;vertical effective stress 异常地层孔隙压力的存在,不仅给石油勘探、钻井和开发带来很多困难,而且对安全钻井构成潜在的威胁。因此,在石油勘探中,地层孔隙压力的预测显得十分重要,其为设计钻井参数、井身结构提供重要的压力技术数据,对保护油气层、提高钻井成功率具有重要意义。测井资料,尤其是地层声波速度,与地层孔隙压力密切相关,是确定地层孔隙压力较为理想的资料。利用测井资料预测地层孔隙压力的传统方法有声波时差法、电导率法、密度法和中子测井法等[1,2] 。这些方法通常首先建立正常趋势线,并根据测井曲线是否偏离正常趋势线来定性判断是否存在异常地层孔隙压力,若测井曲线明显偏离了正常趋势线,则认为存在异常高压或低压,然后再通过经验系数法、等效深度法和Eat on 法[3] 等定量计算地层孔隙压力。传统预测方法提高了钻井的安全性和可靠性。但随着钻探深度与难度的提高,地层结构越来越复

第二节地层破裂压力知识分享

第二节地层破裂压力

第二节地层破裂压力在井下一定深度裸露的地层，承受流体压力的能力是有限的，当液体压力达到一定数值时会使地层破裂，这个液体压力称为地层破裂压力（Fracture pressure ），一般用f p 表示。使用最广泛的地层破裂压力预测是Hubbert-Willis 模式和Haimson-Fairhurst 模式。破裂压力数据应用于钻井、修井、压裂、试油井下测试等井下工艺技术，钻井大多数是在裸眼中进行的，所以破裂压力数据在钻井方面尤为重要，它是钻井之前的井身结构设计，套管强度计算、钻井液密度设计等钻井工程设计内容的关键参数，特别是在一个新的区块开发之前，破裂压力这一数据为就重中之重了。它决定着在这一新的区域内的所有钻井方案是否正确，并能否顺利执行和能否顺利完成。压裂作业时，地层破裂力学模型如图 1.1所示。此时，地层裂隙受地应力与压裂液共同作用。考虑深层水力压裂主成垂直裂缝，且裂缝穿透整个煤层。地应力与压裂液应力的最终有效合应力在裂隙壁面上是拉应力，当其合成应力强度因子K 达到临界值时，裂隙就开始失稳延伸。

地层的破裂压力对钻井液密度确定、井身结构和压裂设计施工等有着重要的指导作用。从上世纪五六十年代，国内外就开始对地层破裂压力进行了研究，并取得了一系列的成果。 H-W 模型 1957年Hubbert 和Willis 根据三轴压缩试验首次提出了地层破裂压力预测模式即H-W 模式指出破裂压力等于最小水平主应力加地层孔隙压力P p ,垂直有效主应力等于上覆压力P v 减P p 最小水平主应力在其1/3到1/2范围内,预测公式为: 式中：f P — 地层破裂压力； p P — 地层空隙压力； v P — 上覆岩层压力；模型中上覆压力梯度为1的假设显然不符合实际,最小水平主应力为1/3到1/2垂直有效主应力范围的假设通常也带来偏低的结果。 1967年Matthews 和Kelly 在H-W 模式中引入了骨架应力系数i K ：）（p v i p f P -P K P P += 4-7 地层正常压实时，i K 反映了地层实际骨架应力状况其值由区块内已有破裂压力资料确定，i K 系数曲线的绘制需要大量实际压裂资料，限制了此方法的应用。 1968年Pennebaker 指出上覆压力梯度是不断变化的，并将其与地质年代联系了起来。他根据声波时差资料建立了一组上覆压力梯度与深度的关系曲线，这是第一次在破裂压力预测技术中引入测井手段。 Pennebaker 将i K 定义为泊松比和时间的函数，并指出i K 随深度和地质年代的变化而变化。

地层压力预测技术

地层压力预测技术第一章油田的地质特点油田位于松辽盆地北部，其储油层属于陆湖盆地叶状复合三角洲沉积，是一个大型的多层砂岩油田，共有三套含油组合，即上部黑帝庙、中部萨葡高和下部扶含油组合。由于湖盆频繁而广泛的变化，形成了泛滥平原、分流平原、三角洲外前缘等不同的沉积相带，在萨尔图、葡萄花、高台子含油层段，由于不同的沉积时期和不同的沉积环境，又形成了不同类型的沉积砂体和沉积旋回，因此造成其平面上和垂向上的严重非均质性。由于这种特定的陆湖相沉积环境，构成了油田的许多基本特点。一是油层多，含油井段长，储量丰度高。萨尔图、葡萄花、高台子油层组，约有49~130多个单层，含油井段几十米到几百米，每平方公里的储量从几十万吨到几百万吨不等。二是油层厚度大，差异也大，最薄的0.2m，一般1m~3m，最大单层厚度可达10m~13m。三是渗透率差异大，空气渗透率最低0.02μm2,最高达5μm2。在纵向剖面上，形成了砂岩与泥岩，厚层与薄层，高渗透层与低渗透层交错分布的复杂情况。第二章浅气层分布规律及下表层原则 2.1 浅气层的分布规律浅气层在油田尤其是油田长垣北部的喇、萨、杏油田具

有广泛的分布。在构造轴部的嫩二段顶部粉砂岩及泥质粉砂岩层，嫩三段的粉砂岩及泥质粉砂岩层，嫩四段的细砂岩及粉砂岩层，只要具备以下三条件，就能形成浅气层（在外围就是黑帝庙油层）。 1）具备2.5m视电阻率为10Ω·m，自然电位3mv的砂岩。 2）该砂岩必须在一定海拔深度以上才能形成气层。 3) 同时形成一定的局部构造圈闭及断层遮挡条件（即断层断裂后相对隆起的下盘被断层遮挡），有利于浅气层的聚集。，萨尔图、杏树岗油田浅气含气围见表1-1，喇嘛甸油田浅气含气围见表1-2。图1-1 浅气层分区示意图

孔隙压力有效应力和排水

第六章孔隙压力、有效应力和排水引言通常所说的土是由固体颗粒和水两部分组成的，基础或挡墙上的荷载包含土颗粒和孔隙水上面的应力两部分。在没有土颗粒的船体外表面，法向应力就等于水压力；而在没有水的装有糖的盆底，应力就等于所装的糖的重量。问题就是土颗粒应力和孔隙水压力的哪种组合决定着土的性质。要研究这个问题，我们首先研究地基中的应力和水压力。地基中的应力在地基中，某一深度的竖向应力是由上面的一切东西的重量产生的——土颗粒、水和基础，所以应力随着深度的增加而增大。图(a)中的竖向应力为： z z γσ= 其中γ为土的容重（见节）。如果地基在水平面以下或者在湖底、海底的话（如图(b)所示），竖向应力计算公式就变为： w w z z z γγσ+= 如果在基础或路堤表面有荷载q 作用的话（如图(c)所示），那么竖向应力计算公式就变为： q z z +=γσ 这里面的γ是单位体积的土颗粒和水重量之和。因为z σ是由土体的总重量产生的，所以成为总应力。注意，图(b)中所示的湖中的水把总应力作用在底部同玻璃杯中的水把总应力作用在杯底的方式相同。土颗粒的重度变化不大，一般来讲，饱和土的3 /20m kN ≈γ，干土的3/16m kN ≈γ，水的3/10m kN ≈γ。同时也有水平向的总应力h σ，但是在z σ和h σ之间没有简单的关系。在以后的章节我们会对水平向的应力进行研究。地下水和孔隙水压力饱和土的孔隙水中存在的压力叫做孔隙水压力u 。在竖管中经常用w h 来简单地代替，

如图所示。当系统处于平衡状态时，竖管内部和外部的水压力相等，因此得到： w w h u γ= 当竖管中的水位低于地表面时（如图(a)所示），就称为地下水位。如果土中水是静止的，那么地下水位面就像湖面一样是水平的。然而，就像我们后面将要见到的那样，如果地下水位面不是水平的，那么土孔隙中就存在水的渗流。图(a)中地下水位面处孔隙水压力为零（这就是叫做地下水位），水位以下为正值，问题就出来了：地下水位面以上孔隙水压力是什么样的呢？图说明了地表面和地下水位面之间的土中孔隙水压力的变化情况。在地表面处有一层孔压为零的干土，这种情况很少见到，但是在高潮水面以上的海滩可以发现这种现象。在地下水面以上的一小部分，由于土中孔隙的毛细作用，土体是饱和的。在这一区域，孔隙水压力是负值，计算公式如下： w w h u γ-=

渗流孔隙水压力的计算

顺流减压，逆流增压—扫地僧最近大家问了很多渗流的问题，自己也好好总结了一下。岩土考试涉及到渗流情况的孔隙水压力计算时，基本都可归结为8个字：顺流减压，逆流增压。渗流可以理解为水流，流速很慢的水流，沿渗流方向移动，相当于顺流而下，受到的水压力减小，即为顺流减压。逆渗流方向移动，相当于逆流而上，压力增大，即为逆流增压。任意点D 的孔隙水压力万能公式： 1、按顺流减压:（从总水头高处往低处计算是即为顺流向） 2D u H x i =-? ， /i h L =? 2、按逆流增压: （从总水头低处往高处计算是即为逆流向）112()()/D u H L x i H L x h L H x i =+-?=+-??=-?（注：式中H1、H2分别为逆流向和顺流向D 点的静水压力水头）力学原理解释：x i ?为计算段总水头损失1h ，总水头损失=压力水头损失+位置水头损失，发生渗流的情况与无渗流时（静水）相比较，位置水头差不变，故总水头损失1h 等于相对于静水时的压力水头损失（水头损失全部由压力水头承担），此段话比较绕，理解不了也没关系，下面以顺流减压进行推导。以黏土层底面为基准面，A 点总水头：2H H x =+ 计算段总水头损失：1h x i =? D 点总水头： 12H H h H x x i '=-=+-? D 点位置水头：x D 点压力水头：1D u H x H x i '=-=-? 实战中的运用：此方法实际就是上述的顺流减压公式。

此方法实际就是上述的顺流减压公式。若按逆流曾压则为：30+45/2=52.5 此题若按顺流减压则为： ()22sin 28 6sin 28666sin 286cos 28w i h i ==-??=-?=?

孔隙压力、有效应力和排水

第六章孔隙压力、有效应力和排水 6.1 引言通常所说的土是由固体颗粒和水两部分组成的，基础或挡墙上的荷载包含土颗粒和孔隙水上面的应力两部分。在没有土颗粒的船体外表面，法向应力就等于水压力；而在没有水的装有糖的盆底，应力就等于所装的糖的重量。问题就是土颗粒应力和孔隙水压力的哪种组合决定着土的性质。要研究这个问题，我们首先研究地基中的应力和水压力。 6.2 地基中的应力在地基中，某一深度的竖向应力是由上面的一切东西的重量产生的——土颗粒、水和基础，所以应力随着深度的增加而增大。图6.1(a)中的竖向应力为： z z γσ= (6.1) 其中γ为土的容重（见5.5节）。如果地基在水平面以下或者在湖底、海底的话（如图 6.1(b)所示），竖向应力计算公式就变为： w w z z z γγσ+= (6.2) 如果在基础或路堤表面有荷载q 作用的话（如图6.1(c)所示），那么竖向应力计算公式就变为： q z z +=γσ (6.3) 这里面的γ是单位体积的土颗粒和水重量之和。因为z σ是由土体的总重量产生的，所以成为总应力。注意，图6.1(b)中所示的湖中的水把总应力作用在底部同玻璃杯中的水把总应力作用在杯底的方式相同。土颗粒的重度变化不大，一般来讲，饱和土的3 /20m kN ≈γ，干土的3/16m kN ≈γ，水的3/10m kN ≈γ。同时也有水平向的总应力h σ，但是在z σ和h σ之间没有简单的关系。在以后的章节我们会对水平向的应力进行研究。 6.3 地下水和孔隙水压力饱和土的孔隙水中存在的压力叫做孔隙水压力u 。在竖管中经常用w h 来简单地代替，

如图6.2所示。当系统处于平衡状态时，竖管内部和外部的水压力相等，因此得到： w w h u γ= (6.4) 当竖管中的水位低于地表面时（如图 6.2(a)所示），就称为地下水位。如果土中水是静止的，那么地下水位面就像湖面一样是水平的。然而，就像我们后面将要见到的那样，如果地下水位面不是水平的，那么土孔隙中就存在水的渗流。图6.2(a)中地下水位面处孔隙水压力为零（这就是叫做地下水位），水位以下为正值，问题就出来了：地下水位面以上孔隙水压力是什么样的呢？图6.3说明了地表面和地下水位面之间的土中孔隙水压力的变化情况。在地表面处有一层孔压为零的干土，这种情况很少见到，但是在高潮水面以上的海滩可以发现这种现象。在地下水面以上的一小部分，由于土中孔隙的毛细作用，土体是饱和的。在这一区域，孔隙水压力是负值，计算公式如下： w w h u γ-= (6.5)

地震波阻抗资料预测地层压力总结

地震波阻抗资料预测地层压力 1968年，潘贝克提出利用地震层速度预测地层压力的方法。随着岩石物理研究的不断深入和地震技术的不断提高，使地震技术预测地层压力成为可能，其精度大幅度提高。在地震压力预测中，经常使用的资料是地震速度谱资料和地震反演得到的地震波阻抗资料。由于地震速度谱资料在纵向上测点较少，不能满足压力精确预测的需要。反演波阻抗资料在纵向上是连续的，可用的信息较多，是压力预测的主要基础资料。地震波在地层介质中的传播速度与地层的岩性、岩层的压实程度、岩层的埋藏深度以及岩层的地质时代等因素有关，一般情况下，地震波的传播速度随地层埋藏深度的加大而增加。因此，同样岩性的岩石，埋藏深、时代老，要比埋藏浅、时代新的岩石波传播速度要大。但在高压地层段内，由于岩层孔隙空间充填气体或液体，压力的增大和岩石密度的减小，使波在液体和气体中传播的速度要低于在岩石骨架固体中的传播速度。因而，孔隙度和波传播速度有反比关系，即同样岩性岩石，当孔隙度大时，其速度相对较小。孔隙度的变化意味着岩石密度的变化，它同密度亦有反比的关系，即孔隙度变大，密度相对减小。因此，速度的变化实际随岩石密度的增大而增大。综上分析，地震波在地层介质中的传播速度与岩层埋藏深度、岩石沉积年代和岩石密度有正比关系，与岩石孔隙度变化成反比关系，这些特性与常规声波测井的规律性是一致的，因此，用地震波进行地层压力预测的理论是可行的。异常高压地层具有高孔隙度、低密度的特点，因而在地震速度上具有低速的特征。在浅层正常压实带，地震层速度随着深度的增加而不断增大，具有很强的规律性。但是，若在地下某一深度出现异常高压，则表明该深度的地层处于欠压实状态，其孔隙度比相同深度处正常压实的孔隙度高，地震层速度比相同深度处正常压实的地震层速度小。利用这一特征，即地震层速度在同一深度上处于异常压实带和处于正常压实带的差异，可以定量的计算地下地层压力。地震层速度预测地层压力的方法，常用的有图解法和公式法两大类。图解法包括等效深度图解法、比值法和量版法三种。公式法包括压实平衡法、等效深度公式计算法、Eaton 法、Fillipone 法和Martinez 法等。尽管如此，关于异常压力形成机理仍存在许多有争议的问题，异常压力数值模拟也存在一些地质影响因素难以量化的问题，另外，异常压力对油气成藏的控制作用也不十分明确。 Fillippone 法与刘震法 Fillippone 法是有加利福尼亚联合石油公司的W.R.Fillppone 提出的。他在1978年和1982年通过对墨西哥湾等地区的测井、钻井、地震等多方面资料的综合研究，先后提出两套不依赖正常压实趋势线的简单而实用的计算公式，并在墨西哥湾等地的实际应用中取得了良好的效果，具体公式如下 max max min i f ov v v P P v v -=- （！）

地层压力

地层压力(formation pressure)是指由于沉积物的压实作用，地层中孔隙流体(油、气、水)所承受的压力，又称之孔隙流体压力(pore fluid pressure)或孔隙压力(pore pressure)。正常压实情况下，孔隙流体压力与静水压力一致，其大小取决于流体的密度和液柱的垂直高度，凡是偏离静水压力的流体压力即称之为异常地层压力(abnormal pres．sure)，简称异常压力。孔隙流体压力低于静水压力时称为异常低压或欠压，这种现象主要发现于某些致密气层砂岩和遭受较强烈剥蚀的盆地。孔隙流体压力高于静水压力时称为异常高压或超压，其上限为地层破裂压力(相当于最小水平应力)，可接近甚至达到上覆地层压力。地层压力分类常用的指标是地层压力梯度(单位长度内随深度的地层压力增量，单位为MPa／km)和压力系数(实际地层压力与静水压力之比)。本文来自: 博研石油论坛详细出处参考https://www.360docs.net/doc/554029326.html,/thread-27166-1-5-1.html 压力系数：指实测地层压力与同深度静水压力之比值。压力系数是衡量地层压力是否正常的一个指标。压力系数为0.8~1.2为正常压力，大于1.2称高压异常，低于0.8为低压异常。摘自《油气田开发常用名词解释》压力梯度：首先理解什么是梯度：假设体系中某处的物理参数(如温度、速度、浓度等)为w，在与其垂直距离的dy处该参数为w+dw，则其变化称为该物理参数的梯度，也即该物理参数的变化率。如果参数为速度、浓度或温度，则分别称为速度梯度、浓度梯度或温度梯度。当涉及到压力的变化率时，即为压力梯度。区别之处就在于，压力系数为衡量地层压力是否正常的一个指标，压力梯度为压力的变化率。压力系数就是实际地层压力与同深度静水压力之比。压力梯度即地层压力随深度的变化率。地层的压力系数等于从地面算起，地层深度每增加10米时压力的增量。压力梯度是指地层压力随地层深度的变化率。

地层孔隙压力检测方法

中华人民共和国石油天然气行业标准 SY ／T 5623—1997 地层孔隙压力预测检测方法 Prediction and detection methods of formation pore pressure 1997—12—31发布 1998—07—01实施中国石油天然气总公司发布 ICS 75020 E 13 备案号：1163—1998 SY

SY／T 5623—1997 目次前言………………………………………………………………………………………………………………l 范围………………………………………………………………………………………………………… 2 符号………………………………………………………………………………………………………… 3 破指数法…………………………………………………………………………………………………… 4 声波时差法………………………………………………………………………………………………… 5 预测检测孔隙压力技术总结………………………………………………………………………………

SY／T 5623—1997 前言本标准是SY 5623—93的修订版本。本标准修订时，增加了用声波时差法预测检测地层孔隙压力的内容，并对原有也指效法的内容做了必要的修改。本标准从生效之日起，同时代替SY 5623—93。本标准由石油钻井工程专业标准化委员会提出并归口。本标准起草单位：江汉石油学院石油工程系。本标准主要起草人李自俊王越支本标准原代号和编号为ZB E13 006—90,首次发布日期：1990年3月27日。本标准转为行业标准SY 5623的日期：1993年。

孔隙压力、有效应力和排水

其中γ为土的容重（见5.5节）。如果地基在水平面以下或者在湖底、海底的话（如图6.1(b)所示），竖向应力计算公式就变为： w w z z z γγσ+= (6.2) 如果在基础或路堤表面有荷载q 作用的话（如图6.1(c)所示），那么竖向应力计算公式就变为： q z z +=γσ (6.3) 这里面的γ是单位体积的土颗粒和水重量之和。因为z σ是由土体的总重量产生的，所以成为总应力。注意，图6.1(b)中所示的湖中的水把总应力作用在底部同玻璃杯中的水把总应力作用在杯底的方式相同。土颗粒的重度变化不大，一般来讲，饱和土的3/20m kN ≈γ，干土的3/16m kN ≈γ，水的3 /10m kN ≈γ。同时也有水平向的总应力h σ，但是在z σ和h σ之间没有简单的关系。在以后的章节我们会对水平向的应力进行研究。 6.3 地下水和孔隙水压力饱和土的孔隙水中存在的压力叫做孔隙水压力u 。在竖管中经常用w h 来简单地代替，如图6.2所示。当系统处于平衡状态时，竖管内部和

基于地震资料的探井钻前孔隙压力预测 ——以伊拉克A油田为例

第３６卷　第６期ＯＩＬ＆ＧＡＳＧＥＯＬＯＧＹ２０１５年１２月收稿日期：２０１５－０４－２４；修订日期：２０１５－１０－２８。第一作者简介：陈鑫（１９８１—），男，博士，高级工程师，油藏综合地质研究。E －mail ：ｃｈｅｎｘｉｎｕｐｃ＠ｑｑ．ｃｏｍ。基金项目：中国石油股份公司科技重大专项（２０１１Ｅ－２５０１）。文章编号：０２５３－９９８５（２０１５）０６－１０３８－０９ｄｏｉ：１０．１１７４３／ｏｇｇ２０１５０６２０基于地震资料的探井钻前孔隙压力预测 ———以伊拉克Ａ油田为例陈　鑫１，魏小东１，李艳静１，夏亚良１，周晓明１，王　管２，王小天２［１．中国石油东方地球物理公司研究院，河北涿州０７２７５０；　２．中国石油大学（北京）地球科学学院，北京１０２２４９］摘要：钻前压力预测在保障钻井安全、选取合理的钻井液密度、设计科学的井身结构、降低钻井成本和保护油气层方面都具有十分重要的意义。由于测井资料不足和地震资料的多解性，钻前压力预测的精度常常达不到钻井的要求。本次研究以伊拉克西南部的Ａ油田为研究区，针对该区深层探井资料少和地震响应复杂的两个难点，以地震资料为基础，充分结合区域地质和浅层测井资料，从压力的成因研究出发，查明了研究区超压主要受侧向构造挤压和深部断裂引起的流体充注两种因素的控制，在此基础上优选出了基于地震资料的钻前压力预测方法，开展了井震联合上覆地层压力预测、地质一致性精细速度解释和地震速度变化率分段求取三项参数精度提升工作，预测出了深层探井侏罗系的孔隙压力系数为１畅９５～２畅０５。经钻井验证，压力预测成果与实测结果的相对误差小于３％，证实该方法能够提高钻前孔隙压力预测的精度。关键词：孔隙压力；压力预测；深层探井；侏罗系；伊拉克中图分类号：ＴＥ１２２．１文献标识码：Ａ Pre －drilling pore pressure prediction based on seismic data for exploratory well ：Oilfield A in Iraq ＣｈｅｎＸｉｎ１，ＷｅｉＸｉａｏｄｏｎｇ１，ＬｉＹａｎｊｉｎｇ１，ＸｉａＹａｌｉａｎｇ１，ＺｈｏｕＸｉａｏｍｉｎｇ１，ＷａｎｇＧａｎ２，ＷａｎｇＸｉａｏｔｉａｎ２［１．Geophysical Research Institute ，BGP ，CNPC ，Zhuozhou Hebei ０７２７５０，China ；２．College of Geosciences ，China University of Petroleum （Beijing ），Beijing １０２２４９，China ］ Abstract ：Ｐｏｒｅｐｒｅｓｓｕｒｅｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｂｅｆｏｒｅｄｒｉｌｌｉｎｇｉｓｏｆｇｒｅａｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｆｏｒｅｎｓｕｒｉｎｇｄｒｉｌｌｉｎｇｓａｆｅｔｙ，ｃｈｏｏｓｉｎｇｒｅａｓｏｎａｂｌｅｄｒｉｌｌｉｎｇｍｕｄｄｅｎｓｉｔｙ，ｄｅｓｉｇｎｉｎｇｗｅｌｌｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ，ｒｅｄｕｃｉｎｇｄｒｉｌｌｉｎｇｃｏｓｔａｎｄｐｒｏｔｅｃｔｉｎｇｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ．Ｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙｏｆｐｒｅｓ－ｓｕｒｅｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｕｓｕａｌｌｙｉｓｎｏｔｓｕｆｆｉｃｉｅｎｔｆｏｒｄｒｉｌｌｉｎｇｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｄｕｅｔｏａｌａｃｋｏｆｌｏｇｇｉｎｇｄａｔａａｎｄｍｕｌｔｉ－ｉｎｔｅｒｐｒｅｔａｔｉｏｎｏｆｓｅｉｓｍｉｃｄａｔａ．ＴｈｉｓｐａｐｅｒｆｏｃｕｓｅｓｏｎａｎｏｉｌｆｉｅｌｄＡｉｎｓｏｕｔｈｗｅｓｔｏｆＩｒａｑ．Ｔｏｔａｃｋｌｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｉｎａｄｅｑｕａｔｅｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎｗｅｌｌｄａｔａｏｆｄｅｅｐｌａｙｅｒｓａｎｄｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄｓｅｉｓｍｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅｓ，ｗｅｃｏｍｂｉｎｅｄｓｅｉｓｍｉｃｄａｔａｗｉｔｈｒｅｇｉｏｎａｌｇｅｏｌｏｇｙａｎｄｓｈａｌｌｏｗｗｅｌｌｌｏｇｇｉｎｇｄａｔａｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｂｅｈｉｎｄｐｒｅｓｓｕｒｅ．Ｗｅｆｏｕｎｄｏｕｔｔｈａｔｔｈｅｓｔｕｄｙａｒｅａｗａｓｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｂｙｆｌｕｉｄｃｈａｒｇｉｎｇｃａｕｓｅｄｂｙｌａｔｅｒａｌｔｅｃｔｏｎｉｃｅｘｔｒｕｄｉｎｇａｎｄｄｅｅｐｆａｕｌｔｉｎｇ．Ａｎｏｐｔｉｍｉｚｅｄｍｅｔｈｏｄｆｏｒｐｒｅ－ｄｒｉｌｌｉｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｗａｓｐｉｃｋｅｄｏｕｔａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｎｔｈｅｐｒｅｃｉｓｉｏｎｏｆｔｈｅｐｏｒｅｐｒｅｓｓｕｒｅｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓｗａｓａｃｈｉｅｖｅｄｔｈｒｏｕｇｈｏｖｅｒｂｕｒ－ｄｅｎｐｒｅｓｓｕｒｅｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎｓｅｉｓｍｉｃ－ｗｅｌｌ－ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ，ｓｅｉｓｍｉｃｖｅｌｏｃｉｔｙａｎａｌｙｓｅｓｂａｓｅｄｏｎｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙ，ａｎｄｖａｒｉａｔｉｏｎｒａｔｅｏｆｓｅｉｓｍｉｃｖｅｌｏｃｉｔｙｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ．ＰｏｒｅｐｒｅｓｓｕｒｅｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆｅｘｐｌｏｒａｔｏｒｙｗｅｌｌｉｎｄｅｅｐＪｕｒａｓｓｉｃｗａｓｐｒｅｄｉｃｔｅｄｔｏｒａｎｇｅｂｅｔｗｅｅｎ１．９５ａｎｄ２．０５．Ｔｈｅｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｗａｓｖｅｒｉｆｉｅｄｂｙａｃｔｕａｌｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｗｉｔｈａｎｅｒｒｏｒｌｅｓｓｔｈａｎ３％ｏｎｌｙ．Key words ：ｐｏｒｅｐｒｅｓｓｕｒｅ，ｐｒｅｓｓｕｒｅｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ，ｄｅｅｐｅｘｐｌｏｒａｔｏｒｙｗｅｌｌ，Ｊｕｒａｓｓｉｃ，Ｉｒａｑ孔隙压力是石油勘探开发工作中的基础数据之一。在石油勘探过程中，孔隙压力为油气的分布、运移、聚集提供重要信息，有利于提高探井成功率［１－２］。在钻井过程中，孔隙压力不仅是确定钻井液密度、井身结构的依据，而且关系到能否安全、快速、经济地实施钻井，甚至影响到钻井的成败［３］。随着勘探开发的深入，目标逐渐转向深层，井喷带来的巨大灾难让越来越多的石油工作者认识到钻前孔隙压力预测的重要性［４－９］，油田也迫切需要准确的钻前孔隙压力预测资料来降低投资风险。本次研究从伊拉克Ａ油田深层

压力预测技术研究

随钻地层压力预测技术应用探讨周生友李恩重杨伟彪雷运木张根法（河南石油勘探局地质录井公司）在以往陆上和海上石油勘探的实践中，普遍存在着异常高压地层，这些广泛分布的异常高压地层首先影响的是钻井安全，如果未能及早检测或预测可能钻遇到的异常高压地层，使用的钻井液柱压力小于地层压力时，会引起井涌或井喷事故；反之，钻井液柱压力大于地层的破裂压力梯度时，又将导致井漏，易造成油气储层的污染，使气测仪检测不到气测异常显示，在测试时不能出油气，导致压死油气储层的现象，因而随钻预测地层压力技术就显得格外重要。一、地层压力形成的原因异常高压地层分布广泛，从新生界第四系更新统到古生界寒武系、震旦系都存在。它的形成原因有多种解释，大多数学者认为，至少有六种机理可以用来解释沉积盆地内异常高压地层的形成原因，分别是压实效应、成岩作用、密度差的作用、构造应力及构造活动、异常地温梯度、油气生成等。异常高压有可能是某个原因造成的，但往往是几个因素综合作用的结果。在引起异常高压的诸多原因中，压实作用是引起超压异常最基本、最主要的机理。随着埋藏深度的增加和温度的增加，孔隙水膨胀，而孔隙空间随地静载荷的增加而减小，因此，只要有足够的渗流通道，才能使地层水迅速排出、保持正常的地层压力。换句话说，只要孔隙水按自然压实速度排出，孔隙压力才可保持水静压力沉积增加，上覆岩层重量增加，使基岩应力继续增加以平衡增加的上覆岩层压力。但如果水的通道被堵塞或严重受阻，逐渐增多的上覆沉积物重量，只能由孔隙内的流体承担，从而使孔隙压力高于静液压力而形成异常高压。二、几种随钻地层压力检测技术原理及计算方法对于随钻地层压力检测技术来说，已经不是什么新技术，它诞生于上世纪60年代，发展在80年代，尤其是80年代中期我国大量引进综合录井仪以后，使地层压力检测技术的应用迅速升温。当时，钻井利用人工随钻采集钻井工程资料进行地层压力检测，物探利用地震资料进行地层压力预测，测井利用声波和密度测井资料进行地层压力预测，录井利用综合录井仪进行随钻地层压力检测，使这项技术成为一时流行的技术。因为录井采用综合录井仪的计算机实时处理的随钻地层压力检测技术，因具有直接性、实时性和准确性而独占鳌头。

地层压力预测方法

一、地层压力预测软件有： 1.JASON软件 Jason软件是一套综合应用地震、测井和地质等资料解决油气勘探开发不同阶段储层预测和油气藏描述实际问题的综合平台。 Jason 的重要特点就是随着越来越多的非地震信息（测井，测试，地质）的引入，由地震数据推演的油气藏参数模型的分辨率和细节会得到不断的改善。用户可根据需要由Jason 的模块构建自己的研究流程。其反演模块包括： InverTrace：递归反演稀疏脉冲反演 InverTrace_plus：稀疏脉冲反演 RockTrace：弹性反演 InverMod：特征反演（主组分分析） StatMod：随机模拟随机反演 FunctionMod：函数运算压力预测原理：由JASON反演出地层速度，速度计算垂直有效应力，进而求出孔隙流体压力。 2、地层孔隙压力和破裂压力预测和分析软件DrillWorks/PREDICTGNG 软件功能: ?趋势线(参考线)的建立 --手工 --最小二乘方拟合 --参考线库 ?页岩辨别分析 ?上覆岩层梯度分析 --体积密度测井 --密度孔隙度测井 --用户定义方法(程序) ?孔隙压力分法 --指数方法电阻率、D一指数声波、电导率地震波 --等效深度方法电阻率、D--指数声波 --潘尼派克方沾 --用户定义方法(程序) ?压裂梯度分法 --伊顿方法

--马修斯和凯利方法 --用户定义方法(程序) ?系统支持项目和油井数据库 ?系统支持所有趋势线方法 ?系统包括交叉绘图功能 ?用户定义方法(程序) ?包括全套算子 ?系统支持井与井之间的关联分析 ?系统支持岩性显示 ?系统支持随钻实时分析 ?系统支持随钻关联分析 ?多用户网络版本数据装载功能: ?斯仑贝谢LIS磁盘输入 ?斯仑贝谢LIS磁带输入 ?CWLS LAS输入 ?ASCII输入 ?离散的表格输入 ?井眼测斜数据 ?测深/垂深表格用户范围: ?美国墨西哥湾 ?北海 ?西部非洲 ?南美 ?尼日利亚三角洲 ?南中国海 ?澳大利亚 DrillWorks/PREDICTGNG 与其它软件的区别?世界上用得最多的地层压力软件 ?钻前预测、随钻监测和钻后检测 ?用户主导的软件系统 ?准确确定 --上覆岩层压力梯度 --孔隙压力梯度 --破裂压力梯度 ?使用下列数据的任何组合来分析地层: -地震波速度 -有线测井

灌浆基础知识和计算公式

灌浆基础知识和计算公式一、灌浆的含义：简单的说，灌浆就是将具有胶凝性的浆液或化学溶液，按照规定的配比或浓度，借用机械（或灌浆自重）对之施加压力，通过钻孔或其他设施，压送到需要灌浆的部位中的一种施工技术。二、灌浆的实质：充填这些节理裂隙、孔隙、空隙、孔洞和裂缝之处，形成结石，从而起到固结、粘合、防渗，提高承载强度和抗变形能力以及传递应力等作用。三、灌浆分类：按照大坝坝基岩类构成，可分为岩石灌浆和砂砾石层灌浆。按照灌浆的作用，可分为固结灌浆、帷幕灌浆、回填灌浆和接触灌浆。按照灌注材料，可分为水泥灌浆、水泥砂浆灌浆、水泥粘土灌浆以及化学灌浆等。按照灌浆压力，可分为高压灌浆（3MPa以上）、中压灌浆（0.5~3MPa）、低压灌浆（0.5MPa以下），后两类也可称为常规压力灌浆。按照灌浆机理，可分为渗入性灌浆和张裂式灌浆。四、灌浆材料：水泥（磨细水泥、超细水泥）、砂、粉煤灰、粘土和膨润土、水外加剂（速凝剂、减水剂、稳定剂）五、水泥浆液：配置水泥浆时，多依照质量比例配制，也有按照体积比例配制的。我国各灌浆工程都采用质量比，帷幕灌浆使用范围一般多为水：水泥=5：1~0.5：1，固结灌浆多为2：1~0.5：1。 1、水泥浆的配制：

将水泥和水依照规定的比例直接拌和，这种情况最为简单。先将计量好的水放入搅拌筒内，再将水泥按所规定的质量秤好后，放入筒中直接搅拌即可。例如欲配制各种浓度的水泥浆100L，其所用的水泥和水量可见下【表1】。配制水泥浆100L 【表1】注：水泥的密度以3kg/L或3g/cm3计在灌浆过程中，常需要将搅拌桶内的水泥浆变浓。如原水泥浆100L，加水泥质量可见下【表2】。在原100L水泥浆中加水泥使水泥浆变浓【表2】注：加水泥单位为 kg 注：水泥的密度以3kg/L或3g/cm3计在灌浆过程中，常需要将搅拌桶内的水泥浆变稀。如原水泥浆100L，加水体积可见下【表3】。在原100L水泥浆中加水使水泥浆变稀【表3】注：加水单位为L

基于水压率讨论土中孔隙水压力及有关问题

〔收稿日期〕　2006-12-07 基于水压率讨论土中孔隙水压力及有关问题方玉树 (后勤工程学院,重庆) 摘　要　提出了水压率的概念,在此基础上修正了孔隙水压力、浮力、浮重度、渗透力、固结系数和贮水率计算方法,分析了有效应力、有效自重应力和有效土压力变化规律,对渗流破坏、基坑底突和振动液化特征作出了解释。关键词　水压率　孔隙水压力　浮力　土压力　渗透力　有效应力岩土工程广泛涉及孔隙水压力或与孔隙水压力有关的问题。目前,人们对一些与孔隙水压力相关的议题存在着争论或不完全清楚,如: 细粒土中水对结构物的浮力在按阿基米德定律计算后要不要折减?文献[1]规定:浮力“在原则上应按设计水位计算,对粘土当有经验或实测时可根据经验确定。”该文献的条文说明对此规定做了如下解释:“地下水对基础的浮力可用阿基米德原理计算。这一原理对渗透系数很低的粘土来说也应是适用的,但有实测资料表明,粘土中基础所受到的浮力往往小于水柱高度。由于折减缺乏必要的理论依据,很难确切定量,故规定只有在具有地方经验或实测数据时方可进行一定的折减。”文献[2]只要求对砂类土、碎石类土按计算水位的100%计算浮力,而对粉土和粘性土是否按计算水位的100%计算浮力未作要求。由此可见,当前的困惑在于折减符合实际,但不符合阿基米德定律或者说与现有孔隙水压力计算方法不协调,不折减符合阿基米德定律或者说与现有孔隙水压力计算方法协调,但不符合实际。计算土的有效自重应力时水位以下土的重度是否一律取浮重度?通常的做法是一律取浮重度,也有意见认为,一般应取浮重度,但计算不透水层(例如只含结合水的坚硬粘土层)中某点的自重应力时,由于不透水层中不存在水的浮力,水位以下土的重度应取饱和重度[3] 。根据目前普遍采用的土的浮重度和饱和重度的关系式,按浮重度计算和按饱和重度计算的结果有近一倍的差别。土压力计算时是水土分算还是水土合算?第一种意见是水土分算(或水土分算,有经验时可水土合算)[4] (据文献[1]之条文说明,上海、广州有关标准也持这种意见)。第二种意见是水土合算[5,6] (据文献[1]之条文说明,深圳、湖北有关标准也持这种意见),文献[5]之条文说明对此规定作了如下解释:按有效应力原理应进行水土分算,这种方法概念比较明确,但粘性土孔隙水压力往往难以确定,故采用水土合算,这种方法低估了水压力的作用,对此应有足够认识。第三种意见是根据经验确定是水土分算还是水土合算[7] ,这种意见对缺乏经验时如何计算没有说明。根据目前孔隙水压力和竖向有效自重应力(或浮重度)计算方法,水土分算的墙背土压力强度明显大于水土合算的墙背土压力强度。动水头范围内是否一律考虑渗透力?文献[8]认为应一律考虑渗透力;文献[7]与[9]认为有渗流时应考虑渗透力;文献[10]认为对透水性较强的土体应考虑渗透力,对相对不透水的土体可不考虑渗透力;文献[11]与[12]以1×10-7 m /s 的渗透系数为界,渗透系数超过此值时计算渗透力,不超过此值时不计算渗透力。为什么细砂和粉砂最易发生流土和振动液化?为什么包括潜蚀和流土的渗流破坏会在水力坡度远远小于1的情况下发生,又会在水力坡度远远大于1的情况下也不发生? 因此有必要对孔隙水压力问题加以认真的考察。本文提出了水压率的概念,以此为基础对与孔隙水压力有关的问题作出了新的解答。 1　水压率与孔隙水压力 1.1　孔隙水压力的表达为使土的力学问题能用连续体力学解决,必须把土看成连续体。因此,在研究地下水的运动时,某点的渗透速度是单位面积土截面的流量(而不是实际流速);在研究土体内力时,某点的应力是单位面积土截面上的压力。同样,与应力同量纲的孔隙水压力也应是单位面积土截面上的水压力。孔隙水压 1 2