随钻地层压力监测系统及其应用
随钻地层压力检测
第五节 随钻地层压力检测 “正常”的地层流体压力大致等于流体液柱中的静水压力。地层流体压力有时比静水压力高，有时比静水压力低。两种“不正常”的压力条件都能引起钻井事故，而工业生产中最为关心的是异常高压，有时称之为地质压力。 一、 基本概念 1、静水压力(Hydrostatic Pressure) 静水压力是指单位液体重量与静液柱垂直高度的乘积。与液柱的直径和形状无关。 静水压力的计算公式如下： 10 d H P h ?= 式中 P h －静水压力，kg/cm 2 d －钻井液重量，g/cm 3 H －垂直深度，m 2、帕斯卡定律(Pascal ’s Law) 帕斯卡定律阐述了静止流体中任何一点上各个方向的静水压力大小相等。通过流体可以传递任何施加的压力，而不随距离的变化而降低。 根据帕斯卡定律，静水压力在液柱中给定的深度上，作用于任何方向上。 3、静水压力梯度（Hydrostatic Pressure Gradient ） 静水压力梯度是指每单位深度上静水压力的变化量。这个值描述了液体中压 力的变化，表示为单位深度上所受到的压力。其计量单位是kgF/cm 2/m 。 录井人员常用体积密度（g/cm3）来描述静水压力梯度，以便于同钻井液密度相对比。静水压力梯度的计算公式如下： 10V h PG P H P H == 式中 H PG －静水压力梯度，kg/cm 2/m P h －静水压力，kgf/cm 2 P v －单位体积质量，g/cm 3 H －实际垂直深度，m 。 应用体积密度（g/cm 3）时，静水压力梯度H G 的计算公式如下： V h G P L P H == 10
随钻测量
第六部分 随钻测量技术 随钻测量与地质导向工具 是一项钻井技术的“地下革命”
盐丘 定向钻井技术在勘探、开发中的功用 海上或陆地丛式井 工程救险井 因事故复杂进行侧钻 多目标勘探与开发 控制断层钻探 水平井进行开发 地面条件限制 大位移定向井侧钻分支井
6.1 随钻测量信息系统概述
随钻测量系统 MWD EM ˙MWD FM ˙MWD 实时动态数据测量储存系统井下动态信息测储设备 近钻头测量系统LWD 空间姿态测量系统 钻头前方探测系统 SWD 地面监测录井系统综合录井仪八参数仪地面模拟器 地面与井下数据储存、分析与显示系统 地面或远方决策与总控系统 微电脑一 微电脑二微电脑三 （上行测量信息通道） 6.1.1 随钻信息测量-控制-通讯流程图 地面控制设备 环空/钻柱 井下控制机构 井下执行机构 钻头/工具
6.1.2 随钻测量系统发展 ?MWD ——measure while drilling ?EM.MWD ——eleetronic measure MWD ?FE.MWD ——formtion Evaluation MWD ?DWD ——Diagnostic-While-Drilling ?LWD——logging while drilling ?SWD——seismic while drilling ?GST ——Geosteering Tool
6.1.3 随钻测量参数 ?井斜、方位、工具面、井下钻压、井下扭矩、马达转速?井下振动、伽马射线、地层电阻率、密度 ?方位中子密度、中子孔隙度、环室温度 ?探测各种异常地层压力、预测钻头磨损状况 ?探测井下异常情况及故障分析 ?通过井下存储可实现测井的全井图像分析
【CN109826561A】一种无人值守极地粒雪层温度随钻测量装置【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910291564.8 (22)申请日 2019.04.12 (71)申请人 吉林大学 地址 130000 吉林省长春市前进大街2699 号 (72)发明人 范晓鹏 王金波 王雪琪 代立现 李枭 李亚洲 王婷 帕维尔·达拉拉伊 (74)专利代理机构 长春市吉利专利事务所 22206 代理人 李晓莉 王楠楠 (51)Int.Cl. E21B 7/00(2006.01) E21B 7/15(2006.01) E21B 47/07(2012.01) (54)发明名称 一种无人值守极地粒雪层温度随钻测量装 置 (57)摘要 本发明公开了一种无人值守极地粒雪层温 度随钻测量装置，属于钻探机具领域，包括天车 滑轮、编码器、滑轮支架、天车压力传感器、钻塔、 供电测温电缆、热熔钻具、控制箱、绞车、绞车电 机及钻塔底座，钻塔顶部安装有天车滑轮，天车 压力传感器固定在滑轮支架与钻塔之间，用于对 钻进压力进行实时监测，天车滑轮轴端连接有编 码器，实现对钻进速度的检测。绞车通过提放供 电测温电缆完成对热熔钻具的下放和提升。供电 测温电缆由两条电缆并联组成，其中一条用于对 热熔钻具进行供电，另一条用于完成对钻孔温度 的测量。控制箱的自动控制实现无人值守钻进， 大大降低现场人员劳动强度。可实现对极地冰盖 温度分布的大范围多点快速测量，具有广泛的应 用前景。权利要求书1页 说明书4页 附图2页CN 109826561 A 2019.05.31 C N 109826561 A
随钻地层压力检测方法及其应用
随钻地层压力检测方法及其应用 余明发1,2,李庆春3,黄彦庆1,徐孝日2Ξ (1.中国地质大学(北京);2.中油测井技术服务有限责任公司;3.中原油田地质录井处) 摘 要:在油气勘探工作中,油气层压力的预测和控制直接关系到钻井的成功率和油气田的勘探速度等问题。压力录井的方法可进行地层压力预测,有益于安全快速钻进。异常地层压力成因多样,随钻表现各不相同,灵活掌握运用检测方法,能有效捕捉信息,准确判断压力情况。dc指数和气体参数法是应用较多的地层压力检测方法,在钻达高压油气层之前,能预测异常高压的存在并对井控提供有效的技术支持。认真总结经验,抓住主要矛盾,仔细工作,完全可以作好地层压力预测工作。 关键词:录井;预测;地层压力;异常;随钻;dc指数;气测 前言 在油气勘探工作中,研究油气层压力,特别是油气层的异常压力及其预测和控制方法,有益于安全快速钻进,直接关系到钻井的成功率和油气田的勘探速度等问题〔1〕。 油气勘探开发的需要,使压力预测方法应运而生。压力预测是使用区域地质资料、地球物理勘探数据〔2〕、邻井测试资料以及随钻压力检测数据进行分析〔3〕,确定可能存在压力异常的层位和井段,并对地层压力做出预测的技术手段,地层压力预测可以为及时处理复杂情况提供充分的思想准备和物质准备。 在钻井施工现场,可采用压力录井的方法进行地层压力预测。压力录井是在实时录井过程中,使用钻井工程参数、气体检测参数、钻井液检测参数、岩石物理检测参数等录井数据,判断地层压力环境,预测地层压力数值的方法。 1 异常地层压力的概念 地层压力即作用于地层孔隙流体上的压力。在正常压实条件下,作用于孔隙流体的压力即为静水柱的压力。但是由于许多因素的影响,作用于地层孔隙流体的压力,很少是等于静水柱压力的。通常我们把偏离静水柱压力的地层孔隙流体压力称之为异常地层压力,或称为压力异常。 在成岩作用的过程中,造成高压异常的主要因素又可分为泥(页)岩压实作用、蒙脱石的脱水作用、胶结作用、热力作用和生化作用、渗析作用、构造运动、流体密度差异、注入作用(断层窜通)、地层压力充注造成异常高压等;低异常地层压力形成的原因有页岩减压膨胀以及地层温度降低等因素。 在油气田勘探开发的过程中,特别是在勘探阶段,国内外都非常重视油气藏压力异常情况的研究,认真找出异常地层压力变化的规律。在研究异常地层压力时常用压力系数或压力梯度来表示异常地层压力的大小。 2 随钻地层压力检测方法 预测异常地层压力的任务是确定异常地层压力带的层位和顶部深度,计算出异常地层压力值的大小。 具有高压,特别是超高压异常地层压力的油、气层在地下并非孤立地存在。正如在页岩的压实作用对异常压力形成的影响问题中指出的那样,高压或超高压储油、气层周围的混岩、页岩层,是处于从正常地层压力到异常地层压力过渡的地带上,因此,这个过渡地带上的泥岩、页岩也就具备了高压或超高压异常地层压力的特征。与远离高压异常带的,属于正常压实的页岩、泥岩相比,过渡带的泥岩、页岩由于是欠压实的,因此,其密度小,孔隙度大。在钻井过程中,当钻入过渡带时,还可能产生井喷、井漏、井涌以及钻井参数出现异常等现象。人们对过渡带的这些显示进行仔细的观察和研究,便可预测异常地层压力。 Ξ收稿日期:2007-02-22 作者简介:余明发1964年生,1985年毕业于江汉石油学院勘探系石油地质专业,现为中国地质大学(北京)在读博士生、中油测井技术服务有限责任公司解释研究中心高级地质师。
地层压力定量计算方法
地层压力的定量计算 对任何井及区块地层压力的认识首先是从对区域地震剖面、地质构造、地层沉积史、油气运移、生排烃史以及周边和实钻资料的综合分析获得的，在此基础上建立区域地层压力模型，绘制出地层压力、破裂压力和上覆地层压力剖面，并对即将钻探的井提出具有指导性的意见和套管下深结构建议。在随后的实钻过程中，通过对实时钻井数据的分析不断修改和完善预测结果。最后以实测的地层压力数据对所建立的地层压力剖面及模型加以校正。 由此可见对地层压力的认识是一个不断认知-更新的过程，地层压力预测、评价服务贯穿了一口井从设计到完井的始终。为了将问题简单化我们按其和钻井作业的对应关系将地层压力预测、监测和评价大致分为：钻前地层压力预测、随钻地层压力监测和钻后地层压力评价三部分。其中随钻地层压力监测是对地层压力准确认识的关键，它关系到钻井作业的成败。 一、地层压力检测所需资料 地层压力检测结果出自对定量数据的计算和对定性数据的分析。所需的资料大致分为数据类、图表类和文字描述类。 数据类：预测井和临井经深度校正后的地层层速度数据及分层数据；预测井和临井的海拔高度、补心高度、钻盘面距名义海平面距离、井位坐标及地下水平面高度数据；临井套管下深结构数据；临井钻井录井数据，包括：井深、垂深、钻速、钻压、气测、出/入口泥浆密度、出/入口泥浆温度、ECD、Dxc等；临井的测井或LWD数据，包括：然伽玛或自然电位、深浅电阻率、声波、岩石密度等数据；临井实测地层压力数据，包括：MDT、RFT或DST；临井地层漏失实验（LOT）或地层完整性实验FIT数据。 图表类：临井综合录井图和地层压力录井图；过井地震剖面；预测井含临井的地理位置图。 文字描述类：临井岩屑和岩芯定名及描述；临井地质完井报告、钻井报告和井史；临井井漏、井涌、井喷记录。 二、伊顿法地层压力的定量计算 对地层压力的计算通常基于Terzaghi (1948)的应力模型，也既是：P f=S-σ 。在具体的计算中使用伊顿，所得出的为孔隙压力梯度而不是压力。 1. 使用测井电阻率计算孔隙压力梯度： Pf=OBG-((OBG-Pn)*(Ro/Rn)1.2) 式中: P f =孔隙压力梯度 OBG=上覆压力梯度 P n=正常孔隙压力梯度，通常取1.034。 R o=实测泥岩电阻率 R n=正常泥岩电阻率，来自于正常压实趋势线 2. 使用测井声波计算孔隙压力梯度： Pf=OBG-((OBG-Pn)*(dTn/dTo)3) 式中：dT n=正常压实泥岩中声波速度，来自于来自于正常压实趋势线 dT o=实测泥岩声波速度 3. 使用Dxc计算孔隙压力梯度： Pf=OBG-((OBG-Pn)*(Do/Dn)1.2) 式中：D o=实测Dxc D n=正常压实泥岩中Dxc，来自于来自于正常压实趋势线