地层压力检测技术知识讲解

H
(3)Sigmalog法 ①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。
②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： （未考虑钻井液及地层流体的影响）
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/cm³。 b、加清水充满钻井液杯，加盖后测定密度值ρT
c、计算页岩密度值ρsh=1/（2- ρT ） e、列表作H- ρsh关系曲线
ρsh
H
f、用标准透明密度图版覆盖于 H- ρsh图上，使图版的正常 地层压力当量钻井液密度线与H- ρsh上的正常密度趋势
② dc指数方程： dc=
㏒（0.0547R/N） ρn
㏒（0.0673W/D） ρm
式中：R---机械钻速 m/h
N---转速
r/min
W---钻压 KN
D---钻头直径 mm
ρn—该地区地层流体密度
ρm—钻井液密度
③dc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。 ④数据处理
求出岩石总强度（σt）¹⁄² 通过（σr） ¹⁄²=aH/1000+b，求该深度在正常趋势线上
所对应的岩石强度（σr） ¹⁄² 设Y=（σr） ¹⁄²/（σt）¹⁄²
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 （σt）¹⁄²] 当 (（σt）¹⁄²≤1)时 n=(1/640 ) [4-0.79/（σt）¹⁄²]当(（σt）¹⁄²＞1)时
b、将上式整理得： （σo）¹⁄²关于（σt）¹⁄²的一元函数
并求出： （σt）¹⁄²=------
将上式与 岩石总强度公式联立，去除 （σt）¹⁄²
得（σo）¹⁄²与 H关系方程。
（实际岩石总强度与井深关系得以建立）
c、每米取一点连续作（σo）¹⁄²与 H关系曲线。 σo
压实段 （σr） ¹⁄²表示正常趋势线
b、伊顿公式：
⒈2
ρp=ρo-（ρo-ρn） × （dco/dcn）
dco dcn dc
c、麦克伦敦公式：
ρp=0.92 ㏒( dcn-dco)+1.98
上式中： dco—实际测得的dc值
dcn---正常趋势线上的dc值
ρo---上覆岩层压力
ρn---该地区地层流体密度
d、等效深度法： Gp=0.02306-0.01236He/H 式中:He—等效深度m H---欲求地层压力深度m dc He
a、 在各井段录取的R、 N、W、D、ρn 、 ρm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
dc—H关系曲线
H
⑤、 dc指数法检测地层压力的方法（四种）
a、若玛纳公式：
ρp=ρn × dcn / dco
（σt）¹⁄²=(25.4W ¹⁄²N¼)/DR ¼ +0.0287(7-0.001H) 式中： （σt）¹⁄²----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
③具体方法：
a、设选取参数点的岩石总强度为（σo）¹⁄²，在考虑井内实际 压力和正常压差△p的影响下，得（σt）¹⁄²与（σo）¹⁄²的函数 关系式：
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。
（2） dc指数法（1971年Rehm和Mclenden提出）
①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。
t
H
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： ①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。
②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； b、用清水洗去岩屑上的钻井液。 c、烘干岩样 ③岩屑密度的测定（现场）
欠压实段
H d、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（ （σr） ¹⁄²1，H1） 和（ （σr） ¹⁄²2，H2），求取正常趋势线方程；
（σr） ¹⁄²=aH/1000+b 式中：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（σt）¹⁄²=(25.4W ¹⁄²N¼)/DR ¼ +0.0287(7-0.001H)
封等原因；造成岩石密度、孔隙度不能随着埋藏深度的增加
而呈规律性的减小。其中未排出或残留的地层流体便成为支 撑上覆岩层压力的一部分。造成地层欠压实，形成高压层。
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。
（σo）¹⁄²= F（σt）¹⁄² 式中：F= 1+[1-（1+n²△p²）¹/²] / n △p （系数）
△p=0.1(ρm-ρn)H (密度差)n=3Leabharlann 25/ [640 （σt）¹⁄²]
当(（σt）¹⁄²≤1)时
n=(1/640 ) [4-0.79/（σt）¹⁄²] 当 (（σt）¹⁄²＞1)时
一、地层压力检测的依据—岩层欠压实
在沉积岩沉积过程中，随着沉积深度的增加，岩层受 到的上覆岩层压力增大，岩层的压石程度增加、密度变大、 孔隙度减少。
（正常沉积）
（欠压实沉积）
若沉积岩在沉积过程，由于受构造运动的影响或断层
的存在，局部形成了圈闭，在沉积过程中，岩层孔隙中的流 体不能有效地排出；
或由于沉积速度高于流体排出速度或细砂沉积导致密