地层超压成因类型及测井识别方法
2006_申辉林_测井资料检测地层压力的方法综述及评价
测井资料检测地层压力的方法综述及评价申辉林,朱玉林,高松洋,王 敏Ξ(中国石油大学(华东)资信学院 257061) 摘 要:测井资料检测地层压力是钻井完成后的压力计算技术,它不仅可以评估研究区域的地层压力情况,还可以为石油钻井提供基础数据。
在当前已有的压力检测方法中,大多数方法存在一定的局限性。
针对这一特点,本文阐述了各种方法的基本原理,在此基础上指出了方法中存在的不足以及方法的适用条件。
关键词:测井资料;地层压力;正常压实趋势线;有效应力 地层压力是指地层岩石孔隙内流体所承受的压力,它是石油勘探与开发的重要参数之一。
目前,在石油工业中用于确定地层压力的方法很多,大体上可分为钻井工作前用地震资料预测地层压力的方法,钻井过程中用随钻录井资料监测地层压力的方法,以及钻井完成后用测井资料检测地层压力的方法。
由于测井资料受人为影响因素少,且能随井深连续变化,被公认为是较理想确定地层压力的方法。
利用测井资料检测地层压力可用来评估地层压力和指导邻近待钻井的施工。
在已有的压力测井检测方法中,大多数方法存在一定的局限性,有的方法还存在理论缺陷,所以要获得比较准确的地层压力数据,分析方法中存在的不足和方法的适用条件显得尤为重要。
1 方法综述地层压力的测井检测方法归纳起来主要有基于正常压实趋势线法、有效应力法和多个测井参数组合法等三类。
1.1 基于正常压实趋势线法这类方法主要有经验系数法、等效深度法和Eaton法。
这些方法都需建立正常压实趋势线,这里先介绍一下正常压实趋势线。
1930年A thy提出了在正常压实情况下的地层孔隙度随埋深变化关系式[1]:Υ=Υ0e-CH(1) 由(1)式可知,在正常压实情况下,在以孔隙度为横坐标,深度为纵坐标的半对数坐标系中,二者呈直线关系,该直线称为“正常压实趋势线”。
欠压实泥岩地层的孔隙度比正常压实情况偏大,偏离了正常压实趋势线,按照不平衡压实造成欠压实而产生异常高压的机制,认为该处地层存在异常高压[2]。
测井中地层因素的概念
测井中地层因素的概念
测井是一种重要的地球物理勘探技术，用于识别地下岩层的性质和组成。
在进行测井分析时，地层因素是一个关键的概念，它可以影响测量结果并指导解释。
地层因素包括以下几个方面：
1. 岩层类型：不同类型的岩层具有不同的物理特性，例如硬度、密度、孔隙度等，这些特性会影响测井数据的响应。
2. 岩层厚度：岩层厚度越大，其物理特性和化学成分的变化也越多，这会导致测量数据的变化。
3. 岩层的构造和纹理：如褶皱、断层等会影响岩层物理特性的分布和变化，从而影响测井数据响应的解释。
4. 地下水：岩石中的水分含量和流动状态也会影响测井数据的响应，特别是在含水层中进行测量时需要特别注意。
5. 地层的成因和演化历史：岩层的成因和演化历史会影响其物理和化学特性的变化，从而影响测井数据的响应。
在进行测井分析时，必须考虑这些地层因素，以便正确解释测井数据，并得出准确的结论。
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地层压力检测技术知识讲解
(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
地层压力检测技术
（2）电阻率法
①原理：在正常压实情况下，电阻率随地层埋藏深度的增加， 应逐渐增加。但遇及高压层时，由于岩石密度突然减少，而 电阻率逐步减小。利用此特性检测地层压力。 Ro Rn 电阻率
H ②Eaton计算地层压力公式； Gp=Go- [ （Go-Gn ）（Ro/Rn）¹ · ² ] 式中： Ro---所求点的实测电阻率 Rn---所求点在正常趋势线上的电阻率
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 H1 B A
b、根据H1处的地层基岩压力等效于H2处的地层基岩压力。 计算H2点处的地层压力。
因： Po= Pp +＆
＆ H1 = PoH1 -PpH 1 ＆H 2 = PoH2 -PpH 2 ＆1 = ＆2
PpH 1 = PoH1 -PoH2+PpH 1 =g（H1-H2）ρo+g H1 ρn
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 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
（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。 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
211219830_南海某深水区地层异常高压成因分析及识别方法
194南海某深水区域逐渐成为了南海东部勘探的主要目标，但是在钻探的过程中碰到了很多影响安全钻井的高温高压情况。
国内外以前的钻前压力预测技术基本上是基于地层欠压实理论的，但南海某深水区地层的异常压力成因机理不是基于地层欠压实理论的，为了解决这一难题，开展该深水区的异常高压成因分析及识别方法研究，降低钻井工程风险，为后期的更大规模的勘探开发提供钻井工程安全保障。
1 异常压力成因机理异常压力的成因条件多种多样，一种异常压力现象可能是由多种互相叠置的因素所致，其中包括地质的、物理的、地球化学和动力学的因素，主要有经下几种：（1）沉积物的欠压实，是最常见的异常高压形成机制，一般集中在沉积速度快、厚度大的古近系地层，三角洲前缘、三角洲间湾以及中深湖环境容易产生欠压实作用；（2）构造作用。
包括构造挤压、断层作用、盐底辟和泥底辟、地震、地层抬升剥蚀等；（3）有机质的降解。
包括干酪根成熟生烃作用和烃类热裂解生气作用；（4）成岩与后生作用。
包括蒙脱石向伊利石转化脱水、石膏向硬石膏转化脱水、后生胶结作用等；（5）地温异常和水热增压作用。
（6）浓度差扩散作用。
包括渗透作用和逆渗透作用；（7）流体运移及压力传递。
（8）流体密度差异与油气浮力；（9）永久冻结环境增压。
但就一个特定异常压力体而言，其成因可能以某一种因素为主，其它因素为辅。
Chilingar等依据细粒碎屑物上覆岩层压力、垂直有效应力和孔隙压力间的关系，将异常高压可能的形成机制分为地层孔隙体积的变化（减小）、孔隙流体体积的变化（增加）、流体压力的变化及流体的运动三大类。
Ward（1994）依据泥页岩地层原始沉积加载过程中垂直有效应力的加载、卸载关系，提出了基于沉积压实过程力学关系的异常高压分类方法。
2 异常高压地层的判别方法研究异常高压的形成机制，是精确计算地层孔隙压力、分析超压分布特征的基础和前提。
除构造作用外，欠压实和流体膨胀是形成异常高压最常见的两种机制。
钻井过程中地层压力预测与监测
钻井过程中地层压力预测与监测[摘要]钻井过程中异常高压研究在石油勘探行业给予了足够的重视是因为它在石油勘探开发中具有十分重要的理论和实际意义。
本文提出了以地质研究为基础，综合测井、地震和录井等资料，进行区块研究，建立压力分布的宏观模型，为随钻预测与监测提供静态预测模型，并根据实时录井资料进行适当修正，将预测与监测紧密结合，达到准确压力预测的目的。
[关键词]超压成因超压预测 dc指数定量预测方法设计中图分类号：te271 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）11-0164-011 异常高压的基本成因及压力预测的理论依据对超压成因的认识是我们进行压力预测与监测的基础，不同成因类型的超压，决定了我们所采用预测和监测方法的适应程度。
超压体的成因是由多种因素造成的，可归纳为沉积型和构造型两类。
沉积型成因以快速沉积造成的不均衡压实作用为主，带动水热增压作用、蒙脱石变成伊利石的成岩作用和烃类生成作用等。
构造型成因主要是由区域性抬升隆起等构造应力作用形成的。
目前的压力预测水平分析，主要都是根据地震、测井、钻速等三个方面的资料来进行定量预测和监测的，而这些方法的根本理论依据就是超压起因于压实与排液的不平衡，我们的讨论也仅限于压实成因的超压预测问题。
2 地层压力定量预测方法设计异常高压带的预测方法按类别可分为钻井法、测井法和地震法等。
这些方法的一个共同特点就是通过对欠压实地层的检测来间接地求取地层压力。
我们的研究主要通过钻井资料、测压资料进行标定，以地震资料和测井资料研究和处理为主，开展岩性组合、泥岩过剩压力、储层流体势的预测，在压力预测的基础上，将预测结果应用于现场dc 指数的实时地层压力监测。
2.1 地层压力预测应用等效深度法，将测井解释的泥岩压实曲线或地震速度曲线变换为地层压力曲线，进而获取地层的地层压力、过剩压力、压力系数、压力梯度等参数，达到异常压力预测的目的。
并将计算结果按点、线、面（目标层段）成图。
异常高压的形成机理与检测方法
异常高压的形成机理与检测方法发布时间：2022-08-19T03:49:21.805Z 来源：《科技新时代》2022年第1期作者：周歌[导读] 钻井中如果未能检测到可能钻遇韵异常高压层周歌中石化重庆涪陵页岩气勘探开发有限公司摘要：钻井中如果未能检测到可能钻遇韵异常高压层，使用的钻井液产生的液柱压力小于实际的地层压力时，将可能引起严重的井喷事故。
但如果使用的钻井液密度过大，产生的液柱压力大于实际的地层压力时，就会导致井漏，造成严重的油气层破坏和污染，甚至压死油气层，使井报废。
因此在油气井钻探过程中，对油气层实际压力检测将具有重要的意义。
关键词：异常高压；形成机理；检测方法 1异常高压成因机制异常压力的成因机制多种多样，一种异常压力现象可能是由多种因素共同作用所致，其中包括地质的、物理的、地球化学的和动力学的因素。
欠压实是指地层在埋藏和压实过程中，水在机械力的作用下从沉积物中排出。
在厚而快速沉积的泥岩剖面中，由于压实引起孔隙度和渗透率的降低，从而阻止了水从泥岩中流出，这将导致压实停止，至少是使压实变慢。
当埋藏继续时，上覆地层载荷增加，承受上覆地层载荷的流体压力也相应地不断增加。
若正常压实地层中出现异常高压，则表明除不均衡压实外一定还有其它一些机制发挥着作用。
产生不均衡压实应具备如下条件：①巨大的沉积物总厚度；②厚层粘土岩的存在；③形成互层砂岩；④快速堆积加载；⑤在许多地区，欠压实多发生在海退层序中，而其中快速沉积是最主要的因素。
构造活动是一个可能产生异常高地层压力的原因，在逐渐埋深期间，成烃的反应使流体体增加，从而导致单个压力封存箱内的超压。
当储集层中的油转变成甲烷时，引起相当大的体积增加。
在良好的封闭条件下，这些体积的增加能产生超高压。
在有效封闭存在的地方，不断产生的甲烷能将压力提高到超过静岩压力，从而使封闭层破裂并导致流体的渗漏。
甲烷的生成对异常压力的产生是一个潜在的高效机制，尤其是在与源岩有密切联系的岩石中。
渤海湾盆地渤中凹陷古近系地层超压成因及测井响应特征
第34卷第3期岩性油气藏V ol.34No.3收稿日期：2021-07-29；修回日期：2021-09-05；网络发表日期：2021-11-04基金项目：中海石油（中国）有限公司“七年行动计划”科技重大专项“渤海油田上产4000万吨新领域勘探关键技术”（编号：CNOOC-KJ135ZDXM 36TJ 08TJ ）资助文章编号：1673-8926（2022）03-0060-10DOI ：10.12108/yxyqc.20220306引用：何玉，周星，李少轩，等.渤海湾盆地渤中凹陷古近系地层超压成因及测井响应特征［J ］.岩性油气藏，2022，34（3）：60-69.Cite ：HE Yu ，ZHOU Xing ，LI Shaoxuan ，et al.Genesis and logging response characteristics of formation overpressure of Paleogenein Bozhong Sag ，Bohai Bay Basin ［J ］.Lithologic Reservoirs ，2022，34（3）：60-69.渤海湾盆地渤中凹陷古近系地层超压成因及测井响应特征何玉，周星，李少轩，丁洪波（中海石油（中国）有限公司天津分公司，天津300452）摘要：通过渤海湾盆地渤中凹陷古近系的测压、测井数据建立全井段地层压力曲线，划分其垂向超压带，并根据垂直有效应力-速度交会图、烃源岩发育层段及镜质体反射率分析了超压成因和类型，完善了超压成因的识别方法。
研究结果表明：①渤中凹陷古近系东二下段至沙三段均发育异常超压，超压成因主要为欠压实、有机质生烃、流体传导，随着地层年代变老，超压成因由欠压实向有机质生烃、流体传导等非欠压实成因变化。
②欠压实超压多发生在厚泥岩段，声波速度变化小，岩石密度较小，垂直有效应力稳定；有机质生烃超压层段的声波速度低于正常压实地层的速度，但随深度增加略有增大，垂直有效应力较小；流体传导超压一般发生于不具备自源型超压生成条件的流体封存箱，声波速度及岩石密度均为正常压实趋势，实测压力纵向上随深度线性增加，表现为同一压力系统。
测井方法原理及应用分类
测井方法原理及应用分类测井是指利用测井工具对地下井眼和岩石进行物理学、地球物理学和工程学参数的测量和记录的技术。
它是地质勘探和油气开发中的重要手段，广泛应用于石油勘探、岩石力学研究、水文地质、土壤调查、地下水动力学、环境地质等领域。
本文将详细介绍测井方法的原理及其应用分类。
一、测井方法的原理：1.伽马射线测井：利用自然伽马射线在地层中的吸收和散射特性，测量地层中放射性元素的含量。
通过测量伽马射线强度的变化，可以确定地层的岩性，判别储层类型。
2.电阻率测井：利用地层差异的电导率和介电常数，测量地层的电阻率。
通过测量电阻率的变化，可以确定地层的岩性、含水饱和度、孔隙度等。
3.自然电位测井：利用地层中的自然电位差，测量地层电位差的变化，以确定地层中的含水层位置和厚度。
4.声波测井：利用地层中声波的传播速度和衰减特性，测量地层的声阻抗和声波传播时间。
通过测量声波的变化，可以确定地层的岩性、孔隙度、裂缝情况等。
5.压力测井：利用钻井液的压力变化，测量地层的孔隙压力和地层压力系数。
通过测量压力的变化，可以确定地层的岩性、压力梯度等。
6.密度测井：利用地层密度的差异，测量地层的密度。
通过测量密度的变化，可以确定地层的岩性、孔隙度、含油饱和度等。
二、测井方法的应用分类：1.岩性测井：包括伽马射线测井、电阻率测井和声波测井。
它们可以对地层的岩性、构造性质、同位素组成等进行识别和判别，用于确定地层的储集能力、孔隙度、脆性指数等参数。
2.储层测井：包括电阻率测井、声波测井、密度测井和孔隙度测井。
它们可以确定地层的孔隙度、渗透率、含水饱和度等参数，用于评价储层的质量和储量。
3.含油气层测井：包括电阻率测井、伽马射线测井、密度测井和压力测井。
它们可以确定地层的含油气饱和度、储量、压力梯度等参数，用于评价油气层的勘探和开发潜力。
4.地层压力测井：主要包括压力测井和电阻率测井。
它们可以确定地层的孔隙压力、裂缝压力、渗透能力等参数，用于评价地层的压力梯度、岩石力学性质等。
地层异常高压的成因与地层压力预测方法
地层异常高压的成因与地层压力预测方法张彩霞; 孙艳超; 李世勇【期刊名称】《《甘肃高师学报》》【年(卷),期】2019(024)005【总页数】4页(P59-62)【关键词】地层异常高压; 地层压力预测; 动态识别【作者】张彩霞; 孙艳超; 李世勇【作者单位】兰州城市学院培黎石油工程学院甘肃兰州730070; 川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院陕西西安710018; 低渗透油气田勘探开发国家工程实验室陕西西安710018【正文语种】中文【中图分类】P618.13随着能源的不断需求，我国加大了油气勘探和开采的步伐，钻井是油气开发的重要环节，一口井的顺利钻进受多种因素控制，钻井时钻井液产生的静液压力与地层压力建立起一定合理的平衡关系，钻井就会顺利进行，否则就会发生井涌、溢流，如果井底压力远远大于钻井液所产生的静液压力，那么就会发生井喷事故，井喷一般会释放有毒气体（硫化氢）或出现着火，对现场工作人员会造成伤亡，对环境会造成极大地污染，危害群众，同时由于硫化氢的燃烧会烧毁钻井设备，对财产造成严重损失.例如：2003年12月23日22时左右，川东气矿罗家一天然气井发生井喷事故，喷出大量H2S气体，造成243人死亡、10175人不同程度中毒，十万群众被紧急疏散[1，2].由此可见钻井过程中，准确预测地层压力，当地层压力出现异常高压时，适时调整钻井液密度，对顺利钻井尤为重要.1 异常高压形成的机理1.1 成岩作用形成的异常高压1.1.1 泥、页岩的压实作用沉积物在随着沉积过程埋藏深度不断增加，沉积物被压实，储存在孔隙中的流体不断被排出，孔隙体积不断减小.在上覆沉积物连续沉积的情况下，如果粘土沉积物孔隙中的流体内排挤出的速度与上覆沉积物增加的速度相一致，只到粘土不再被压实为止，这是正常压实[3].但是，随埋藏深度增加，岩层变的致密，孔隙变的越来越小时，泥岩内部已经成为一个封闭或半封闭的系统，孔隙中的流体排出受阻，此时孔隙中的流体就会对上覆岩层所产生的压力起到支撑作用，地层就会形成异常高压.这种异常高压大多数存在与沉积盆地的烃源岩中[4，5].1.1.2 蒙脱石脱水作用粘土沉积物中的蒙脱石在其埋藏过程中，随着埋藏深度的增加，地层温度亦会不断升高，而蒙脱石中含有大量的晶格层间水和吸附水，当温度升高到大约在100℃时，达到蒙脱石的脱水门限值时，蒙脱石中的晶格水和吸附水将被脱出，此时蒙脱石转化为伊利石.而这些层间水在压实作用下会有部分甚至全部成为孔隙水.如果上述脱水过程发生在一个封闭的地质条件下，那么脱出来的水就会被封闭在孔隙里，从而增加了孔隙流体的压力，形成地层异常高压[4，5，6].1.1.3 硫酸盐岩的成岩作用Hanshow 和 Bredehoeft（1986）曾经提出：石膏（CaSO4·4H2O）向无水石膏转化时会析出大量的水，如果这一转化过程是在封闭的地质条件下，那么脱出的水就不能及时排除，而是被封闭在了地层孔隙中，致使孔隙流体压力增加，从而形成异常高压地层[5].1.2 构造作用形成的异常高压构造运动产生的地应力，导致地层被压缩和发生变形，使地层孔隙空间减小，致使孔隙内部压力增加，因而形成异常高压[5，7，8].1.3 有机质的生烃作用形成的异常高压干酪根成熟后将生成大量油气.这些油气的体积大大超过原来干酪根的体积，这些不断生成的新生流体进入烃源岩的孔隙空间，多余孔隙体积的流体，在正常压实的情况下，多余的流体体积将被排出烃源岩，而在欠压实阶段，由于排液受阻，油气的生成必然造成孔隙压力的增大，促进异常高压的形成[5].1.4 流体热增压形成的异常高压任何流体都具有热胀冷缩的性质.随着埋藏深度的增加，受地温梯度影响，地层温度在不断地增加，当地温升高时，岩石孔隙中的油、气、水就会发生膨胀.如果此时地层处于封闭或半封闭的状态，孔隙流体体积的膨胀必然导致压力的增加，进而形成异常高压[5].1.5 渗析作用形成的异常高压位于粘土或页岩地层两侧的液体的含盐浓度不同时，浓度低的液体就会以粘土或页岩作为半渗透膜，向浓度高的液体中渗流，从而产生渗析压力.在封闭地层条件下，形成了异常高压[5].综上所述，异常高压的形成受成岩作用、构造作用、有机质的生烃作用、流体热增压、渗析作用等多种因素影响，成因复杂、多变给准确预测地层压力带来一定难度.所以，针对不同成因的地层压力发明不同的预测异常高压的方法，如通过计算的方法有效的获得地层压力，或者通过钻井过程动态识别的方法来预测地层压力，近年来又出现了利用油气地球化学特征来预测地层异常高压,不同方法的应用都是为钻井提供合理准确的参数，以保证钻井安全顺利进行.2 地层异常高压计算方法2.1 等效深度法等效深度法是指在不同深度具有相同岩石物理性质的泥岩骨架所承受的有效应力σ相等.即，每个欠压实点A都有一个对应的正常压实点B，两点的压实程度相同（图1）.点B的深度dB被称为等效深度.从点B到点A埋藏过程中，由于孔隙中的流体承受着所有增加的上覆压力，所以颗粒之间传递的骨架应力在A、B两点保持一致[9].通过宋亮等人，利用等效深度法对车西地区的计算研究,结果发现相对误差较小，能够较好地反映地层压力的连续变化特征，能准确预测异常高压的位置.同时研究发现，用这种方法预测地层压力的精度受原始测井资料的质量以及等效度的准确计算的影响.因此在用该方法预测地层压力时，必须要保证测井资料准确可靠，才能准确预测地层压力，为钻井提供合理准确的参数.图1 地层异常压实示意图2.2 伊顿法（Eaton Method）伊顿法的原理是压实参数的实际值和正常趋势线的比率与地层压力的关系是由上覆压力梯度的变化决定的[9].其通用公式为2.3 比值法（The Ratio Method）比值法的原理是压实参数的实际值与延伸到同一深度的正常值的比值，与对应的正常压力和异常压力的比值成正比[10].实际值与正常压力值的比值反映了实际值偏离正常值的程度，从而反映出异常压力的程度.对于实际值小于正常值的（如DC 指数、泥页岩密度、密度测井等）曲线，比率法的计算公式为对于实际值大于正常值的曲线（声波时差、层速度等），比率法的计算公式为2.4 经验系数法该方法利用已有的地层孔隙压力实测数据与相应地层的测井参数（声波时差、电导率、视密度）值，得到经验系数图版或回归为经验公式，然后利用图版或公式并根据实际测井参数值计算地层孔隙压力[11].3 地层异常高压动态识别方法3.1 DC指数法DC指数法实质是机械钻速法，它是利用泥、页岩压实规律和井底的钻井液柱压力与地层压力之差对机械钻速的影响，来检测地层压力.正确的正常趋势线是利用DC 指数法检测地层异常压力的关键.通过在钻遇异常压力地层之前，找一段厚度相对较大的岩性较好的纯泥岩或页岩来确定正常趋势线[9，10，12]，当钻遇异常压力层 DC 指数就会偏离正常趋势线，马静2010成功预测了X1井的异常高压[13].该方法适用于泥页岩.3.2 西格玛法西格玛法是20世纪70年代末提出来的一种检测岩性混杂地层压力的方法.通过对随钻钻井参数，进行一定的数学处理求取地层强度参数，来检测地层压力[14].该方法适用于解决岩性混杂地层的压力预报，可确定任何深处的岩石强度，可用于深部复杂地层[15].3.3 标准化钻速法标准化钻速法，是将不同条件下取得的钻速转化为同一条件下的标准化钻速，通过标准化钻速的变化来检测地层压力变化的随钻检测方法（刘文，2002）.该方法受其他因素的影响，比如井径、岩性、钻头、钻井液密度等，可通过平移钻速正常趋势线的方法来消除[16，17].3.4 岩石强度法岩石强度法是根据现场钻井时所取得的钻井数据来评估岩石强度，通过大量的岩石力学实验建立岩石强度与地层孔隙压力之间的模型，该模型包括井深、钻压、转速、钻速、泥浆密度、排量和钻头扭矩等钻井参数.岩石强度法不需要建立趋势线，人为影响因素少，是基于岩石物性的研究提出来的，理论上适用于各种岩性[15].3.5 标准层比值法标准层比值法是用所测目的层的测井参数值与本井正常压力标准层的测井参数值比较，求出各层相对应的比值，一般选取分布广泛、沉积稳定、物性均匀，测井响应平稳和地层压力正常的泥岩层作为标准层.具体做法可以总结为：依据声波、电阻率的标准比值，编制声波—电阻率测井参数交会图版；依据声波、密度的标准比值，编制声波—密度测井参数交会图版；依据密度、自然电位的标准比值，编制密度—自然电位测井参数交会图版；这些图版建立好后，正常压力和异常高压的取样点会分布于图版的不同区域，从而判断地层压力正常与否.异常高压层的测井识别标准为：自然电位的标准比值≤1.12；声波的标准比值≥0.74；电阻率的标准比值≥0.56；密度的标准比值≤1.06.该方法在潼南构造异常高压层得到较好应用[18].4 地层压力预测新方法该方法是基于地球化学特征预测地层异常高压，通过原油的物理性质，如密度、饱和压力、粘度、油气比、凝固点等诸多参数，各参数的变化是相互关联的,利用这些参数的相互影响关系来判断地层压力.研究发现，油气地球化学特征与压力区间之间有相关性.烃类大量指示反映生烃与运移的信息，包括轻重比、异构化参数.通过张守春对东营凹陷进行研究发现，高压带以高甾烷、高轻重比为主，指示相对稳定.过渡带出现了明显的差异，甾烷和轻/重比高、低值不同程度地出现，多数情况下轻重比明显存在大范围低值区，甾烷异构化有变低趋势，但局部可保留高值.常压带总体表现为甾烷大幅度变低，轻重比增高[19].所以根据甾烷、轻重比等参数与压力特征之间的关系，可以很好地预测成藏期异常压力的发育范围.5 结论地层异常高压的成因有泥、页岩的压实作用、蒙脱石脱水作用、硫酸盐岩的成岩作用、构造作用、有机质的生烃作用、流体热增压、流体密度差异和渗析作用形成异常高压，岩性不同异常高压成因不同，测量方法不同，可根据钻遇不同的地层对可能出现高压做提前预测和做好相应钻井措施.异常高压测量方法多样，主要有压力计算法、随钻测量法和油气地球化学特征法.方法不同用途不同，综合利用有效判断地层压力，为钻井提供合理准确的参数，保证钻井安全顺利进行.参考文献：【相关文献】[1]谢传欣，叶从胜，黄飞.国内外井喷事故回顾[J].安全健康和环境，2004，4（2）：9-10.[2]赵俊茹.防喷器的声发射检测及信号分析方法研究[D].大庆:东北石油大学博士学位论文，2013.[3]钟文俊，夏宏泉，赵昊，等.潼南构造异常高压层的测井识别研究[J].测井技术，2010，34（1）：81-82.[4]国景星.油气田开发地质学[M].东营：中国石油大学出版社，2008：291-293.[5]柳广弟.石油地质学[M].北京:中国石油大学出版社，2009：179-182.[6]聂凯轩.反演技术在复杂油气储集层研究中的应用[D].成都：成都理工大学博士学位论文，2007.[7]李新宁，李留中，徐向阳，等.异常地层压力的形成原因及预测方法[J].吐哈油气，2006，11（2）：120-126.[8]高宁宁，单玄龙，马锋，等.辛加地堑古近纪稠油富集规律和成藏模式[J].特种油气藏，2015，22（4）：61-64.[9]陈永明.压差校正可提高d指数地层压力检测精度[J].钻采工艺，1994，17（4）：25-28.[10]左星，何世明，黄祯，等.泥页岩地层孔隙压力的预测方法[J].断块油气田，2007，14（1）：24-26.[11]樊洪海.测井资料检测地层孔隙压力传统方法讨论[J].石油勘探与开发，2013，30（4）：72-74.[12]杨进，李贵川，李庆彤，等.高温高压气井随钻地层压力检测方法研究[J].石油钻采工艺，2005，27（3）：18-21.[13]马静.对预测异常高压层方法的几点认识[J].内江科技，2010，（2）：96.[14]张伯文，王程忠，董振国，等.塔北深探井地层压力预测检测技术及应用[J].西部探矿工程，2000，（2）：68-69.[15]崔杰.川东北地区深部地层异常压力成因与定量预测[D].青岛：中国石油大学博士学位论文，2010.[16]王彦棋.标准化钻速法检测地层压力技术的改进与应用[J].钻采工艺，1998，21（6）：16-19.[17]刘文.欠平衡钻井地层压力预测研究[D].大庆：大庆石油学院硕士学位论文，2002.[18]钟文俊，夏宏泉，赵昊，等.潼南构造异常高压层的测井识别研究[J].测井技术，2010，34（1）：81-82.[19]张守春，王学军，朱日房，等.一种预测异常高压发育范围的新方法：以东营凹陷为例[J].高校地质学报，2018，24（1）：139-145.。
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0 引言
流体动力学一直是盆地流体地质学的核心研究 内容[5]。据 J.M Hunt 不完全统计，在全球沉积盆地 中约有 180 个存在异常高压，其中约有 160 个沉积盆 地的油气分步受控于超压，并且在个别地区会有低 压异常[16]。异常压力的存在往往是油气等流体的运 移性明显的一重要因素。虽然在一些盆地内未发现 明显的超压现象，但不代表在该盆地演化史上没有 出现过异常压力现象[1]。在改造强烈的盆地中，油 气的运移方向与异常压力在历史上发生多次改变和 调整相关，因而油气的成藏和赋存有其独特规律。 为此，在流体动力的研究过程中异常流体压力成因 的研究变得至关重要。
对于超压成因的研究发展历程大体可分为三个 阶段：从早期主张不均衡压实成因为主导的阶段到 对生烃膨胀增压的重视至现在对欠压实与非欠压实 成因综合贡献阶段。进入 21 世纪以来，超压成因研 究取得了全面发展。（1）超压成因研究方法取得新进 展：鲍尔斯法、孔隙度对比法应用广泛推广以及新兴 的速度－密度交会图法。（2）除对经典欠压实现象的 进一步验证以及排除外，其他成因的超压特别是生 烃作用、蒙脱石—伊利石转化作用、构造挤压、压力
作者简介：曹文渊（1993—），男，硕士，主要从事于油气运移与成藏的科研工作。
第 39 卷 第 5 期
曹文渊：地层超压成因类型及测井识别方法
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图 2 生烃增压测井识别
2 超压的成因类型
2.1 有效应力增加引起的超压 在地下孔隙压力的演变过程中，处于封闭或半
封闭的看空间内，孔隙压力的形成一般由于上覆地 层加重或侧向压力增加，但孔隙水排出受阻而保持 了一个相对较大的孔隙空间。此时超压的形成机理 主要来自于孔隙外部力的施加。 2.1.1 沉积型超压
图 1 综合压实曲线[2]
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图 1 综合压实曲线[2]
当沉积物处于正常压实状态时，一般泥岩层边 部孔隙水快速排出，导致孔隙度快速下降，使中部流 体排除受阻而是孔隙度保留，使孔隙流体承担了部 分骨架颗粒所应承担的有效应力，而此时孔隙流体 具 有 高 于 其 相 应 深 度 静 水 压 力 的 压 力 ，称 之 为 超 压。针对这类超压，绘制泥岩压实曲线可以间接的 体现出欠压实作用与超压形成的关系，在没有其他 地质作用的前提下，泥岩欠压实作用可作为其所有 异常高压的来源。由于测井声波时差其本身除了对 孔隙度的响应之外，往往存在诸多因素的影响，如井 径，裂缝发育，孔隙流体本身属性等。因此通过综合 压实曲线对比法来解决这一问题，地层泥岩含量确 定同一岩性段，从声波时差、电阻率、密度、补偿中子 等多方向进行综合对比，观察多条曲线的变化规律 是否一致，相互印证，从而准确的反映欠压实作用与 超压形成的关系[2]。如图 1 所示，由声波时差 AC 值 的在 1800 米深度时出现了声波时差值显著增大的
1 超压成因研究现状
传递等对超压形成的贡献则不断被发现和证实。（3） 越来越多学者认为不均衡压实成因的超压无论是形 成还是保存，均需要极为严格的封闭条件，且其主要 形成于埋深较浅环境，而在深埋的中高温环境，超压 的形成便存在多种争议，主要为生烃膨胀、黏土矿物 成岩作用等一系列非欠压实因素。（4）复合成因有可 能是大多含油气盆地超压形成的普遍机制。
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2018 年 10 WORLD WELL LOGGING TECHNOLOGY
Vol.39 No.5 Oct. 2018
地层超压成因类型及测井识别方法
曹文渊
（1.西北大学地质学系陕西西安）
摘 要：超压成因研究大致可分为三个阶段，从单一欠压实成因到生烃作用的大量证实，直至现今 多种超压机制的复合成因。研究方法逐渐多元化如综合压实曲线判别，加载-卸载曲线，声波速 度-密度交汇图等。并将超压成因机制归为两种：有效应力增加机制、流体体积增大引起的超压机 制。本文着重讨论了在两种不同机制下的 5 种成因类型即：压实不均衡、构造挤压、生烃增压、黏土 矿物转化、流体压力传递，并分别论述了各种成因异常压力的形成机理。 关键词：欠压实；超压；构造挤压；生烃作用；传递压力