地层压力计算
各种地层压力计算
井深m 密度g/cm3破裂压力MPa 破裂压力梯度Kpa 求最大允许泥浆密度g/cm31235 1.118.517.76 1.81
通常为:
表套以下: 1.75g/cm3
技套以下: 1.69g/cm3
破压梯度:15.07泥浆密度: 1.5
1413.40
井深泥浆密度地层压力MPa
3944 1.1544.81
井深5130
钻杆长4810.1
钻具内容积:45424.24加重钻杆134.87
环形空间内容积:120249.51钻铤长185.03
总容积:165673.74钻杆内容9.16
地面到钻头的时间:27.23杆与套管24.9
井底到地面的时间:72.09杆与裸眼23.3
循环一周的时间为:99.32套鞋深1202
小时: 1.66重杆与裸23.3
重杆内容 4.61
钻铤内容 4.01
铤与裸眼16.8
冲数85
排量27.80允许关井套压:2.地层压力
3.循环一周计算公式
各种压力计算公式
1.求地层破裂压力梯度和最大允许泥浆密度
考虑安全附加压力，实际允许的最大泥浆密度计算应比计算出的允许泥浆密度小。
现场地层压力计算
六、地层压力计算1、地层孔隙压力与压力梯度(1)地层孔隙压力式中,P p—-地层孔隙压力(在正常压实状态下,地层孔隙压力等于静液柱压力),MＰａ;ρf-—地层流体密度,g/cｍ3;g—-重力加速度,9、81ｍ/s2;H—-该点到水平面得重直高度(或等于静液柱高度),ｍ、在陆上井中,H为目得层深度,起始点自转盘方钻杆补心算起,液体密度为钻井液密度ρm,则,式中,p h——静液柱压力,MＰa;ρm—-钻井液密度,ｇ／cｍ3;H-—目得层深度,m;ｇ——重力加速度,9.81m/s2。
在海上钻井中,液柱高度起始点自钻井液液面(出口管)高度算起,它与方补心高差约为0、6～3、3m,此高差在浅层地层孔隙压力计算中要引起重视,在深层可忽略不计。
(２)地层孔隙压力梯度式中Ｇp—-地层孔隙压力梯度,ＭPa/m、其它单位同上式。
２、上覆岩层压力及上覆岩层压力梯度(１)上覆岩层压力式中 P o-—上覆岩层压力,ＭPa;Ｈ-—目得层深度,m;Φ——岩石孔隙度,%;ρ——岩层孔隙流体密度,g／cｍ３;ρｍ—-岩石骨架密度,ｇ/cm3。
(2)上覆岩层压力梯度式中,G o--上覆岩层压力梯度,ＭPａ/ｍ;P o——上覆岩层压力,MPａ;H——深度(高度),m。
(3)压力间关系式中,Pｏ-—上覆岩层压力,ＭＰa;P p—-地层孔隙压力,MPa;σｚ--有效上覆岩层压力(骨架颗粒间压力或垂直得骨架应力),MPａ。
3、地层破裂压力与压力梯度(1)地层破裂压力(伊顿法)式中, Pｆ-—地层破裂压力(为岩石裂缝开裂时得井内流体压力),MPa;μ——地层得泊松比;σz—-有效上覆岩层压力,MPａ;P p——地层孔隙压力,MPa。
或式中,P f——地层破裂压力。
ＭPa;Pｈ——液柱压力,MPa;P试——试验时地层破裂时得立管压力,MＰa。
(２)破裂压力当量密度式中,ρf-—破裂压力当量密度,g/cm3;ρm——试验时所用钻井液密度,g/cm３;ＰL—-试验时地层漏失压力,ＭPａ;H——裸眼段中点井深,ｍ。
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/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。
储集层的基本特征是具孔隙性和渗透性，其孔隙渗透性的好坏、分布规律是控制地下油气分布状况、油气储量及产量的主要因素。
各种地层压力计算
各种地层压力计算地层压力是指地下岩层所受到的压力。
在石油勘探和地质工程中，准确计算地层压力对于预测油气储层性能、设计井筒参数和工程安全至关重要。
本文将介绍几种常见的地层压力计算方法，包括密度剖面法、对比法、拟地应力法和井壁稳定条件法。
密度剖面法是一种常用的地层压力计算方法。
该方法基于密度与深度之间的关系，通过测量岩石样品的密度和计算地下岩层密度剖面来估算地层压力。
具体步骤为：首先收集岩石样品，测量样品的饱和密度和相对含油饱和度。
然后，根据样品所在位置的深度信息，计算不同深度的岩层密度。
最后，根据密度剖面曲线，计算不同深度的地层压力。
该方法的优点是计算过程简单，但缺点是需要收集大量的岩石样品，并且不考虑地层非均质性和其他地质因素的影响。
对比法是另一种常用的地层压力计算方法。
该方法基于已经钻取的邻井或相邻层位的地层压力数据，通过将邻井的地层压力与目标井的压力数据进行比较，得出目标井的地层压力。
具体步骤为：首先收集邻井或相邻层位的地层压力数据，并根据井深进行插值或推算，得到需要比较的井段地层压力。
然后，将邻井的地层压力与目标井的压力数据进行比较，通过拟合曲线或差值方法，计算目标井的地层压力。
该方法的优点是不需要进行岩石样品收集，但缺点是地质条件的差异可能导致不准确的估计。
拟地应力法是一种广泛应用于岩层力学研究和工程设计中的地层压力计算方法。
该方法基于地下岩层的应力状态，通过测量地质构造应力、地下水压力和重力压力等参数，计算地层压力。
具体步骤为：首先测量地质构造应力，包括水平和垂直应力。
然后，测量地下水压力，通过安装水井或压力传感器进行监测。
最后，根据重力压力和地下应力状态，计算地层压力。
该方法的优点是考虑了多种参数的综合影响，但缺点是在实际应用中需要进行复杂的测量和分析。
井壁稳定条件法是一种基于井筒稳定性原理的地层压力计算方法。
该方法基于井筒稳定的条件，通过测量井壁上的支撑力和岩层力来计算地层压力。
具体步骤为：首先测量井壁上的支撑力，包括摩阻力、周边应力和井壁附近岩石的强度。
地层压力公式
地层压力公式1．静液压力Pm(1)静液压力是由静止液柱的重量产生的压力，其大小只取决于液体密度和液柱垂直高度。
在钻井中钻井液环空上返速度较低，动压力可忽略不计，而按静液压力计算钻井液环空液柱压力。
(2)静液压力 Pm 计算公式：Pm＝ 0.0098ρ mHm(2 —1)式中 Pm ——静液压力， MPa ；ρ m——钻井液密度， g／cm3 ；Hm ——液柱垂直高度，m。
(3)静液压力梯度 Gm 计算公式：Gm＝ Pm／ Hm ＝ 0.0098ρm(2 —2)式中 Gm ——静液压力梯度，MPa／m 。
2．地层压力Pp(1)地层压力是指地层孔隙中流体具有的压力，也称地层孔隙压力。
(2)地层压力 Pp 计算公式：Pp＝ 0.0098ρ pHp(2 —3)式中 Pp——地层压力， MPa；ρ p ——地层压力当量密度，g／ cm3 ；Hm ——地层垂直高度，m。
(3)地层压力梯度 Gp 计算公式：Gp＝ Pp／ Hp ＝ 0.0098ρp(2 —4)式中 Gp——静液压力梯度，MPa／ m。
(4) 地层压力当量密度ρp计算公式：ρp＝ Pp／ 0.0098Hm ＝102Gp(2 －5)在钻井过程中遇到的地层压力可分为三类：a.正常地层压力：ρp＝1.0～1.07g／cm3；b.异常高压：ρ p>1.07g／ cm3 ；c.异常低压：ρ p<1.0g／ cm3 。
3．地层破裂压力Pf地层破裂压力是指某一深度处地层抵抗水力压裂的能力。
当达到地层破裂压力时，使地层原有的裂缝扩大延伸或使无裂缝的地层产生裂缝。
从钻井安全方面讲，地层破裂压力越大越好，地层抗破裂强度就越大，越不容易被压漏，钻井越安全。
一般情况下，地层破裂压力随着井深的增加而增加。
所以，上部地层 ( 套管鞋处 ) 的强度最低，易于压漏，最不安全。
(1)地层破裂压力 Pf 计算公式：Pf＝ 0.0098ρ fHf(2 － 6)式中 Pf ——地层破裂压力，MPa；ρ f ——地层破裂压力当量密度，g／ cm3 ；Hf ——漏失层垂直高度，m 。
地层破裂压力计算公式(一)
地层破裂压力计算公式(一)地层破裂压力计算地层破裂压力是指油气勘探工作中计算地下地层所承受的破裂压力的方法。
以下是几种常见的计算公式：梁杨方程式梁杨方程式是一种经典的计算地层破裂压力的方法。
它可以通过以下公式计算：P = 2σt + σp•P：地层破裂压力•σt：地层岩石的断裂强度•σp：地层岩石的孔隙压力示例假设某地层岩石的断裂强度（σt）为30MPa，孔隙压力（σp）为15MPa，代入梁杨方程式，可以计算出该地层的破裂压力（P）：P = 2 * 30MPa + 15MPa P = 75MPa克劳斯方程式克劳斯方程式是另一种常用的计算地层破裂压力的方法。
它可以通过以下公式计算：P = FP + U•P：地层破裂压力•FP：地层岩石的内聚强度•U：地层岩石的应力差示例假设某地层岩石的内聚强度（FP）为20MPa，应力差（U）为10MPa，代入克劳斯方程式，可以计算出该地层的破裂压力（P）：P = 20MPa + 10MPa P = 30MPa强度指数法强度指数法是一种基于地层岩石的力学特性来计算破裂压力的方法。
它可以通过以下公式计算：P = (σt / σp)^n * σp•P：地层破裂压力•σt：地层岩石的断裂强度•σp：地层岩石的孔隙压力•n：强度指数示例假设某地层岩石的断裂强度（σt）为40MPa，孔隙压力（σp）为20MPa，强度指数（n）为，代入强度指数法公式，可以计算出该地层的破裂压力（P）：P = (40MPa / 20MPa)^ * 20MPa P = 40MPa通过以上几种常见的计算公式，相关的地层破裂压力可以得到合理的估算，这对于油气勘探工作具有重要的指导意义。
井眼与地层之间的压力及其平衡关系
井眼与地层之间的压⼒及其平衡关系井眼与地层之间的压⼒及其平衡关系⼀、静液压⼒Pm静液压⼒是由井内静液柱的重量产⽣的压⼒，其⼤⼩只取决于液体密度和液柱垂直⾼度。
静液压⼒Pm计算公式：Pm＝ 0.0098ρm Hm （2—1）式中：Pm — 静液压⼒，MPa；ρm— 钻井液密度，g/cm3；Hm— 液柱垂直⾼度，m。
静液压⼒梯度Gm计算公式：Gm ＝ Pm/ Hm ＝ 0.0098ρm （2—2）式中：Gm — 静液压⼒梯度，MPa/m。
⼆、地层压⼒PP地层压⼒是指作⽤在地层孔隙中流体上的压⼒，也称地层孔隙压⼒。
地层压⼒PP计算公式：PP＝0.0098ρP HP （2—3）式中：PP — 地层压⼒，MPa；ρP— 地层压⼒当量密度，g/cm3；Hm— 地层垂直⾼度，m。
地层压⼒梯度GP计算公式：GP ＝ PP/ HP ＝ 0.0098ρP （2—4）式中：GP — 静液压⼒梯度，MPa/m。
地层压⼒当量密度ρP计算公式：ρP ＝PP/0.0098 Hm ＝ 102 GP （2—5）在钻井过程中遇到的地层压⼒可分为三类：正常地层压⼒：ρP＝1.0～1.07 g/cm3；异常⾼压：ρP＞1.07 g/cm3；异常低压：ρP＜1.0 g/cm3。
三、地层破裂压⼒Pf地层破裂压⼒是指某⼀深度处地层抵抗⽔⼒压裂的能⼒。
当达到地层破裂压⼒时，地层原有的裂缝扩⼤延伸或⽆裂缝的地层产⽣裂缝。
从钻井安全⽅⾯讲，地层破裂压⼒越⼤越好，地层抗破裂强度就越⼤，越不容易被压漏，钻井越安全。
⼀般情况下，地层破裂压⼒随着井深的增加⽽增加。
所以，上部地层（套管鞋处）的强度最低，易于压漏，最不安全，所以在设计时应保证下⼊⾜够深度的套管以提⾼裸眼井段上部的地层破裂压⼒。
1．地层破裂压⼒Pf计算公式Pf ＝0.0098ρf Hf （2—6）式中：Pf —地层破裂压⼒，MPa；ρf —地层破裂压⼒当量密度，g/cm3；Hf—漏失层垂直深度，m。
(整理)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：Pf=S-O。
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。
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地层压力快速测试解释技术
1．地层压力分布原理：
常规的地层压力是严格遵循达西定律，对于油井的分布曲线应
该是这个规律的。
在不同的压力点其恢复曲线也不同，但最终的地层压力在影响
半径处是相同的。
p
r 由上图表明流动过程中如果确定不同的初始压力点，也可以计算出地层re（影响半径）处的地层压力
2压力恢复曲线的测试：
压力恢复曲线的测试是油田油井常用的测压手段，起测试的压力数据是压力-时间变化曲线。
常规的测试一般测试地层压力需要3天
以上的时间，而低渗透油藏需要10多天甚至一个月以上的时间来判断和计算地层压力。
P
t
3地层压力快速计算的原理：
由地层压力分布曲线和压力测试曲线，看，在同一个井底压力的初始点，测试曲线稍微滞后一点。
但压力趋势是一致的，也就是说压力恢复曲线的测试实际就是压力分布曲线的测试。
在这个基础上，我们将t时刻的井底测试压力认为是距生产井r 处的压力传递过来的反应。
于是就有了
pt=pr
pt----t时刻的井底测试压力
pr---r处的压力于t时刻传递到井筒
基于上述原理，我们就可以利用短时间内的压力恢复曲线来计算地层re处的压力了。
4测试时间要求：
因为地层恢复过程有一些不可预料的因素，而且，测试仪器的精度等一些客观因素，在分析计算的时候，需要大量的数据来修正计算误差。
所以低渗透游藏一般测试时间安排至少一天，如果是常规油藏，测试时间4-6小时就可。
测试数据密度点要求：因为是短时间测试，需要高密度和高精度的压力传感器，一般设置为30秒一个测试压力点即可。
5低渗透油藏的新的测试方法：
由于油井恢复速度慢，至少一天的时间，担心影响产量，可以测试对应水井，但要求是水井的注水压力高。
在地面用压力传感器和计算机自动化采集压降数据4-6小时即可。
这样是以水井的影响半径处的地层压力来替代油井的测试。
以减少测试时间。
6 技术优点：
不占大量的生产时间，快速动态的分析地层压力变化。
计算方法合理，利用测试密度点是为了得到地层压力分布曲线的曲率，尤其适应低渗透油藏的测试计算。
因为老油田具备一些大孔道，其低渗透层的压力恢复规律反而被掩盖了。
必须通过分层解释技术来分析。
7 技术要求：
要求开放式测试数据，不下封隔器，常规的测压数据就可以，水
井和油井要求一样。
对于低渗透油藏，要求测试时间仅需要24小时，密度点要求≤点/5分钟，常规油田密度点要求≤点/30秒，以保证测试数据的客观性。