地层压力定量计算方法

合集下载

欠压实作用下地层异常压力定量评价方法及应用

欠压实作用下地层异常压力定量评价方法及应用
and has high accuracy. The simulation results show that the formation pressure increases under the effect of the un⁃
dercompaction, but the pressure coefficient may increase, remain unchanged or decrease due to the increase of bur⁃
中图分类号:TE122 2 文献标识码:A 文章编号: 1006-6535(2023)06-0023-08
Quantitative Evaluation Method of Anomalous Formation Pressure Under the Effect of Undercompaction and Its Application
ial depth, and the influence of the increase of burial depth on the pressure coefficient shall not be neglected; the
undercompaction can form both anomalous high pressure and anomalous low pressure; the changes of the formation
多于异常低压油气藏,学术界对异常压力的研究主
要集中于异常高压。 目前已提出的异常高压形成
机理有 10 多种,但普遍认为欠压实作用是异常高
压形成的主要原因
[1-4]
。 欠压实理论认为
[1]
:随着
地层埋深增大,地层孔隙体积不断减小,若地层流

水驱油藏合理地层压力确定方法综述

水驱油藏合理地层压力确定方法综述

48囱魁科技2019年•第4期水驱油藏合理地层压力确定方法综述谢晶①罗沛①秦正山①罗毓明②①重庆科技学院②西南油气田分公司重庆气矿合理地层压力既能满足水驱油藏提高排液量时对地层能量的需求,又不会造成原油储量损失,对保证水驱开发效果有十分重要的意义。

通过调研,总结了静水柱压力法、以不脱气为准则的地层压力确定法、注采平衡法、最小流压法、物质平衡法、水驱效果法、地层压力与累积注采比关系曲线法、损失函数法以及数值模拟法9种前人确定合理地层压力的方法,介绍了每种方法的原理和特点,分析了不同油藏类型和开发阶段选取合理地层压力确定方法时应注意的问题,对矿场实际选用合适方法确定水驱油藏合理地层压力有一定的实用价值。

据统计,我国约有93%的油田采用注水开发,注水开发油田的产量占总量的85%以上,合理地层压力对该类油田的合理高效开发起着重要作用^理论研究表明,地层压力过低,导致生产井生产压差减小,储层渗流能力降低,水驱开发效果变差;地层压力过高,则需要增大注入压力,导致套管损坏速度加快,使开发经济效益降低葺确定合理地层压力可以在建立良好的水驱系统的同时充分利用地层能量,提高水驱开发效果,还可以为判断井网调整方向及工艺优化空间提供依据,从而指导矿场实际开发调整工作,提高水驱采收率和经济效益。

因此,确定合理地层压力对水驱油藏有重要的实际意义。

现有确定合理地层压力的方法较多,大部分方法利用油藏动静态资料和开发经验确定合理地层压力。

本文将对9种合理地层压力确定方法进行介绍,提出选用合理地层压力确定方法时需注意的问题,为水驱油藏高效经济开发提供帮助。

1合理地层压力确定方法1.1静水柱压力法静水柱压力法将静水柱压力的80%确定为合理地层压力[4,o 该方法简单实用,应用较广泛W—般适用于开发初期没有足够动态资料、埋藏较浅、正常压力系统的油藏%1.2以不脱气为准则的地层压力确定法当地层压力低于饱和压力或气油比大于原油脱气对应的临界值时会出现原油脱气现象,导致原油粘度增大,流动性降低,从而导致水驱采收率降低吧通过分析地层压力与饱和压力或与气油比的关系,以防止地层原油脱气为目标,可将地层压力不低于饱和压力作为合理地层压力的下限,或建立生产气油比与地层压力的关系,以生产气油比急速上升时对应压力值作为合理題压力W1.3注采平衡法注釆平衡法是在排液量与注水量计算结果的基础上,利用图解法或计算法求得合理地层压力。

平衡深度法预测地层压力及应用方法

平衡深度法预测地层压力及应用方法
2 平衡深度法原理及应用
平衡深度法所依据的核心概念即为有效应力,其表达 式如下:
(1) 式中, 为埋深Z处的地层压力; 为平衡深度; 为静水压力梯度; 为埋深在 至 之间岩柱的压力梯 度。 所谓平衡深度,即为某压力异常点处孔隙度值在正常 压实段中出现时所对应的深度。上文所提有效应力的概念 是平衡深度法的核心,故先应清楚某处有效应力的计算 式:
(4)
式中, 为声波时差; 为埋藏深度。 求取(4)式反函数,算出对应的平衡深度:
(5) 式中, 为声波时差; 为平衡深度。 最终根据式(3)计算出相应的地层压力。
3 结束语
平衡深度法所依据的基本规律是有效应力与物体形态 的绝对关系,其在计算欠压实引起的异常压力时效果良 好。在使用该方法计算地层压力过程中,应当注意区域剥 蚀及其他超压成因的影响。当异常压力存在其他超压成因 的可能时,当使用其他方法进行识别后再谨慎使用平衡深 度法。
Xi 'an Shiyou University,Xi 'an 710068,China Abstract:Based on the response characteristics of well logging data to the effective stress,the equivalent depth method is introduced.Meanwhile,this paper discusses the workflow of this method to predict the formation pressure. Key words:equivalent depth method;effective stress;normal compaction curve
201方法

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

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。

地层孔隙压力检测预测技术

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。

原始加载曲线关系卸载曲线关系沉积压实过程力学关系
3. 存在的问题:
◆dc的求法:钻头磨损(牙齿磨损、轴承磨损)、水力因素等影响不易消除;
◆正常趋势确定:非直线
◆Eaton指数确定
◆仅限于泥岩使用
正常压实地层:式中:Δt: h 处的时差,us/m.
Δt 0: 地表时差,us/m.
c —系数。

若将上式在半对数坐标(Δt 为对数、h 为常规坐标),则Δt 与h 成直线。

在非正常压实地层:Δt 偏离(大于)正常趋势线,意味着高压地层。

2.算法:
c 、确定正常趋势线(选泥岩声波时差)
d 、定性判断异常高压
e 、定量计算。

ch
e t t −Δ=Δ0。

地层异常压力的定量评价方法

地层异常压力的定量评价方法

地层异常压力的定量评价方法地层异常压力是指在特定地区产生异常压力的地层间的压力。

它是地质灾害发生的一个重要诱因,也是地质结构复杂性和地质动力学过程的重要指标。

为了评估地层异常压力,必须采用有效、准确的方法,以使结果可以真实反映地质环境的情况。

针对不同的地质环境,地层异常压力的定量评价有不同的方法。

对于深层或非常复杂的地质环境,可以采用地质建模技术,根据地质资料进行数值模拟,结合实际观测资料,求取地层异常压力的分布,从而定量评价地质环境的地层异常压力。

此外,基于野外实际调查的结果,在简单的地质环境下,可以采用基础技术,如地层密度和饱和度测定以及空孔和时间曲线的绘图等方法,评估地层异常压力。

在实施定量评价地层异常压力的方法之前,必须确定评估的范围和目的,明确指标和物源。

为了衡量地层异常压力,必须采用多种方法,并将其结果进行综合评价。

根据不同的环境要求,在定量评价地层异常压力时,需要考虑条件和技术因素,用不同的方法和技术求取结果,并把结果与实际情况进行充分比较,以确定地层异常压力的分布。

定量评估地层异常压力是一项技术性较强的工作,既要考虑到技术问题,又要考虑到环境问题,因此需要专业的技术人员对其进行现场的监测和调查。

监测和调查的结果,需要由专业的地质学家、测量工程师和地球物理学家综合分析,并形成定量评价的结果报告。

定量评价地层异常压力技术已在各个领域得到广泛应用,如地质灾害易发地区、地质工程施工、环境建设等。

定量评价地层异常压力的重要性已被广泛认识,国家相关部门制定了相关的评价指南和规范,要求定量评价地层异常压力,从而有效预防地质灾害的发生,确保地质环境和社会经济发展。

综上所述,地层异常压力的定量评价方法是很重要的,可以帮助我们精准地识别地层异常压力的存在,而且能很好地为灾害预防提供重要依据。

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.

(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。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

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-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: Pf =孔隙压力梯度
OBG=上覆压力梯度
Pn=正常孔隙压力梯度,通常取1.034。

Ro=实测泥岩电阻率
Rn=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:dTn=正常压实泥岩中声波速度,来自于来自于正常压实趋势线
dTo=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:Do=实测Dxc
Dn=正常压实泥岩中Dxc,来自于来自于正常压实趋势线
下面所示为如何计算OBG上覆压力梯度的实例:
通常在随钻过程中的地层压力检测我们使用泥浆录井所记录的Dxc参数,Dxc 指数法计算公式如下:
Dxc=log10(R/60N)/log10 (12W/106*D)*(Pn/ECD)或公制单位
Dxc=[1.26-log10(R/N)]/[1.58-log10(W/D)]*(Pn/ECD)
式中:R=m/hr
N=钻盘转数RPM
W=钻压(吨)
D=钻头直径(英寸)
Pn为正常静水压力梯度,通常为1.034
ECD为等效循环密度
三、等效深度法地层压力的定量计算
在欠压实层段深度上的孔隙度等同于浅层深度正常压实层段的孔隙度。

其计算公式如下:
Pa=OBa-De*(OBe-Pe)/Da
式中: Pa=在实际深度点的地层压力梯度(sg)
Pe=在等效深度上的压力梯度(1.034)
OBa=在实际深度点的上覆地层压力梯度(sg)
OBe=在等效深度上的上覆地层压力梯度(sg)
Da=在欠压实层段的实际深度(m)
De=等同于浅部地层的深度(m)
在数据曲线深度为Da的A点向上画一条垂线与正常趋势线交于深度De,然后获得在Da和De深度上的上覆地层压力梯度Oba和OBe,然后计算地层压力。

假设A点下部地层的压实作用一个连续的过程,还可以由A点向下画垂线与曲线交于B点。

但是如果A和B点所处的层位不同或在沉积过程中地层发生了台升,则计算的结果有可能不可靠。

四、比例法地层压力的定量计算
该方法假设在欠压实层段同一深度点上曲线的实际值与正常趋势线值二者间的比值与地层压力成比例关系。

其计算公式如下:
Pa=Pn*Datn/Dato
式中: Pa=在图中实际深度点的地层压力梯度(sg)
Pn=相同深度下正常趋势线上的压力梯度(1.034)
Datn=在正常趋势线上的数据值
Dato=数据曲线的实际值
在实际计算过程中可使用系数对结果进行校正。

例如在某一深度下实测地层压力梯度为1.4sg,而由比例法计算的地层压力梯度为1.3sg,则系数C为1.077(C=1.4/1.3)。

五、钻具抽吸法确定地层压力
该方法最早由L.H. Robinson发表在1993年1月的国际石油工程师杂志上,我们知道钻具在上提和下放过程中会导致井下ECD等效循环密度的变化,这相当于抽吸和泵入效果,在地面上,井下压力的激动会引起气测全烃值的变化,其变化的大小除了与上提、下放的速度相关,还与等效循环密度和地层压力间的压差大小成比例,其方法如下:
Time Minutes
1,停止钻进,将钻头放至井底循环,使地层气与上提所产生的抽吸气分开。

2,停泵,然后以稳定的速度上提一个单根。

3,下放到井底,开泵循环以将抽吸气分隔开。

4,以不同的上提速度重复上述步骤两次。

5,继续钻进,直到抽吸气返出到地面。

注意其间不要停泵。

6,将测量的全烃峰值减去气测基值,得到不同上提速度地层气的抽吸量。

7,通过水力学公式计算出不同上提速度的抽吸压力。

也可以使用MWD直接测量抽吸压力(MWD的ECD等效循环密度)。

8,绘制出不同上提速度的抽吸压力与气体抽吸量的关系图,画一条最能代表各点相关关系的直线。

找出气体量为零时的抽吸压力,此时的压力代表井筒内存在的压力差。

9,将该压力差与泥浆静水压力相加即可估算出地层压力。

Gas Volumes
下表所列为在216mm井眼尺寸,不同上提、下放速度MWD实测等效循环密度(ECD),需要说明的是该表中上提、下放均为开泵状态。

井深钻进上提下放
泥浆密

泵压
(psi)
ECD
泵压
(psi)
速度
(m/min)
ECD
泵压
(psi)
速度
(m/min)
ECD
3703 1918 1.38 1884 28.5/10 1.355 1987 28.5/3.2 1.418 1.09 3731 1880 1.37 1856 28.5/11 1.36 1976 28.5/2.8 1.4 1.09 3761 1877 1.38 1870 28.5/13 1.375 2014 28.5/2 1.43 1.09
五、正常趋势线的确定
所有使用正常趋势线进行定量地层压力计算的方法都是以在泥岩段中确定趋势线为起点,其原理基于处于正常压实的泥岩段其孔隙度相对稳定,任何泥岩段内孔隙度的偏离都指示出地层压力的异常。

从上面所列的定量计算公式中可以看到,
由于正常趋势线直接影响到地层压力的计算结果,因此如何确定趋势线成为地层压力评价的关键点。

有人将正常趋势线的设定比喻为“艺术”,原因在于在确定正常趋势线的过程中包含了个人对本地区地层压力的认知程度,以及许多定性方面信息的理解。

就目前而言,虽然还没有任何一篇文章能明确地告诉你如何准确地设定趋势线,但是仍有一些基本规则可循。

1,需要在厚而纯的泥岩段内挑选设定趋势线的点。

随钻压力预测可使用MWD伽玛来协助挑取泥岩点,钻后地层压力评价可使用测井的自然电位。

需要注意的是,测井曲线受井眼尺寸的影响,尽量避免选取井眼扩大段的数据。

2,设定一条或多条趋势线取决于区域地质沉积史,并且同一区域内不同井的趋势线有时可以借鉴。

3,随钻过程中可以通过泥浆密度或ECD与背景气、单根气间的关系对趋势线进行标定。

最常见的方法是调节趋势线使得计算的地层压力与实际钻井情况相符。

4,在钻井过程中一些定性数据诸如掉屑的形状和大小,提下钻过程中有无挂卡,泥浆出口温度的变化等都可以用作趋势线的标定。

5,地层压力实测数据、井涌或井喷都是对趋势线进行标定最好方法。

相关文档
最新文档