地层压力检测
dc指数法应用
dc 指数法在地层压力监测中的应用班级：11级石油工程1班学号：1105280117姓名：刘哲摘要：地层压力对钻井行业来说是一项重要的地质参数，因而对其的监测也显得十分重要了！在钻井环境下地质环境有时相对复杂一些，为了避免不必要的经济损失,选择一项相对成熟的地层压力监测方法相当重要。
而dc 指数法作为一项较为成熟的监测方法对于地层压力的监测再合适不过了！关键字：dc 指数法；地层压力检测。
引言：随着经济的迅速发展，石油对于世界各国来说非常重要，堪称国民经济之命脉，但是石油是存在于地下的，需要一套完整的钻井程序，进行钻进，钻开储层，开采出石油，因此为了更好地钻进，我们需要一种有效的方法对地层压力进行监测，避免在出现异常高压或异常低压时，未能进行有效地监测而造成损失，在钻井前工作人员，工作人员会根据相关的地质参数进行估算地层压力，但这种估算往往有较大的偏差，为了减小这种偏差，我们常用dc 指数法在钻井过程中利用钻井资料对地层压力进行实时监测。
一dc 指数法的应用理论（一）dc 指数法的原理dc 指数法实质上是机械钻速法。
它利用泥页岩压实规律和压差（即井底的钻井液柱压力与地层压力之差）对机械钻速的影响理论在监测地层压力的。
（二）dc 指数法估算压力的步骤（1）在高压曾顶部以上至少3000米的纯泥，页岩井段，按一定深度间隔取点，（如果砂泥页岩交错的地层，取泥页岩的数据点），比较理想的是每1.5米或3米取一点，如果钻速高，可以每5米，10米甚至更大间隔取点。
重点井段可加密每一米取一点，记录每一点所对应钻速，钻压，钻头直径，地层水密度和实际钻井液密度等六项参数。
（二）根据记录的数据计算d 指数和dc 指数（三）在半对数坐标纸上一一作出dc 指数和相应的井深所确定的点。
（四）根据正常地层压力井段的数据引dc 指数的正常趋势线，（五）根据地层压力做出dc-D 正常趋势线之后，可直接观察到异常高压出现的层位和该层位dc 指数的偏离值。
地层破裂压力测定套管鞋试漏法讲解
SY 5430-92 地层破裂压力测定套管鞋试漏法1主题内容与适用范围本标准规定了用套管鞋试漏法确定地层破裂压力的试漏前的准备工作、试漏程序、试漏数据的采集及处理方法。
本标准适用于石油天然气钻井中地层破裂压力的测定。
2试漏前的准备2.1利用预测模式或邻井资料估算试漏层的破裂压力。
2.2根据2.1条估算结果及钻井液密度,选择合适的泵型和井口装置。
2.3井口安装后，采用封堵器清水试压，闸板防喷器以下整体试压到额定工作压力，稳压时间不少于3min，允许压降不超过0.7～1.0Mpa。
2.4校验立管和环空压力表。
2.5试漏层段应选在套管鞋下第一个3～5m厚的易漏层。
2.6调整钻井液性能，保证均匀稳定，以满足试漏施工要求。
3试漏程序3.1钻头提至套管鞋以上，井内灌满钻井液，关井。
3.2采用从钻具水眼或环空两种方式中的一种向井内泵入钻井液。
裸眼长度在5m以内的选用0.7～1L/s排量，超过5m的选用2～4L/s排量。
3. 3为了求取试漏层最小主地应力和岩石抗拉强度数据，地层压裂后应进行停泵和重张压力测量。
3.4当压力达到井口承压设备中的最小额定工作压力或套管承受的压力达到套管中的最小抗内压强度80%时仍未被压裂，应停止试验。
4试漏数据的采集4.1日期、时间、井号、井深、套管尺寸及下深、地层及岩性、钻井液密度、注入泵型号、缸套直径及冲数。
4.2每间隔20～50L泵入量或每间隔10～20s（泵速恒定）记录一次相应泵压和注入量或时间。
开始时记录点间隔可大些，后期应加密记录点。
正循环泵入时，泵压由立管或井口压力表读数千。
环空泵入时由环空压力表读数。
4.3地层压裂后，停泵1～2min，每间隔10～20s记录一次泵压。
4.4待泵压相对稳定后，重新开泵1～2min，每间隔10～20s记录一次重张压力。
5 试漏数据处理5.1作图a．若采集的数据是间隔时间和相应泵压，作成如图1所示的试漏曲线。
b. 若地层压裂前采集的数据是泵入量和相应的泵压，作成如图2所示的试漏曲线。
第3章 地层压力检测
第三章地层压力检测大量的勘探实践表明，异常高压地层的存在具有普遍性，而且钻遇到高压地层比低压地层更为常见。
这些广泛分布的异常高压地层首先影响钻井的安全，钻井中，如果未能预测到可能钻遇到的异常高压地层，使用的钻井液液柱压力小于地层压力，可能会导致严重的井喷甚至井喷失控。
因此，在石油钻井中，对地层压力的评价是非常重要的，对保护油气层，保证井控安全具有重要意义。
一压力检测的目的及意义1 压力检测和定量求值指导和决定着油气勘探、钻井和采油的设计与施工。
2 对钻井来说，它关系到高速、安全、低成本的作业甚至钻井的成败。
3 只有掌握地层压力，地层破裂压力等地层参数，才能正确合理的选择钻井液密度，设计合理的井身结构。
4 更有效地开发、保护和利用油气资源。
二异常地层压力的形成机理1压实作用：随着埋藏深度的增加和温度的增加，孔隙水膨胀，而孔隙空间随地静载荷的增加而缩小。
因此，只有足够的渗透通道才能使地层水迅速排出，保持正常的地层压力。
如果水的通道被堵塞或严重受阻，增加的上覆岩层压力将引起孔隙压力增加至高于水静压力，孔隙度亦将大于一定深度时的正常值。
2 构造运动构造运动是地层自身的运动。
它引起各地层之间相对位置的变化。
由于构造运动，圈闭有地层流体的地层被断层、横向滑动、褶皱或侵入所挤压。
促使其体积变小，如果此流体无出路，则意味着同样多的流体要占据较小的体积。
因此，压力变高。
3 粘土成岩作用成岩指岩石矿物在地质作用下的化学变化。
页岩和灰岩经受结晶结构的变化，可以产生异常高的压力。
例如在压实期间蒙脱石向伊利石转化。
有异常压力，必有上覆压力密封层。
如石膏（CaSO4·2H2O）将放出水化水而变成无水石膏（CaSO4），它是一种特别不渗透的蒸发岩，从而引起其下部异常高压沉积。
4 密度差的作用当存在于非水平构造中的孔隙流体的密度比本地区正常孔隙流体密度小时,则在构造斜上部，可能会形成异常高压。
这种情况在钻大斜度气层时常见到。
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
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
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。
(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。
地层孔隙压力检测方法
中华人民共和国石油天然气行业标准SY ／T 5623—1997地层孔隙压力预测检测方法Prediction and detection methods offormation pore pressure1997—12—31发布 1998—07—01实施中国石油天然气总公司 发布ICS 75020 E 13备案号：1163—1998SYSY／T 5623—1997目次前言………………………………………………………………………………………………………………l 范围…………………………………………………………………………………………………………2 符号…………………………………………………………………………………………………………3 破指数法……………………………………………………………………………………………………4 声波时差法…………………………………………………………………………………………………5 预测检测孔隙压力技术总结………………………………………………………………………………SY／T 5623—1997前言本标准是SY 5623—93的修订版本。
本标准修订时，增加了用声波时差法预测检测地层孔隙压力的内容，并对原有也指效法的内容做了必要的修改。
本标准从生效之日起，同时代替SY 5623—93。
本标准由石油钻井工程专业标准化委员会提出并归口。
本标准起草单位：江汉石油学院石油工程系。
本标准主要起草人李自俊王越支本标准原代号和编号为ZB E13 006—90,首次发布日期：1990年3月27日。
本标准转为行业标准SY 5623的日期：1993年。
中华人民共和国石油天然气行业标准SY／T 5623—1997代替SY 5623—93地层孔隙压力预测检测方法Prediction and detection methods of formation pore pressurel 范围本标准规定了石油天然气直井钻井d e用以指数、声波时差预测检测地层孔隙压力的方法。
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地层压力检测
钻进时，井内压力的控制是使井眼压力处在地层孔隙压力和地层破裂压力之间。
既不发生井喷，又不压破地层，钻井的整个过程中要随时测试地层孔隙压力、井内液柱压力和地层破裂压力的平衡情况。
一、压力完整性测试
1、dc指数法
dc指数法是通过分析钻进动态数据来检测地层压力的一种方法。
其原理是钻进速度在钻头类型；钻头直径；水眼尺寸；钻头磨损；钻压；转速；钻井液类型；钻井液密度；钻井液粘度；固相含量、颗粒大小及在钻井液中的分布；泵压；泵速相对不变的条件下和地层压力、地层岩性有关。
正常情况下，随井深的增加岩石的强度增大，钻速下降，但进入异常压力过渡带，正常趋势发生变化。
这是由于地层的欠压实作用，地层的空隙度大硬度小，所以利用随井深钻速的变化能检测异常高压层的到来。
根据钻速模式：Ｒ=aN(W/D)d
式中：Ｒ－钻速,ft/h;
a－可钻性系数，对于大段页岩，视为1；
Ｎ－转数，r/min;
Ｗ－钻压，klbf;
Ｄ－钻头直径，in；
d－指数，无因次。
由钻速方程，可得出d指数的表达式为：
d指数可用来检测从正常到异常压力的过渡带。
但没有考虑钻井液密度的影响现场上用修正d指数，
式中：ρn－地层水密度（从当地地层水含盐量中查出）g/cm3
ρm－所用密度g/cm3
d用下式表达
式中：Ｒ－钻速m/h; N－转速r/min;
Ｗ－钻压t；Ｄ－钻头直径mm；
Ｌ－进尺m；Ｔ－钻时min。
若Ｗ的单位用KN(千牛)，则
由于0.0547R N 一般小于1，所以在d中，Ｒ
增大，则d减小，故d反映地层的压实情况与ΔＰ。
压实差、孔隙多，地层压力大，ΔＰ减小，钻速可增
加。
运用d c指数求地层压力可按下述方法进行：
(1)、列表，准备记录和计算
表的内容包括：井深Ｈ，进尺Ｌ，钻时Ｔ，钻速Ｒ，转速Ｎ，井径Ｄ，钻压Ｗ，地层水密度ρ0,钻井液密度ρm大，dc地层压力PP。
(2)、取点记录,计算dc,填入表内.在钻速慢的地层每1m-3m取1点，在钻速快的地层,可5、10、15、30m取1点。
(3)、在半对数纸上作dc－Ｈ图。
纵坐标：井深Ｈ，选适当比例
（1厘米表示152英尺）；横坐标dc，对数作标。
(4)、划dc正常趋势线。
通过正常压
力井段，纯页岩可靠点，划斜直线。
(5)、测dc对正常趋势的偏离,计算
地层压力。
其中：正常趋势线可通过作图法图4-3
二、漏失测试
现场每次下套管固井后钻穿水
泥环都应进行试漏试验,检查在
钻到下一次下套管井深时,上部
套管鞋处的套管、水泥及地层
是否能承受井内压力。
液压试验的方法步骤：
1、循环调整钻井液性能，保证钻井
液密度稳定。
上提钻头至套管
鞋以上，关封井器。
2、启动泵，以小泵量向井内
注入钻井液，最好用水泥车。
准确记录不同时间的注入
量（泵冲数）和立管压力。
3、作图。
（见左图4-4）。
4、从图上确定偏离直线对应的井口压力
即为地层漏失压力的井口立管压力
漏失压力PL即开始偏离直线之点的压力值。
此点之后的压力仍然上升，但非直线上升。
破裂压力PＲ，最大压力值点的压力。
此点之后压力下降。
传播压力Pro，压力趋于平缓之点。
注意：漏失实验要在钻水泥塞以后，一般是在钻水泥塞
至套管鞋以下3m。
此法只适用于砂、页岩为主的地区，试验时应注意，试验压力不应超过地面设备和套管的承压能力，否则，可提高钻井液密度。