地层压力的预测方法综述

４６　内蒙古石油化工　２０１０年第５期　地层压力的预测方法综述　王　薇　，张　海　，任　剑　，高嘉喜　，张　刚　（１．延长油田股份有限公司定边采油厂；２．延长油田股份有限公司靖边采油厂）　

摘　要：石油勘探阶段确定地层压力的方法很多，大体上可分为钻井前用地震资料预测地层压力、　钻井过程中用随钻录井资料监测地层压力和钻井完成后用测井资料检测地层压力的方法等。对于保障　钻井安全、提高钻探效率、降低钻井成本，以及及时采取对油气层的保护措施等都有十分重要的意义。本　文对地层压力相关技术进行了归纳，对进行高精度地层压力预测的可行性做了进一步的阐述。　关键词：地层压力；预测；方法；钻井　中图分类号：ＴＥ２７１　文献标识码：Ａ　文章编号：１００６—７９８１（２０１０）Ｏ５一ＯＯ４６～Ｏ２　

地层压力是石油钻井的一项重要基础参数［１］。　根据地层压力的变化合理选择钻井液密度，有利于　钻井安全及井身结构和套管柱的合理设计；实施近　平衡或平衡钻井技术有利于油气藏的保护和提高钻　速；在一个新探区参照地层压力的信息选择井位，对　提高探井的成功率有重要意义。其确定方法一直是　国内外研究的热点。　１地层压力预测技术简介　１．１地球物理测井方法　测井资料检测地层压力的方法是钻井完成后的　事后技术。在测井资料中，声速测井较密度测井、电　阻率测井等受井眼、地层条件等因素的影响较小，而　且资料齐全，利用声波时差检测地层孔隙压力具有　代表性和普遍性。目前常用检测地层孔隙压力的泥　岩声波时差方法是等人提出的，理论依据是“泥质沉　积物不平衡压实造成地层欠压实并产生异常高地层　孔隙压力”这一最普遍的异常高压成压机制［２］。　１．２　地震方法预测地层压力Ｌ２　地震是预测地层压力的主要方法，三维地震资　料是目前能够得到大范围地震层速度资料的主要来　源，特别是在钻井施工之前。　目前根据地震层速度预测地层压力是比较流行　也是比较有效的方法。实现压力预测的主要过程包　括：①建立正常压实地层的速度变化趋势曲线；②分　析地震速度异常，建立地层压力与速度异常的统计　关系；⑧预测地层压力。　１．３钻井资料分析方法　利用钻井过程中反映的信息监测地层压力，可　以及时发现地层压力变化情况。常用的方法有页岩　岩屑密度法、ｄｃ指数法、返出泥浆温度、机械钻速法　等，其中最具代表性的方法是ｄｃ指数法，该方法是　在Ｂｉｎｇｈａｍ钻速方程的基础上建立起来的一种定量　监测地层压力的方法。该方法的计算精度取决于钻　收稿日期：２００９一】Ｏ一２１　进时的钻压、转速、钻时、钻头直径、钻井液密度和正　常地层压力当量密度这个参数的准确与否。由于在　钻井过程中，上述参数是变化的，而地层岩性又不易　准确确定，致使值变化较大，难于排除异常数据，因　此检测精度不高。　２地层压力异常机理及其特征　在钻井过程中，当钻入过渡带时，还可能产生井　喷、井漏、井涌以及钻井参数出现异常等现象。还会　发生卡钻等钻井事故，为了很好的实施安全快速钻　井，就必须准确的了解地层压力。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［３］。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。　分为：①不平衡压实作用；②构造挤压；③水热增压；　④生烃作用；⑤蒙脱土脱水作用；⑧浓差与逆浓差作　用等。　上覆地层压力等于地层孔隙压力与垂直有效应　力之和，垂直有效应力是地层压实成岩的主要因素。　针对欠压实原因引起的地层高压现象，普遍接受的　观点是地层骨架应该承担的一部分压力转嫁给了地　层孔隙流体，引起地层高压。地层孔隙压力与骨架承　担的压力总和不变，它们之间是互为消长的关系，骨　架承担的压力大小直接反映在地层的压实程度上，　表现形式之一是地层速度的变化。　３地层压力预测方法的概述［４］　地层压力的研究已有４Ｏ多年的历史，但是严格　讲来至今并未完全得到解决。进入９Ｏ年代以来，在　西方国家地质、钻井、测井、物探等领域再次成为研　究的热点。地层孔隙压力确定方法可分为：　按与钻井的关系分为：钻前预测、随钻监测、测　井检测。　按资料来源分类：地震层速度预测、测井资料解　２０１０年第５期　王薇等　地层压力的预测方法综述　４７　释（检测）、钻井资料解释（检测）、实测。　３．１钻前压力预测［。］　目前钻前预测只能靠地震层速度。国外利用地　震方法预测地层压力的研究在７Ｏ年代末，总结出了　一套用层速度直接计算地层压力的经验公式。我国　８Ｏ年代初也开始了这项研究工作。各油田针对地震　资料预测地层压力问题进行了许多试验，取得了一　定的效果。但总的说来，存在一些不足之处：“直接预　测法”为纯经验模型；等效深度法和比值预测法需建　立正常压实趋势线；图版预测法是一种比直接预测　法更经验的方法；而影响层速度的因素很多，传统方　法在计算地层孔隙压力时没有将其系统考虑进来，　因此导致预测结果精度不高。　３．２随钻压力监测　。］　随钻地层压力检测技术是通过钻井过程中，收　集大量的钻井参数及数据来检测地层压力。目前国　内外钻探中，采用的随钻检测方法有随钻地层压力　检测方法有多种方法。现场常用的有机械钻速法、ｄｃ　指数法、气测录井参数法、钻井液参数法、钻井参数　法等。常用岩石强度法随钻监测预测地层压力岩石　强度法随钻监测预测地层压力，就是在钻井过程中　利用随钻监测的地层压力，对探井钻前的地震勘探　预测压力模型进行修正，再根据修正的压力模型，对　钻头下部未钻开地层的压力进行再预测，以此来提　高地层压力的预测精度，为安全、优质地完成钻井作　业提供技术保证。在钻井过程中，岩石强度可从钻　时、转速、钻压等钻井地质参数反映出来，因此，可建　立起不同类型岩石的岩石强度与岩性、孔隙度和孔　隙压力之间的关系模型。根据这些模型，可得出地层　孔隙压力与岩石强度的关系。　３．３钻后压力检测　通过长期的地层压力检测实践，检测地层压力　的方法可分以下几步进行。　３．３．１从测井曲线上选取较纯的泥（页）岩数据点。　其选取方法是利用组合测井曲线图上多条曲线数值　变化来综合分析。具体原则是：自然伽玛幅度大，视　电阻率低，自然电位曲线在基线位置，中子伽玛数值　低，地层厚度大，井径较规则。　３．３．２作泥（页）岩地层测井值与井深关系图。　３．３．３建立正常趋势线方程。考虑测井值随井深变　化的规律，以及地质分层，确定正常压实地层的井　段，运用直线式、半对数式和对数式回归正常趋势线　方程。　３．３．４换算下部地层压力值。利用求压公式和下部　地层（异常压力段）的测井值，计算异常压力段的压　力值。常用的求压公式有伊顿式、比例式、等效深度　式和对数式。　４结论　４．１在钻井过程中，及时、准确地进行地层压力检　测，对及时调整钻井液性能，使每口井或同一口井的　逐个井段均能实现平衡钻井，既能防止油层污染、不　至于破坏产层，保证第一次揭开产层的质量；又能大　大提高钻井速度；而且还能控制气侵，防止井喷，同　时也可以避免井漏、卡钻。　４．２充分运用钻井、测井和地震等信息提高压力预　测的可靠性和精度。地震属性预测地层压力是一个　发展的方向。　

［参考文献］　［１３艾池．冯福平．李洪伟．地层压力预测技术现状　及发展趋势［Ｊ］．石油地质与工程，２００７，２１　（６）：７１～７３．　［２］　孙武亮，孙开峰．地震地层压力预测综述［Ｊ］．　勘探地球物理进展ＥＪ］，２００７，４６（１４）：４２９～　４３２．　［３］　祖峰，张宗林，丰全会，等．异常地层压力检测　和预测方法ＥＪ］．石油钻采工艺，２００４，８（４）：３５　～３８．　［４］常文会，秦绪英，地层压力预测技术ＥＪ］．勘探　地球物展，２００５，２８（５），３１４￣－３１８．　［５］金业权．王越之．李自俊．地震资料预测地层压　力的研究．石油钻探技术，２００１，２９（３）：２８～　２９．　［６］　杨进．随钻监测预测底层压力［Ｊ］．中国海上油　气（工程），２０００，１２（３）：２８＂－２９．　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｒｅ　ａｒｅ　ｍａｎｙ　ｗａｙｓ　ｔｏ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ　ｔｈｅ　ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｓｔａｇｅ　ｏｆ　ｏｉｌ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ，　ｔｈｅｙ　ｃａｎ　ｇｅｎｅｒａｌｌｙ　ｂｅ　ｄｉｖｉｄｅｄ　ｉｎｔｏ　ｔｈｅ　ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄｓ：ｐｒｅｄｉｃｔｉｎｇ　ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｕｓｉｎｇ　ｓｅｉｓｍｉｃ　ｄａｔａ　ｂｅｆｏｒｅ　ｄｒｉｌｌｉｎｇ、ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｕｓｉｎｇ　ｌｏｇｇｉｎｇ——ｗｈｉｌｅ——ｄｒｉｌｌｉｎｇ　ｄａｔａ　ｗｈｉｌｅ　ｄｒｉｌｌｉｎｇ　ａｎｄ　ｅｘａｍｉｎｉｎｇ　ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｕｓｉｎｇ　ｌｏｇｇｉｎｇ　ｄａｔａ　ａｆｔｅｒ　ｄｒｉｌｌｉｎｇ　ａｎｄ　ｓｏ　ｏｎ．Ｔｈｅｓｅ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ａｒｅ　ｏｆ　ｇｒｅａｔ　ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｄｒｉｌｌｉｎｇ　ｓａｆｅｔｙ、ｉｍｐｒｏｖｅ　ｄｒｉｌｌｉｎｇ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ａｎｄ　ｒｅｄｕｃｅ　ｄｒｉｌｌｉｎｇ　ｃｏｓｔｓ，ａｓ　ｗｅｌｌ　ａｓ　ｔｈｅ　ｒｉｇｈｔ　ｔｏ　ｔａｋｅ　ｔｉｍｅｌｙ　ｍｅａｓｕｒｅｓ　ｔｏ　ｐｒｏｔｅｃｔ　ｏｉｌ　ａｎｄ　ｇａｓ　ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ．Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａ——ｐｅｒ，ｓｏｍｅ　ｒｅｌａｔｉｖｅ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ　ｏｆ　ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ａｒｅ　ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｆｅａｓｉｂｉｌｉ－－ｔｙ　ｏｆ　ｈｉｇｈ－－ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ　ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐｏｒｅ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｗａｓ　ｆｕｒｔｈｅｒｅ１ａｂｏｒａｔｅｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｐｒｅｓｓｕｒｅ；Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ；Ｍｅｔｈｏｄ；Ｄｒｉｌｌｉｎｇ