随钻地层压力监测系统及其应用
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异 常 地 层 压 力 的 成 因 、 算 方 法 模 型 和 控 制 关 键 因 素 的 研 究 ， 发 了 随 钻 地 层 压 力 监 测 系 统 ， 效 地 实 计 开 有 时 对 钻 井 过 程 中 的 地 层 压 力 进 行 监 测 的 分 析 ， 以 准 确 预 测 异 常 压 力 的 产 生 ， 效 避 免 钻 井 事 故 的 发 可 有
地下 孔 隙 间流 体 压力 与 液体 静 水 压力 差 就被 看 作 是 异 常 地 层 压 力 。 常 压 力 的 存 在 ， 别 是 高 压 的 异 特
存 在 ， 得 勘 探 和 钻 井 的 时 间 、 本 和 风 险 会 急 剧 增 使 成
对 于 综合 录 井 仪 器 而 言 ， 要 随 钻 监 测 钻 井工 主
生 。
关键 词 ： 钻 ； 层压 力 ； 随 地 Ｄｘｃ 指 数 ； ｉｍ ａ指 数 ； 层 压 力 程 序 ； 测 Ｓｇ 地 监
中图 分 类号 ： ＴＥ２ １ ７
文 献 标识 码 ： Ａ
文 章 编 号 ：０ ６ ７ ８ （ ０ ０ １ 一 Ｏ ２ 一 Ｏ １ ０－ ９１ ２ １ ）５ ０７ ３
２ １ 年第 １ 期 ００ ５
内蒙 古 石 油化 工
２ ７
随 钻 地 层 压 力 监 测 系 统 及 其 应 用
包富 鹏 ， 高瑞 香 ， 三 国 李
（ 原 油 田地 质 录 井 处 ） 中
摘 要 ： 钻 井 过 程 中 ， 常 以 钻 井 液 的 静 液 压 力 来 平 衡 孔 隙 流 体 压 力 ， 要 保 持 静 液 压 力 稍 大 于 在 通 并 孔 隙流 体 压 力 ， 样 才能正 常 平衡 钻 进 ， 不至 于 两种 压 力压 差 过 大 ， 生 井喷 或 井 漏 的钻 井事 故 。 过 这 而 发 通
Ｓ一 井 眼冲 洗 系数 。
一 — —— — — — — 一
１ ４＋ ９× ．
式 中 ： － Ｓｇ ￣ ｉ ｍａ参 数 计 算 的 地 层 孑 隙 度 Ｌ
ａ一 对 应 井 深 的 真 实 Ｓｇ ａ值 ｉｍ
不寻常的自 生矿物 胶结物和高的负胶结物孔隙度是超压地层
一
个 酋 菲 糯 末
程 参 数 ， 井 液 参 数 以 及 录 取 岩 屑 、 心 等 地 质 资 钻 岩
料 。而 异 常 压 力 的 地 层 能 在 这 几 方 面 的 综 合 录 井 上 得到 响应 （ 表 １ 。 见 ）
１２ ． 综 合 录 井 随 钻 地 层 压 力 监 测 模 型
加 。 对 地 层 异 常 压 力 分 析 的 目 的 就 是 在 钻 井 之 前 和 钻 井 中 识 别 和 预 测 这 些 压 力 带 ， 在 避 免 在 钻 井 中 以
‘ ｐ一 一 蛐
■ ＝ ■瓦
式 中 ：ｆ 地 层 压力 ， Ｐ Ｐ一 Ｍ ａ； ｐ 一 使 用 的 钻 井 液 密 度 ｇ／ ｍ 。 ｍ ｃ ；
录井 页岩岩屑的体积
、
形状和大小
在外形上， 变得异乎寻常的大， 可以 而且通 常呈 现破裂片 孔隙充填式方解石突然出现、 高含量的晚期
３ 随 钻 地 层压 力监 测 系统 实 现
收 稿 日期 ：Ｏ Ｏ ０ — １ ２ １一 ５ ５ 作 者 简 介 ： 富 鹏 （９ ３ ） 毕 业 于 承 德 石 油 学 校 电 子技 术 专 业 ， 期 从 事 综 合 录 井技 术 的研 究与 推 广 工 作 ， 任 中 原 包 １６一 ， 长 现 油 田 地 质 录 井 处 经 营 管 理 部 主任 。
１ 随 钻 地 层压 力 评价 因 素 和监 测 模型 １ １ 异 常 地 层 压 力 在 综 合 录 井 中 的 表 现 ． 表 １ 异 常 地 层 压 力 在 综 合 录 井 上 的 响 应 参数类别 具体项 目
钻速
ｄ ‘［ Ｐ ＲＯ ｊ 、 ｃ ｇ Ｒ Ｍ￣ Ｐ ，Ｇ 一 蕊 画 ｘ面 ｇ ——］ 一 Ｌ ｊ
２Ｏ× （ 一 Ｙ ） １
地层梯度在超压地层中 随深度增加的速度 钻井液出口 温度 要高于正常速度 如果出 现井涌的现象， 泥浆池会出 现液位升 池液位和总池总体积 高和池体积的增加。
页岩体积密度
地质
超压带的泥页岩密度通常比正常压实地层 的密度要低。
在过渡带。 岩屑的形状是多角的和尖角的，
低。
参 Ｓａ 数 ｇ数 凳 ｉ指 ｍ
钻井液出口 密度
式 中 ： 一 地 层 压力 梯 度 Ｍ Ｐ ／ ； Ｐｆ ａｍ
Ｓ 上覆 地层 压 力 梯度 ＭＰ ／ ； 一 ａｍ
Ｐ 一 正 常 压 力 梯 度 ＭＰａ ｍ ； ／
ｄ ｓ 对 应 井深 的 ｄ ｃ～ ｃ指 数 ， ｄ ｎ 对 应 井 深 的校 正 ｄ ｃ一 ｃ指 数 的 趋 势 值 。 １ ２ ２ Ｓ ｇ ａ指 数 ． ． ｉｍ
钻 遇 这 些 异 常 压 力 地 层 时 造 成 严 重 的 经 济 损 失 。 而 随 钻 压 地 层 压 力 监 测 系 统 的 实 现 ， 以 实 时 监 测 地 可
１２１ ｄ ． ． ｃ指 数
层异 常 压力 情 况 ， 时 调 整 钻井 方 式和 钻 井液 密 度 ， 及 从 使 这 一 目标 能 够 实 现 。
．
．
厂 ３ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ２ ．８
］
式 中 ：ｃ 校 正 ｄ指 数 值 ， 量 纲 ； ｄ一 无
ＲＰＭ － ￣ 盘 转 速 ， ／ ｉ ｒ ｍ ｎ；
响 应 特 征 在压力过渡带和异常高压区， 于地层的欠 由 压实， 其钻速是增加的 在过渡带和异常高压区偏离正 常趋势线， 比
ＲｏＰ一 钻 时 ， ／ ｎ； ｍ ｍｉ Ｗ ＯＢ ￣ 压 ， Ｎ ； － ｋ Ｄｂ ～ 钻 头 直 径 ， ｍ ； ｍ
Ｇｎ 一 正 常 钻 井 液 密 度 ， ｃ ； ｇ／ ｍ ＥｃＤ一 钻 井 液 循 环 当 量 密 度 ， ／ ｍ。 ｇｃ 。
Ｐｆ Ｓ 一 （ — Ｐ ） （ ｃ ／ ｃ ） — Ｓ × ｄ ｓ ｄ ｎ
ｄ指 ｃ 数
正常趋势线低 变化趋势与ｄ 指数相同 ｃ 由于油气侵的发生， 导致钻井液密度的降
地下 孔 隙 间流 体 压力 与 液体 静 水 压力 差 就被 看 作 是 异 常 地 层 压 力 。 常 压 力 的 存 在 ， 别 是 高 压 的 异 特
存 在 ， 得 勘 探 和 钻 井 的 时 间 、 本 和 风 险 会 急 剧 增 使 成
对 于 综合 录 井 仪 器 而 言 ， 要 随 钻 监 测 钻 井工 主
生 。
关键 词 ： 钻 ； 层压 力 ； 随 地 Ｄｘｃ 指 数 ； ｉｍ ａ指 数 ； 层 压 力 程 序 ； 测 Ｓｇ 地 监
中图 分 类号 ： ＴＥ２ １ ７
文 献 标识 码 ： Ａ
文 章 编 号 ：０ ６ ７ ８ （ ０ ０ １ 一 Ｏ ２ 一 Ｏ １ ０－ ９１ ２ １ ）５ ０７ ３
２ １ 年第 １ 期 ００ ５
内蒙 古 石 油化 工
２ ７
随 钻 地 层 压 力 监 测 系 统 及 其 应 用
包富 鹏 ， 高瑞 香 ， 三 国 李
（ 原 油 田地 质 录 井 处 ） 中
摘 要 ： 钻 井 过 程 中 ， 常 以 钻 井 液 的 静 液 压 力 来 平 衡 孔 隙 流 体 压 力 ， 要 保 持 静 液 压 力 稍 大 于 在 通 并 孔 隙流 体 压 力 ， 样 才能正 常 平衡 钻 进 ， 不至 于 两种 压 力压 差 过 大 ， 生 井喷 或 井 漏 的钻 井事 故 。 过 这 而 发 通
Ｓ一 井 眼冲 洗 系数 。
一 — —— — — — — 一
１ ４＋ ９× ．
式 中 ： － Ｓｇ ￣ ｉ ｍａ参 数 计 算 的 地 层 孑 隙 度 Ｌ
ａ一 对 应 井 深 的 真 实 Ｓｇ ａ值 ｉｍ
不寻常的自 生矿物 胶结物和高的负胶结物孔隙度是超压地层
一
个 酋 菲 糯 末
程 参 数 ， 井 液 参 数 以 及 录 取 岩 屑 、 心 等 地 质 资 钻 岩
料 。而 异 常 压 力 的 地 层 能 在 这 几 方 面 的 综 合 录 井 上 得到 响应 （ 表 １ 。 见 ）
１２ ． 综 合 录 井 随 钻 地 层 压 力 监 测 模 型
加 。 对 地 层 异 常 压 力 分 析 的 目 的 就 是 在 钻 井 之 前 和 钻 井 中 识 别 和 预 测 这 些 压 力 带 ， 在 避 免 在 钻 井 中 以
‘ ｐ一 一 蛐
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式 中 ：ｆ 地 层 压力 ， Ｐ Ｐ一 Ｍ ａ； ｐ 一 使 用 的 钻 井 液 密 度 ｇ／ ｍ 。 ｍ ｃ ；
录井 页岩岩屑的体积
、
形状和大小
在外形上， 变得异乎寻常的大， 可以 而且通 常呈 现破裂片 孔隙充填式方解石突然出现、 高含量的晚期
３ 随 钻 地 层压 力监 测 系统 实 现
收 稿 日期 ：Ｏ Ｏ ０ — １ ２ １一 ５ ５ 作 者 简 介 ： 富 鹏 （９ ３ ） 毕 业 于 承 德 石 油 学 校 电 子技 术 专 业 ， 期 从 事 综 合 录 井技 术 的研 究与 推 广 工 作 ， 任 中 原 包 １６一 ， 长 现 油 田 地 质 录 井 处 经 营 管 理 部 主任 。
１ 随 钻 地 层压 力 评价 因 素 和监 测 模型 １ １ 异 常 地 层 压 力 在 综 合 录 井 中 的 表 现 ． 表 １ 异 常 地 层 压 力 在 综 合 录 井 上 的 响 应 参数类别 具体项 目
钻速
ｄ ‘［ Ｐ ＲＯ ｊ 、 ｃ ｇ Ｒ Ｍ￣ Ｐ ，Ｇ 一 蕊 画 ｘ面 ｇ ——］ 一 Ｌ ｊ
２Ｏ× （ 一 Ｙ ） １
地层梯度在超压地层中 随深度增加的速度 钻井液出口 温度 要高于正常速度 如果出 现井涌的现象， 泥浆池会出 现液位升 池液位和总池总体积 高和池体积的增加。
页岩体积密度
地质
超压带的泥页岩密度通常比正常压实地层 的密度要低。
在过渡带。 岩屑的形状是多角的和尖角的，
低。
参 Ｓａ 数 ｇ数 凳 ｉ指 ｍ
钻井液出口 密度
式 中 ： 一 地 层 压力 梯 度 Ｍ Ｐ ／ ； Ｐｆ ａｍ
Ｓ 上覆 地层 压 力 梯度 ＭＰ ／ ； 一 ａｍ
Ｐ 一 正 常 压 力 梯 度 ＭＰａ ｍ ； ／
ｄ ｓ 对 应 井深 的 ｄ ｃ～ ｃ指 数 ， ｄ ｎ 对 应 井 深 的校 正 ｄ ｃ一 ｃ指 数 的 趋 势 值 。 １ ２ ２ Ｓ ｇ ａ指 数 ． ． ｉｍ
钻 遇 这 些 异 常 压 力 地 层 时 造 成 严 重 的 经 济 损 失 。 而 随 钻 压 地 层 压 力 监 测 系 统 的 实 现 ， 以 实 时 监 测 地 可
１２１ ｄ ． ． ｃ指 数
层异 常 压力 情 况 ， 时 调 整 钻井 方 式和 钻 井液 密 度 ， 及 从 使 这 一 目标 能 够 实 现 。
．
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厂 ３ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ２ ．８
］
式 中 ：ｃ 校 正 ｄ指 数 值 ， 量 纲 ； ｄ一 无
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响 应 特 征 在压力过渡带和异常高压区， 于地层的欠 由 压实， 其钻速是增加的 在过渡带和异常高压区偏离正 常趋势线， 比
ＲｏＰ一 钻 时 ， ／ ｎ； ｍ ｍｉ Ｗ ＯＢ ￣ 压 ， Ｎ ； － ｋ Ｄｂ ～ 钻 头 直 径 ， ｍ ； ｍ
Ｇｎ 一 正 常 钻 井 液 密 度 ， ｃ ； ｇ／ ｍ ＥｃＤ一 钻 井 液 循 环 当 量 密 度 ， ／ ｍ。 ｇｃ 。
Ｐｆ Ｓ 一 （ — Ｐ ） （ ｃ ／ ｃ ） — Ｓ × ｄ ｓ ｄ ｎ
ｄ指 ｃ 数
正常趋势线低 变化趋势与ｄ 指数相同 ｃ 由于油气侵的发生， 导致钻井液密度的降