地层压力预测分析方法在秦皇岛某油田中应用

地层压力预测分析方法在秦皇岛某油田中应用

地层压力预测是钻井基本设计与钻井工程设计的基础，是确定钻井井身结构、钻井液体系及密度、预防和减少井下复杂情况不可缺少的关键数据。文章通过对Drillworks压力预测软件分析及操作流程应用在秦皇岛某油田。根据现场监测到的压力及地漏试验数据对该油田的孔隙压力、破裂压力、坍塌压力进行了预测。计算发现该井坍塌压力为1.128-1.271g/cc大于孔隙压力，因此，在进行钻井设计时，应参照坍塌压力和破裂压力确定泥浆安全密度窗口。

标签：软件；压力预测；Drillworks；三压力

Abstract：Formation pressure prediction is the basis of drilling basic design and drilling engineering design. It is an indispensable key data to determine drilling well structure，drilling fluid system and density，so as to prevent and reduce the complex situation in downhole. In this paper，Drillworks pressure prediction software analysis and operation process are applied in Qinhuangdao Oil Field. The pore pressure，fracture pressure and collapse pressure of the oilfield are forecast according to the pressure monitored in the field and the ground drain test data. It is found that the collapse pressure of the well is 1.128-1.271 g/cc larger than the pore pressure，therefore，in drilling design，the mud safety density window should be determined by reference to collapse pressure and fracture pressure.

Keywords：software；stress prediction；Drillworks；three stresses

钻井工程所谓的地层压力是“地层孔隙压力、地层破裂压力、地层坍塌压力”的总称[1-2]。只有准确掌握地层的三压力剖面，才能够减少井下复杂情况的发生，并能及时采取有针对性技术措施，确保钻井施工的安全顺利完成。特别在新探区或未探明地层条件下的地层压力预测尤为重要，因为在钻穿未知高压层时，地层压力的失控会引起井下事故的发生[3]。

利用各种方法准确预测待钻地层三压力剖面可以科学地指导钻井工程设计，关键是可以确定合理的井身结构，对异常高压井段提前做出预防措施，设计出合理的钻井液密度，保证井壁稳定，预防和控制钻井过程中的井塌、井喷、井漏，减少井下复杂、事故，保证井下安全，对提高机械钻速都具有十分重要的意义。

1 地层压力预测的基本方法

正是基于地层压实理论和异常压力在地震、测井、钻井过程中发生的异常现象，石油行业逐步形成了一套地层压力预测、监测的基本理论，国内目前应用的预测方法主要有以下几种：（1）地震层速度法；（2）测井资料法；（3）dc指数法。在这里我们主要应用测井资料法对地层三压力进行预测。

2 地层压力预测分析

在实际应用中一般将地层压力预测理论与预测软件相结合。对于应用比较广泛的测井资料预测地层压力方法，大多数情况下要取全取准各种地质资料和参数。在岩性和地层水变化不大的地层剖面中，正常压实地层的特点是，随着深度的增加，上覆层载荷增加，泥岩的压实程度增大，导致地层孔隙度减小，密度增大。由于根据泥岩石的压实程度可以直接反映地层压力的变化，所以，目前利用测井数据进行地层压力预测的软件也很多，其中drillworks三压力预测软件就是其中之一，该软件利用地震层速度、声波、电阻率测井数据和伊顿法、麦修斯凯利法等方法进行地层孔隙压力、地层破裂压力和地层坍塌压力的预测。

Drillworks压力预测软件中所要求的测井曲线有自然电位（SP）、自然伽玛曲线（GR）、电阻率（RES）、密度测井曲线（RHOB）、声波曲线（DT）、井经曲线（CAL）等测井曲线。在应用软件过程中，为了确定地层的电阻率测井曲线，通过对以上测井特点和探测深度分析，认为深侧向测井较能反映地层的真实电阻率，所以在压力预测中采用深侧向测井曲线为电阻。在Predict软件中导入井深、声波时差、GR及密度等测井数据，将井深作为信息通道，利用GR曲线划分岩性，通过拟合的密度数据井行上覆岩层压力预测，利用处理后的声波时差数据进行该井所在地区的孔隙压力、破裂压力及坍塌压力分析，其主要程序及结果如下所示。

（1）运行软件，建立项目文件，输入项目信息，导入测井数据，滤除测井不合理的数据，并将伽马、电阻率、聲波、密度数据依次放在从左到右的轨道上。在伽马曲线上绘制泥岩基线，原则上是泥质含量大于80%。（2）利用软件提供的过滤工具对电阻率、声波的泥岩点进行过滤。（3）利用密度测井资料进行上覆岩层压力OBG的计算，建立正常压力情况下的电阻率、声波时差趋势线，如图1所示。（4）如图2所示，自左至右分别为两种不同算法及指数下的地层孔隙压力、地层坍塌压力、地层破裂压力和井径曲线。

3 结束语

（1）根据测井资料建立的地应力剖面曲线，最大水平主应力约在1.402-1.644MPa/100m之间，最小水平主应力约在1.129-1.271MPa/100m之间。（2）获得地层孔隙压力范围为 1.04-1.09g/cc。（3）获得地层破裂压力范围为1.83-1.98g/cc。（4）获得地层坍塌压力范围为1.06-1.37g/cc。（5）整体来看该地区坍塌压力大于孔隙压力，因此进行钻井工程设计时，应参照坍塌压力并结合破裂压力已确定该区块泥浆安全密度窗口。

参考文献：

[1]李黔予.地震波速分析地层压力方法及压力预测分析系统介绍[J].中国海上油气（地质），1994，8（2）：130-131.

[2]袁则名，和鹏飞，王鹏.某小井眼侧钻井下防砂筛管遇卡分析[J].科技创新与应用，2017，194（10）：146.