地层压力
第5章 地层压力和地层温度
ρ—流体密度，。
四、原始地层压力的来源
1. 静水压头：当油层有供水区时，原始地层压力与供水区水压头和 泄水区的高低有关；如果无供水区，则与油层含水部分所具有的 压头有关。
2. 地静压力：上覆岩层或沉积物重量所形成的压力。地静压力对地 层压力的影响大小，将视储层是否封闭的程度而定。
3. 天然气补给：油气藏形成之后，沉积物或岩层中的有机物会继续 转变成烃类或非烃类气体，当油气藏处于被隔绝状态时这些天然 气的聚集会提高地层压力。 4. 构造应力：地壳运动所产生的构造应力，会使孔隙缩小压力升高； 也可能因断层和裂缝的产生，为油、气的逸散构成通道，使已有 压力下降。 5. 地温：总的趋势是岩层埋藏深度越大，其温度越高。温度升高， 会使孔隙流体发生体积膨胀，也增高地层压力。
7、8与封闭性没有关系
（2）热力作用和生物化学作用
• 热力作用：世界钻探经验表明，异常高压地带总是伴随着 异常高温地带出现，温度对压力的影响是不容忽视的。在 一个封闭系统中，温度增加将引起岩石和岩石孔隙中流体 的膨胀，从而使该系统的压力增大。
• 温度增加还可以引起岩石中流体相态的变化，析出二氧化 碳等气相物质。高温能使油页岩中的干酪根热裂解，生成 烃类气体。在封闭的地质环境中，这些气体将大大提高该 系统的压力而促使该系统高异常地层压力的形成。
三、折算压力
在油气藏开发过程中，为了正确掌握油层压力 大小、分布及其变化规律，必须消除构造因素（即 油层埋藏深度对油层压力的影响）和流体密度不同 对地层压力的影响，以便于比较同层或不同层压力 的高低，因而提出折算地层压力的概念。
人们往往习惯地认为地下流体是由地层压力高 的地方流向地层压力低的地方，然而，实际情况是 怎样的呢？现在用一个例子来说明。
地层压力
地层压力(formation pressure)是指由于沉积物的压实作用，地层中孔隙流体(油、气、水)所承受的压力，又称之孔隙流体压力(pore fluid pressure)或孔隙压力(pore pressure)。
正常压实情况下，孔隙流体压力与静水压力一致，其大小取决于流体的密度和液柱的垂直高度，凡是偏离静水压力的流体压力即称之为异常地层压力(abnormal pres．sure)，简称异常压力。
孔隙流体压力低于静水压力时称为异常低压或欠压，这种现象主要发现于某些致密气层砂岩和遭受较强烈剥蚀的盆地。
孔隙流体压力高于静水压力时称为异常高压或超压，其上限为地层破裂压力(相当于最小水平应力)，可接近甚至达到上覆地层压力。
地层压力分类常用的指标是地层压力梯度(单位长度内随深度的地层压力增量，单位为MPa／km)和压力系数(实际地层压力与静水压力之比)。
本文来自: 博研石油论坛详细出处参考/thread-27166-1-5-1.html压力系数：指实测地层压力与同深度静水压力之比值。
压力系数是衡量地层压力是否正常的一个指标。
压力系数为0.8~1.2为正常压力，大于1.2称高压异常，低于0.8为低压异常。
摘自《油气田开发常用名词解释》压力梯度：首先理解什么是梯度：假设体系中某处的物理参数(如温度、速度、浓度等)为w，在与其垂直距离的dy处该参数为w+dw，则其变化称为该物理参数的梯度，也即该物理参数的变化率。
如果参数为速度、浓度或温度，则分别称为速度梯度、浓度梯度或温度梯度。
当涉及到压力的变化率时，即为压力梯度。
区别之处就在于，压力系数为衡量地层压力是否正常的一个指标，压力梯度为压力的变化率。
压力系数就是实际地层压力与同深度静水压力之比。
压力梯度即地层压力随深度的变化率。
地层的压力系数等于从地面算起，地层深度每增加10米时压力的增量。
压力梯度是指地层压力随地层深度的变化率。
储集层的基本特征是具孔隙性和渗透性，其孔隙渗透性的好坏、分布规律是控制地下油气分布状况、油气储量及产量的主要因素。
各种地层压力计算
各种地层压力计算地层压力是指地下岩层所受到的压力。
在石油勘探和地质工程中，准确计算地层压力对于预测油气储层性能、设计井筒参数和工程安全至关重要。
本文将介绍几种常见的地层压力计算方法，包括密度剖面法、对比法、拟地应力法和井壁稳定条件法。
密度剖面法是一种常用的地层压力计算方法。
该方法基于密度与深度之间的关系，通过测量岩石样品的密度和计算地下岩层密度剖面来估算地层压力。
具体步骤为：首先收集岩石样品，测量样品的饱和密度和相对含油饱和度。
然后，根据样品所在位置的深度信息，计算不同深度的岩层密度。
最后，根据密度剖面曲线，计算不同深度的地层压力。
该方法的优点是计算过程简单，但缺点是需要收集大量的岩石样品，并且不考虑地层非均质性和其他地质因素的影响。
对比法是另一种常用的地层压力计算方法。
该方法基于已经钻取的邻井或相邻层位的地层压力数据，通过将邻井的地层压力与目标井的压力数据进行比较，得出目标井的地层压力。
具体步骤为：首先收集邻井或相邻层位的地层压力数据，并根据井深进行插值或推算，得到需要比较的井段地层压力。
然后，将邻井的地层压力与目标井的压力数据进行比较，通过拟合曲线或差值方法，计算目标井的地层压力。
该方法的优点是不需要进行岩石样品收集，但缺点是地质条件的差异可能导致不准确的估计。
拟地应力法是一种广泛应用于岩层力学研究和工程设计中的地层压力计算方法。
该方法基于地下岩层的应力状态，通过测量地质构造应力、地下水压力和重力压力等参数，计算地层压力。
具体步骤为：首先测量地质构造应力，包括水平和垂直应力。
然后，测量地下水压力，通过安装水井或压力传感器进行监测。
最后，根据重力压力和地下应力状态，计算地层压力。
该方法的优点是考虑了多种参数的综合影响，但缺点是在实际应用中需要进行复杂的测量和分析。
井壁稳定条件法是一种基于井筒稳定性原理的地层压力计算方法。
该方法基于井筒稳定的条件，通过测量井壁上的支撑力和岩层力来计算地层压力。
具体步骤为：首先测量井壁上的支撑力，包括摩阻力、周边应力和井壁附近岩石的强度。
地层压力系数
地06层压力系数研究的发展趋势 与展望
地层压力系数研究的 未来发展趋势
• 随着石油工程技术的不断发展，地层压力系数研究将朝着更深入、 更精细的方向发展
• 更深入地研究地层压力系数与地质因素、油气藏开发条件的关 系
• 更精细地研究地层压力系数的测量和预测方法，提高预测精度 • 更全面地研究地层压力系数的优化和控制策略，提高油气藏开
地层压力系数的动态 变化与分析
• 地层压力系数在油气藏开发过程中会发生变化，包括静态变化和 动态变化
• 静态变化：由于地层岩性、厚度、地质构造等地质因素的变化， 导致地层压力系数的变化
• 动态变化：由于油气藏开发过程中的压力、温度、流体流动等 因素的影响，导致地层压力系数的变化
• 分析地层压力系数的动态变化，有助于石油工程师更好地了解油 气藏的开发状况，从而制定合适的开发策略
05
地层压力系数的优化与控制
地层压力系数的优化方法与技 术
• 地层压力系数的优化方法主要包括以下几种： • 调整钻井液密度：根据地层压力系数，选择合适的钻井液密度， 以保护油气层并防止井喷 • 优化采油工艺：根据地层压力系数，选择合适的采油方法，以 提高采收率并降低工程成本 • 调整油气藏开发方案：根据地层压力系数，评估油气藏的储量 和经济价值，并调整开发方案
地层压力系数的测量 方法与技术
• 地层压力系数的测量方法主要包括以下几种： • 井下测量法：通过测井仪器在井下测量地层压力和深度，计算 地层压力系数 • 地表测量法：通过地震勘探、重力测量等方法在地面测量地层 压力系数 • 实验室测量法：在实验室中模拟地层压力和深度，计算地层压 力系数
地层压力系数
地层压力系数
地层压力系数，是地层压力与静液柱压力之比。
它是用来判别地层压力是否异常的一个主要参数。
压力系数介于0.8-1.2，为正常地层压力；压力系数低于0.8，为低异常地层压力；压力系数大于1.2，为高异常地层压力；压力系数大于1.6，为超高压异常地层压力。
压力系数定义为实测地层压力与相同深度处静水压力的比值，为无因次量，用来衡量地层压力的异常程度。
压力系数高于1.2，为异常高压；低于0.8，为异常低压；介于0.8~1.2，为正常压力。
实测压力为有因次量，单位为MPa，用来划分高中低压。
压力低于20MPa，为低压；20~40MPa，为中等压力；40~60MPa，为高压；大于60MPa，为超高压。
实测压力为绝对压力，压力系数为相对压力。
两个评价方法是互相独立的，没有任何重叠，异常高压地层完全有可能是低压地层，而异常低压地层也完全有可能是高压地层。
地层压力公式
地层压力公式1．静液压力Pm(1)静液压力是由静止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。
在钻井中钻井液环空上返速度较低，动压力可忽略不计，而按静液压力计算钻井液环空液柱压力。
(2)静液压力 Pm 计算公式：Pm＝ 0.0098ρ mHm(2 —1)式中 Pm ——静液压力， MPa ；ρ m——钻井液密度， g／cm3 ；Hm ——液柱垂直高度，m。
(3)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 。
2．地层压力Pp(1)地层压力是指地层孔隙中流体具有的压力，也称地层孔隙压力。
(2)地层压力 Pp 计算公式：Pp＝ 0.0098ρ pHp(2 —3)式中 Pp——地层压力， MPa；ρ p ——地层压力当量密度，g／ cm3 ；Hm ——地层垂直高度，m。
(3)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。
(4) 地层压力当量密度ρp计算公式：ρp＝ Pp／ 0.0098Hm ＝102Gp(2 －5)在钻井过程中遇到的地层压力可分为三类：a.正常地层压力：ρp＝1.0～1.07g／cm3；b.异常高压：ρ p>1.07g／ cm3 ；c.异常低压：ρ p<1.0g／ cm3 。
3．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，使地层原有的裂缝扩大延伸或使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。
(1)地层破裂压力 Pf 计算公式：Pf＝ 0.0098ρ fHf(2 － 6)式中 Pf ——地层破裂压力，MPa；ρ f ——地层破裂压力当量密度，g／ cm3 ；Hf ——漏失层垂直高度，m 。
现场地层压力计算
六、地层压力计算1、地层孔隙压力和压力梯度（1)地层孔隙压力H g p f p ⨯⨯⨯=-ρ310式中，P p ——地层孔隙压力(在正常压实状态下，地层孔隙压力等于静液柱压力），MPa ； ρf ——地层流体密度,g/cm 3; g —-重力加速度，9。
81m/s 2；H --该点到水平面的重直高度(或等于静液柱高度)，m 。
在陆上井中,H 为目的层深度，起始点自转盘方钻杆补心算起，液体密度为钻井液密度ρm ，则，H g p m h ⨯⨯⨯=-ρ310式中，p h -—静液柱压力，MPa; ρm -—钻井液密度，g/cm 3； H ——目的层深度，m; g —-重力加速度，9.81m/s 2。
在海上钻井中，液柱高度起始点自钻井液液面(出口管）高度算起,它与方补心高差约为0。
6～3。
3m,此高差在浅层地层孔隙压力计算中要引起重视，在深层可忽略不计。
(2)地层孔隙压力梯度HP G Pp =式中 G p -—地层孔隙压力梯度，MPa/m. 其它单位同上式。
2、上覆岩层压力及上覆岩层压力梯度 （1)上覆岩层压力])1[(1081.93o ρρΦ+Φ-⨯=-m H P式中 P o -—上覆岩层压力，MPa; H —-目的层深度，m ； Φ——岩石孔隙度，％；ρ——岩层孔隙流体密度，g/cm 3； ρm ——岩石骨架密度，g/cm 3.（2)上覆岩层压力梯度HP G oo =式中，G o -—上覆岩层压力梯度，MPa/m;P o —-上覆岩层压力，MPa; H —-深度（高度），m 。
(3）压力间关系z p P p O σ+=式中，P o -—上覆岩层压力，MPa ； P p ——地层孔隙压力，MPa ；σz —-有效上覆岩层压力（骨架颗粒间压力或垂直的骨架应力），MPa 。
3、地层破裂压力和压力梯度 (1)地层破裂压力（伊顿法)p p z f P P P +--=)(1σμμ式中， P f ——地层破裂压力(为岩石裂缝开裂时的井内流体压力）,MPa ； μ——地层的泊松比;σz -—有效上覆岩层压力，MPa ； P p —-地层孔隙压力，MPa.或 试P P P h f +=式中，P f —-地层破裂压力。
正常地层压力当量密度
正常地层压力当量密度
地层压力是指地下岩石受到的压力，它是由岩石的重量和上面
的地层所施加的压力组成的。
正常地层压力是指在没有外部影响的
情况下，地层处于平衡状态时所受到的压力。
当地层处于正常状态时，压力会随着深度的增加而增加，这是由于上面的岩石重量和地
层本身的重量所导致的。
正常地层压力的大小取决于地层的深度、
岩石的密度和重力加速度等因素。
当量密度是指岩石的密度与地层压力的乘积，它反映了岩石在
地层中所受到的压力对岩石密度的影响。
当量密度可以用来描述岩
石在地下深部的物理性质，它是岩石力学性质的重要参数之一。
当
量密度的大小取决于岩石的实际密度和地层压力，通常以兆帕（MPa）或千克/立方米（kg/m³）为单位。
在实际地质勘探和工程中，正常地层压力和当量密度的准确计
算对于油气勘探、地质灾害防治、地下工程等方面具有重要意义。
通过对正常地层压力和当量密度的研究和分析，可以更好地了解地
下岩石的物理性质，为工程设计和施工提供科学依据。
因此，对于
正常地层压力和当量密度的研究具有重要的理论和实际意义。
地层压力系数
地层压力系数地层压力系数是石油工程领域中一个重要的参数，用来描述油气地层中的岩石对地下井筒的压缩性质。
地层压力系数具有重要的理论和实践价值，对于正确评价地层压力、设计井筒工程和实现高效采油具有重要意义。
地层压力系数的概念地层压力系数是指单位深度地层岩石的体积收缩率或体积弹性模量，通常用符号α表示。
在石油勘探开发中，地层压力系数的确定是井下工作的重要任务之一。
地层压力系数的大小受地层岩石的固结和岩石本身的性质影响。
地层压力系数的影响因素1.地层岩石类型：不同类型的岩石具有不同的地层压力系数，比如砂岩和泥岩的地层压力系数就有较大差异。
2.孔隙度：孔隙度越大，地层压力系数通常越小。
岩石孔隙度的大小会影响地层的压缩性。
3.地层深度：地层压力系数通常随着地层深度的增加而增加，因为深部岩石受地层以上压力的影响更大。
4.地质构造：地质构造对地层岩石的形成和演化具有重要影响，不同地质构造下的岩石地层压力系数可能存在显著差异。
地层压力系数的应用1.井下地层压力预测：利用地层压力系数可以预测井下地层的压力情况，指导井下作业的进行。
2.井筒封固设计：地层压力系数也是设计井筒封固方案的重要参数，有助于确保井筒的稳定性和安全性。
3.采油效率提升：正确评价地层压力系数可以帮助优化采油工艺，提高采油效率和产量。
结语综上所述，地层压力系数是石油工程领域中一个关键的参数，对于石油勘探开发和生产具有至关重要的意义。
地层压力系数的准确测定和合理应用可以帮助实现石油资源的高效利用，提高油田的开发水平。
希望通过对地层压力系数的认识，能够促进石油工程技术的不断创新和发展。
地层压力与温度
③ 判断水动力系统--对制定开发方案、分析开发动态十分重要。
水动力系统--在油气层内流体具有连续性流动的范围。
◆ 同一水动力系统内，原始地层压力等值线分布连续； ◆ 不同水动力系统，原始地层压力等值线分布不连续：
折算压头 l 为： l h L h (L H )
折算压头换算示意图
l --折算压头/m； h --静液柱高度/m； H--井口海拔高度/m
L --井口至油层顶面(或中部)的垂直距离，m
⑵ 折算压力：指测点相对 于某一基准面的压力，数值上 等于由测压面到折算基准面的 水柱高度所产生的压力---指 折算压头产生的压力，
◆ 1号井底原始地层压力(静水压力)＝ 5.88MPa
供水区
测压面
天然气
原油
水
原始油层压力分布示意图
油水界面原始地层压力＝1井原始地层压力＋1井底至油水
界面水柱产生压力 ＝7.84MPa
油气界面原始地层压力＝油水界面压力－300m油柱产生
压力 ＝5.34MPa
测压面
测压面
油水界面
天然气
原油
水
原始油层压力分布示意图
低压区
高压区
低压区
高压区
油藏折算压力等压图 油藏中流体流动方向：从南、北两翼向轴部及东、西两端
★ 油层折算压力等压图的作用：
A）更直观、准确地反映油藏的开采动态及地下流体的 流动状况--由折算压力高处向折算压力低处流动；
B）判断水动力系统--静水条件下，若油藏各井原始油层 压力的折算压头或折算压力相等，则该油藏为一个统 一的水动力系统；反之，则为多个水动力系统。
地层压力单位
地层压力单位地层是地球的外壳构成的一层岩层，通过含水层、油气层以及矿床等自然地质要素来挖掘资源。
因此，地层压力是在地质过程中必须考虑的因素，需要对其进行实际的测量和监测。
一、地层压力的定义和意义地层压力是指地下岩石和水压力的总和，其大小是由岩层自身的性质和深度等因素所影响的。
地层压力的重要性在于它直接影响着石油、天然气等矿物资源的开发，因此其准确的测量和分析对于石油工业的发展和实践具有重要的意义。
二、地层压力的测量方法1.测量钻孔重量法该方法是通过在不同深度的钻孔中进行砂袋重量和上部钻杆重量的测量，利用重力方程确定地层压力的大小。
此方法的优点是测量结果可靠且测量精度高，但是操作复杂，需要大量的实地测试和精密仪器的支持。
2.地形压力计法地形压力计法是一种比较常用的测量方法，其基本原理是通过将应力计的感应层置于加卸载器中，测定不同深度下的地层压力。
此方法操作简单、实用性强，广泛应用于矿山和建筑领域中的开发工作。
3.地震勘探法通过利用传统的地震勘探原理，确定在不同地质结构中的速度、密度和波速等参数，运用反演算法计算出地层压力。
此方法适用于大规模区域的测量要求，具有较高的精度和准确性。
三、地层压力单位的表示方法地层压力的单位通常用兆帕斯（MPa）或者磅力/平方英尺（PSF）来表示。
其中，1兆帕斯等于1百万帕斯卡，1磅力/平方英尺等于约47.8帕斯卡。
四、地层压力的影响因素1.地质环境由于不同地质环境中地层物性不同，例如密度、岩性、含水量等因素的差异会造成地层压力的变化。
2.地表载荷地表载荷主要指建筑、桥梁等人工建筑物及其相关设备、交通工具的荷载，其质量和分布均会影响地层压力。
3.地震和地质活动地震和地质活动会引起地层产生变形、断裂和塌陷等现象，进而影响地层压力的产生和变化。
五、地层压力的应用地层压力的研究对于油气开发、矿床勘探、地下水开采、工程建设等领域都有着重要的应用价值。
特别是在石油工业中，对地层压力的测量和分析是进行油田勘探、钻井、完井、生产以及二次开发等工作的基础和前提。
地层压力的四种表示法
地层压力的四种表示法
地层压力是指地层中的物质所受到的静态压力，是物理地质研究中一个重要概念，也是石油勘探开发中的重要参数。
地层压力有四种表示法：一是常规压力（Conventional Pressure），常规压力用向上垂直于海平面压力表示，也就是说，用海拔高度及重力加成计算出来的压力，它是基本的压力表示方法，在大部分的油气工程中使用。
二是真实压力（True Pressure），真实压力是指地层上物
质受到的实际压力，它受到地层和地质环境的影响，受到温度、岩石类型及渗透率的影响，它是在同一海拔上，由于不同条件所表示出来的压力。
因此，真实压力与常规压力之间的差距是由各种因素决定的，在勘探实际中，应尽可能的测量真实压力数据，以便精确评价地层压力。
三是渗透压力（Permeability Pressure），渗透压力是指介
质在渗流过程中受到的压力，它是由介质的压强及渗透率的关系所决定的，因此，在勘探中，应重视介质渗透率的测量，以便准确推算渗透压力。
四是潜压（Reservoir Pressure），潜压是指原油或气体藏
层内部油气受到的压力，它是由地层压力及油气生产后产生的压力综合作用所决定的，因此，在勘探中，应重视潜压数据的测量，以便准确评价油气藏的压力状况。
以上是地层压力的四种表示法。
它们各有特点，在石油勘探开发中都有重要的作用，因此，在勘探实践中，应重视地层压力的测量，以便准确评价地层压力，从而保证石油勘探开发的安全有效。
平均地层压力定义
平均地层压力定义平均地层压力是指地下岩石层中的压力均匀分布的平均值。
地层压力是地球内部产生的重力作用和岩石层受到的压缩力所引起的。
它是地球科学研究中非常重要的参数，对于油气勘探和开发、地下水资源开发、地下工程的设计与施工等领域具有重要的指导意义。
地球是由不同岩石组成的，而每一种岩石都有自己的密度和压缩性。
地层压力的大小受到岩石密度、压缩性、上部岩石层数、地下深度等多种因素的影响。
一般来说，地下深度越大，地层压力就越大。
例如，海洋底部的地层压力相对较小，而位于陆地深处的地下岩石层的地层压力就比较大。
地层压力的变化在地层中并非均匀分布，通常会呈现出一定的规律性。
上层岩石层的压力较小，随着深度增加，地层压力逐渐增大。
但是随着深度进一步增加，地层的压力增加速度逐渐减小，呈现出递减趋势。
这是因为地球内部岩石材料的压缩性以及重力的作用使得地层压力逐渐增加，而岩石层的物理性质也会在一定范围内影响地层压力的分布。
地层压力的准确测量对于油气勘探和开发具有非常重要的意义。
受到地层压力的影响，油气会向地下高压区域移动，因此了解地层压力的分布情况可以帮助工程师确定最佳的开采方案。
同时，地层压力也会对油气井产能等参数产生影响，因此在油气勘探和生产中对地层压力进行准确测量和分析，对于提高油气产量和开采效率至关重要。
除了油气勘探和开发领域，地层压力对于地下水资源开发和地下工程的设计与施工也有重要意义。
在地下水资源开发中，了解地层压力的分布有助于确定水井的设计和施工参数，确保水井的正常运行和水量的稳定供应。
在地下工程的设计与施工中，地层压力的分布情况可以帮助工程师确定基坑支护结构和地下建筑物的设计参数，确保工程的安全和稳定。
综上所述，平均地层压力是地球内部岩石受到的重力和压缩力作用的结果，对于油气勘探和开发、地下水资源开发、地下工程的设计与施工等领域具有重要的指导意义。
准确测量和分析地层压力的分布情况，可以提高勘探开发效率，确保水资源供应和地下工程的安全稳定。
地层压力概念
地层压力概念嘿，朋友们！今天咱来聊聊地层压力这个挺有意思的玩意儿。
你说地层压力像啥呢？就好比是大地的“脾气”！想象一下，大地就像一个巨大的“情绪包”，地层压力就是它的喜怒哀乐呢。
有时候它很温和，压力不大不小，一切都平平稳稳的；可有时候它就会突然“发脾气”，压力变得特别大或者特别小，那就可能会带来一些麻烦啦。
咱平时生活中也能找到类似的例子呀。
就像咱骑自行车，轮胎的气要是太足了，骑起来就会蹦蹦跳跳的，说不定还会爆胎呢；要是气不足呢，那骑起来就费劲得很。
地层压力也是这样，太高或者太低都不行。
在石油开采中，地层压力可重要啦！要是不了解它，就像闭着眼睛走路一样，容易摔跤。
开采石油的人得像了解好朋友的脾气一样了解地层压力，这样才能顺顺利利地把石油从地下弄出来。
比如说吧，如果地层压力特别高，就像一个装满气的气球，你要是不小心弄破了它，那可不得了，石油可能会像喷泉一样喷出来，这多吓人呀！但要是地层压力太低呢，石油就像懒洋洋的小猫，怎么都不愿意出来，那可就急死人啦。
那怎么才能知道地层压力呢？这就得靠那些聪明的科学家和工程师们啦。
他们有各种各样的办法和工具，就像医生看病一样，通过各种检查来了解地层的“健康状况”。
而且啊，地层压力还不是一成不变的呢。
它会随着时间、开采情况等因素而变化。
这就好比天气，一会儿晴天，一会儿阴天，让人捉摸不透。
所以开采石油的人得时刻关注着地层压力的变化，就像我们每天关注天气预报一样。
哎呀，想想看，在地底下那么深的地方，还有这么个神秘的地层压力在起着作用，是不是很神奇？这也让我们更加佩服那些研究地层压力的人，他们就像探索地下秘密的勇士，努力为我们揭开地层压力的神秘面纱。
总之呢，地层压力可不是个小事情，它关系到我们能不能顺利地开采石油，关系到我们的能源供应呢。
我们可得好好重视它，了解它，就像对待一个重要的朋友一样。
这样，我们才能和地层压力和谐相处，从地下获取我们需要的宝贵资源呀！你说是不是呢？。
地层压力
第三，在欠平衡钻井条件下，Δ P的微小变 化可引起岩石强度显著的变化，也就是说 本模型对异常压力地层反应非常敏感。
3） 地层孔隙压力计算
有了井底压差就可以用下式来计 算地层孔隙压力梯度。
Gp ECD p /(TVD Cf )
井号
Q002 Q002 Q002 Q3 Q3 Q001A Q001A J1
井深 (m)
3560 4098 4777 3360 3990 3360 4480 3820
岩石强度法 dc 指数法预测值一实测值对比
实测压力梯
岩石强度法
Dc 指数法
度当量密度 压力梯度
误差 压力梯度 误差
(g/cm3)
(g/cm3)
dp指数法
1.dc指数法
dc指数法是在机械钻速法的基础上提出来
模式
dc
lg( 3.282) NT
n
lg( 0.684W ) m
D
T--钻时,min/m
N--转盘转速,r/min W--钻压,KN D--钻头直径,m
ρ n--地层水密度,g/cm3 ρ m--实际使用的钻井液密度, g/cm3
纵波在地层中传播速度表示如下:
式中
v2
E
e
(1
1 )(1 2)
--岩石波松比.
从上式可以看出,纵波传播速度与岩石密度. 弹性系数等有关.而岩石密度和弹性系数又 取决于岩石性质.结构.空隙度以及埋藏深度 等.因此,不同的地层岩性就有不同波速.这样, 只要能测得声波在地层中的传播速度,就能
根据实际钻速和泥浆密度,求出各岩层的压 实性系数c值.
地层压力
地层压力一、基本概念1、静液压力：是由钻井液柱重量引起的压力。
2、地层压力：是指作用在岩石孔隙内流体（油气水）上的压力，也称为地层孔隙压力。
3、上覆地层压力：指覆盖在地层以上的地层基质（岩石）和孔隙中流体（油气水）的总重量造成的压力。
4、破裂压力：在井中一定深度处的地层，其承受压力的能力是有限的，当压力达到某一值时会使地层破裂，这个压力称为地层的破裂压力。
5、压力系数：是地层原始压力与同一深度地层水静水柱压力的比值(实际仍是当量密度，只是去掉密度量纲)。
6、当量钻井液密度：某深度处的钻井液液柱压力（包括循环阻力和波动压力等）等于该深度的地层压力时的钻井液密度(ECD=101.97＊压力梯度)7、静水压力（Hydrostatic Pressure）：指单位液体重量与静液柱垂直高度的乘积。
ph = (g*ρ*H )/1000 ≈ (ρ*H)/1000ph------ 静水压力 Mpag ------ 重力加速度 9.81m/s2ρ ------ 钻井液密度 g/cm3H ------ 垂深 m8、静水压力梯度（HydrostaticPressureGradient）：静水压力梯度是指每单位深度上静水压力的变化量。
Hpg = ph/H ≈ ρ*g/1000Hpg ------ 静水压力梯度 MPaρ ------ 单位体积质量 g/cm3体积密度法：Hpg =（103* ph）/g*H9、地层孔隙压力（Pore Pressure）：指作用地岩石孔隙中流体上的压力。
对于现场计算，孔隙压力与流体液柱的密度及垂直深度有关pf = (ρf*g*H)/1000pf ------- 地层孔隙压力 MPaρf ------- 地层流体密度 g/cm310、地层孔隙压力梯度（ Pore Pressure Gradiet）：指单位深度上地层孔隙压力的变化量。
pfg = pf/H ≈ ρf*g/1000体积密度法：pfg =（103* pf）/g*H孔隙压力梯度等于或接近于静水压力梯度时称为正常孔隙压力梯度；低于静水压力梯度时称为低压力异常孔隙压力梯度，简称低压力异常。
地层压力组成
地层压力组成
地层压力主要由以下三部分组成：
静液压力：由地层中静止的流体产生的压力，它与地层深度和流体密度有关。
孔隙压力：由于地层中的孔隙和裂缝中的流体产生的压力，它与孔隙和裂缝的大小、形状以及流体的性质有关。
弹性压力：由于地层岩石的弹性变形产生的压力，它与岩石的弹性模量、泊松比以及地层岩石的变形情况有关。
在实际的地层压力分析中，需要综合考虑以上三部分压力的影响。
除了以上三部分地层压力，地层压力还可能受到其他因素的影响，例如地层中的化学物质、温度和压力梯度等。
地层中的化学物质可以影响地层压力，因为它们可能会与地下流体发生化学反应，从而改变流体的性质和压力。
例如，地下流体中的气体可以与岩石中的某些矿物发生反应，释放出能量并改变流体的压力。
温度和压力梯度也可以影响地层压力。
随着地下流体温度的升高，其体积会膨胀，从而增加地层压力。
此外，地层压力梯度也会影响地层压力，因为流体在向井筒流动时，由于压力梯度的存在，会使得流体在地层中产生额外的压力。
综上所述，地层压力是由多种因素综合作用的结果。
在实际的地层压力分析中，需要综合考虑以上因素的影响，以得到准确的地层压力预测和评估。
【油田开发地质学】第十章地层压力和温度
原始油层压力在背斜构造油藏上的分布特点：
A.原始油层压力随油层埋藏深度的增加而加大；
B.流体性质对原始油层压力的分布有着极为 重要的影响。 井底海拔高度相同的各井： 流体性质相同→P相同； 流体性质各异→密度大→P小； 密度小→P大。
2）折算压力
折算压头产生的压力。
四、油层折算压力
3)折算压力等压图的编制
五、异常地层压力研究***
（一）概念 偏离静水柱压力的地层孔隙流体压力
压力系数αp 压力梯度Gp
αp =1，正常地层压力 αp ≠1，异常地层压力 αp ﹥1，高异常地层压力
αp ﹤1，低异常地层压力
（二）异常地层压力的成因分析 1.成岩作用
驱动能量
天然驱动能量 人工驱动能量（注采，热采，生物采油）
1.油层岩石和其中流体的弹性能 （弹性能驱动） 条件：地层压力 大于 饱和压力
2.含水区的弹性能和露头水柱压能
Pr= H·ρr·g=H·[ρf·Ф+(1-Ф) ρma]·g
3.压力梯度 每增加单位高度所增加的压力 GH （㎩/m）
4．地层压力 作用于岩层孔隙空间内流体上的压力。又称孔隙流体 压力，用Pf表示。
油层压力或气层压力
5．压力系数
实测的地层压力（ pf ）与同一地层深度静水压力（ pH ）的比值 。
二、地温场的研究
一）地温测量
关井实测、外推法
二）地温场的分布特征
地温梯度纵向变化——地温梯度图
系统测温
测温井段
井
m
N
Ed-Es3
平均地温梯度 ℃/100m
Es4-Ek
Ma(J)
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dp指数法
1.dc指数法
dc指数法是在机械钻速法的基础上提出来
模式
dc
lg( 3.282) NT
n
lg( 0.684W ) m
D
T--钻时,min/m
N--转盘转速,r/min W--钻压,KN D--钻头直径,m
ρ n--地层水密度,g/cm3 ρ m--实际使用的钻井液密度, g/cm3
RS
A
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
W N R (Bs )r3
(
Ed
)
r1
(
Q Dh Dn
)r2
f
(t)
f (t ) ( Ni )r4 eT 200
其中 ε —转速指数,无因次 r1,r2,r3,r4--系数。
2）地层孔隙压力与岩石强度关系模型的建立
岩石强度与井底压差的关系
根据现场大量录井资料、地质资料和测试资料， 回归得出岩石强度与井底压差的关系如下
1)反算法：
p
dch dc0
h
式中 dch 正常趋势线上的dc值
dco- 实际计算的dc值
p-所求深度的地层当量泥密度。
h-正常压力当量密度。
2) 等效深度法
p p H AG0 H 0 (G0 GH )
Dc指数法的适用条件
dc指数法只适用于正常沉积压实的泥 页岩地层
孔隙压力。
dc指数法监测地层压力的具体作法
1 .现场资料采集
采集资料时，若是第一口探井应从地质料录 井处开始，其它井在过渡带前300~500米开 始。
应收集如下数据：
地质数据：井深、地层、岩性、钻时。
钻井数据：钻压，转速泵压，排量，钻头类型，尺寸。
要求取全，取准数据，并舍去非正常的钻井 数据和非泥岩，页岩数据。
利用这一规律可在钻进过程中及时发现井下异 常压力。
1）岩石强度模型的建立
岩石强度是根据现场随钻采集的钻井地质 数据，包括井深、钻压、转速、钻井液密 度、排量、钻头扭矩、钻头特性及地层岩 性等参数来评估岩石强度
用岩石强度与地层孔隙压力之间的关系模 型来计算地层孔隙压力。
(1)岩石强度模型
RS Af1(W) f2(N) f3(R) f4(Bs) f5(Eff )
4. 作dc指数正常趋势线。
作图法：在正常压力井段通过绝大多数点 画一条斜直线，在直线上任取两点即可写 出正常趋势线方程。
dc=b+ah
及式
dc=10ah＋b
式中： H-井深。
a-正常趋势线斜率
b-正常趋势线截距。
解析法：在正常压力井段，用回归法求出dc-H之 间的回归方程。
5.求地层压力：
ARS RS0 f3 (p) f3(p) a arctg[bp c] d
可根据邻井或本井上部井段录井数据， 确定式中的参数a,b,c,d的值。
根据录井资料,计算出岩石强度与其对应的井 底压差数据,对所的数据进行曲线拟合,可得如 下函数关系模型:
p a tg{ [( ARs RS0 ) /(RS max / RS0 )] c} b
式中 Δ P—压差,Mpa； Rsmax—在过平衡钻井条件下的最大岩石
强度,kPa； ARS—平均岩石强度, kPa； RS0—压差为零时的岩石强度, kPa； a,b,c--常数。
该模型具有以下特点
第一, 对于低的正压差值Δ P, 它具有近似 的指数形式，这个特性可在随钻录井中得 到很好的验证。
f6(BT ) f7(Lith) f8 (p) f9(Hyd)
式中 A--系数； W--井底压力,KN； N--转速,r/min； R--钻速,m/h； ΔBBLSTiP--t-h----钻钻井-地头头底层直类压岩径型差性；,,mM；；pa； HEyfdf----水钻利头因磨素损；因素。
(2)对公式可作进一步简化得
密度 埋深 孔隙压力增高，孔隙度 增大。岩石的密度减小， 地震波的速度降低 地震波速随深度的增加 而明显减小可认为可能 是高压异常的反映
二、 随钻评估技术
随钻检测的意义
利用钻井过程中随钻测量得到的钻井参数及地 质资料来评估地层孔隙压力
常用方法
dc指数法 标准化钻速法 机械钻速法 页岩密度法 西格马法 c指数法 岩石强度法
受其它许多因素的影响
钻头水利因素 钻头类型 地质情况等因素
目前对这些问题正在进行研究解决
2. 岩石强度法
岩石强度法检测地层压力原理
正常地层在其上覆岩层的作用下，随着岩层埋 藏深度的增加，岩石的压实程度相应增加，地 层的孔隙度减小，钻进时岩石所表现出的强度 增加。
大多数类型的岩石，其岩石强度的变化与地层 的孔隙压力有必然的联系.
第二，当Δ P为高值时，岩石强度达到最大 值，这种性质在实验室对页岩作三轴实验 时得到了证明。
2 计 算 dc 值 。 3. 绘制dc-H曲线图
一般使用半对数座标。 横坐标用对数座标代表dc值。纵座标用线
性座标代表井深Ｈ dc-H曲线的组成。 1)正常压力带：H 越大 则dc越大 2)过渡带：钻速开始增加，dc逐渐变 小。 3)异常高压带：钻速达到最大，dc指数降
到最小并趋于稳定。
地层压力评估技术
概述 原始地层压力评估
钻前评估技术 随钻评估技术 钻后评估技术
油田开发过程中的地层压力预测
一、钻前评估技术
意义
无钻井资料的新探区来说，是获得孔隙压力数 据的重要途径
方法
利用地震资料预测地层孔隙压力及破裂压力
根据地层中声波速度和地层中孔隙压力之间的关系， 计算出地层孔隙压力。
局限性
预测精度不高 预测结果只能作为钻井设计的参考
原理
纵波速度是预测地层孔隙压力的 主要依据。
影响地震纵波传播速度的因素
岩石的类型 埋深和结构
地震预测地层孔隙压力模式
直接预测法、 等效深度法、 和图板预测法
提高地震预测的精度的措施
地震资料的质量 解释工作水平 建立合理有效的地震层速度模型 钻井和地质资料越全面
•
dc 指数法测量地层压力原理
在正常压力地层，随着井深的
dc
增加，对泥页岩而言，钻时逐
渐增大，dc指数也逐渐增大，
在录井图上表现为随井深增加
dc指数逐渐增大的趋势。
在异常高压井段，钻时相对减 少，dc指数也相应减少。在dc 指数--井深图上，表现为向左 偏离了正常趋势。
利用这一规律，可根据dc指数 偏离正常趋势多少来计算地层 H