第四章地层压力检测与地层破裂压力.pptx

3、钻进后检测地层压力
1）声波时差法：
原理：声波测 井记录的纵向 声波速度是孔 隙度和岩性的 函数。如图3-11所示。
由图可见：在正常压力地层， 随井深的增加，地层孔隙度 减小，使声波传播速度加快， 当声波到达油气层时，传播 速度减小
2)利用电阻率评价地层压力
原理：不同地层的电阻率不同。正常情况下，随着地 层的加深，岩石孔隙度减小，电阻率减小。如图3--12
（2）参考地震资料
在正常压力地层，随着岩石埋藏深度的增加，上 面的岩石压力逐渐增加，地层孔隙度逐渐减小， 这就使地震波的传播速度随岩石埋藏深度的增加 而成正比的增加。当地震波到达高压油气层时， 由于高压油气的存在，使地层孔隙度增加，使地 震波传播的速度随之下降。人们可以根据地震波 在高压油气层中传播速度的减小值来确定高压层 的压力值。
1.4 最大破裂压力当量钻井液密度
见图3-1
图3-1地层压力异常 23 正常孔隙压力
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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。
P4000=9.811.02 4000 =40MPa
则3000米处的压力
p3000=40024.8-9.8(0.095)(4000-3000)=39.08Mpa
5）流体运移作用
从深层油藏向上部较浅层运动的流体可以导致浅层 变成异常压力层。这种情况叫做浅层充压。 如图3-5
6）形成异常高压的其它原因 地面剥蚀； 注水；
盐丘体侵 入形成的 异常高压
原始压力型 异常高压
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。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。如图33 所示。
泥浆密度
四、地层破裂压力
1 概念
地层破裂压力pf是指某一深度地层发生破碎 和裂缝时所能承受的压力。
地层破裂压力梯度Gf是指每单位深度增加的 破裂压力值。
2 地层破裂压力梯度计算公式：
Gf
Pf H
0.0098 MF
地层破裂压力实验目的：
1、确定最大允许使用钻井液密度 2、实测地层破裂压力。 3、确定关井最高套压。
实验步骤
1、井眼准备---钻开套管鞋以下第一个砂 层后，循环钻井液，使钻井液密度均匀 稳定。
2、上提钻具，关封井器。 3、以小排量,一般以0.8--1.32L / s的排量 缓慢向井内灌入钻井液。
4、记录不同时间的注入量和立管压力。 5、一直注到井内压力不在升高并有下降 (地层已经破裂漏失),停泵,记录数据后,从 节流阀泻压。
6、从直角坐标内做出注入量和立管压力 的关系曲线。如图3--13
确定最大允许钻井液密度mmax 则表层套管以下:mmax=mf-0.06g /cm3,
技术套管以下:mmax=mf-0. 12g /cm3。
最大允许关井套压与井内钻井液密度 的关系
地层最大破裂压力MPa
5
M
表示钻井液密度为1.4最大允许 关井套压为5MPa
2、钻进中检测地层压力
(1)页岩密度法 (2)dc指数法
（1）页岩密度法：
在钻进中，取页岩井段返出的岩屑，测其 密度，做出密度与深度的关系曲线，通过 正常压力地层的密度值画出正常趋势线。 偏离正常趋势线的点，即压力异常点。开 始偏离的部分即为过渡带的顶部。
图3--8
（2）dc指数法
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压力方法。 动态数据中主要是钻速、大钩载荷、转 速、扭矩以及钻井液参数。
二、异常压力的区分及形成的机理
1、区分 2、异常压力形成机理
压实运用： 密度差作用： 构造运动： 流体运移： 成岩作用： 其它原因：
二、异常压力的区分及形成的机理
1、区分：若设正常地层压力时地层水密度为 n，则地 层压力当量密度e ，
当e = n时，等于1.00-1.07g/cm3为压力正常; 当e > n时，大于1.07 g/cm3为异常高压; 当 e<n时，小于1.0g/cm3为异常低压。
图3-3粘土成岩中形成的异常高压
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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。如图3-4 所示
图3-4由于地层流体密度差形成的异常压力
例 如图3-4 所示，设4000米处为正常压力，水的 密度1.02g /cm3,气的密度为0.0959g /cm3,则4000 米处的压力
三、检测地层压力的方法
检测异常地层压力的原理是依据压 实理论：随着深度的增加，压实程度增 加，孔隙度减小。
1、钻井前预测地层压力。 2、钻进中检测地层压力。 3、钻进后检测地层压力。
1、 钻井前预测地层压力
预测地层压力可有两种方法：
（1）参考邻井资料
邻井的电测数值能够很准确的反映出各个地层 深度 的地层压力数值，这是最好的参考资料，大多 数新井钻井过程中的高压层位置都是与邻井电测资 料进行对比得到的。在钻进中可以按邻井的高压层 压力值适当的调整钻井液密度，实施近平衡钻井。
第四章 地层压力检测
一、压力检测的目的及意义
1、异常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、保护和利用自然资源。
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。如图3-2所示。
图3-2构造运动形成的异常压力
断层形成的 异常高压