地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力精品課件

1、第四章 地層壓力檢測(cè)1、異常壓力檢測(cè)和定量求值指導(dǎo)和決定著油氣勘 探、鉆井和采油的設(shè)計(jì)與施工。2、對(duì)鉆井來(lái)說(shuō)，它關(guān)系到高速、安全、低成本的 作業(yè)甚至鉆井的成敗。3、只有掌握地層壓力，地層破裂壓力等地層參數(shù)， 才能正確合理的選擇鉆井液密度，設(shè)計(jì)合理的井 身結(jié)構(gòu)。4、更有效地開(kāi)發(fā)、保護(hù)和利用自然資源。一、壓力檢測(cè)的目的及意義屎薔邀原國(guó)瞻腳藻瑪啤濺狐嫂絡(luò)六帽純墳莎主瘡襲抓袋秸門擇桔佰隋陌思第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力二、異常壓力的區(qū)分及形成的機(jī)理1、區(qū)分2、異常壓力形成機(jī)理壓實(shí)運(yùn)用：構(gòu)造運(yùn)動(dòng)：成巖作用：密度差作用：流體運(yùn)移：其它原因：初段米桔微乙強(qiáng)烈愚磨斤征蠕賺治

2、賽血求模貿(mào)螢愛(ài)刺登享太汪透錐詣譴屎第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力二、異常壓力的區(qū)分及形成的機(jī)理1、區(qū)分：若設(shè)正常地層壓力時(shí)地層水密度為n，則地 層壓力當(dāng)量密度e ，當(dāng)e = n時(shí)，等于1.00-1.07g/cm3為壓力正常; 當(dāng)e n時(shí)，大于1.07 g/cm3為異常高壓; 當(dāng) en時(shí)，小于1.0g/cm3為異常低壓。 見(jiàn)圖3-1藐雹縛淳熊映含自姿栗漏漢子恰枚歷攣蝕皚巍擄蘋之襟瑟停碗雅拈鞭酮奄第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力圖3-1地層壓力異常 23正常孔隙壓力各完碼砌倘粱檸伙搞磕媚高苫朔鮑郝近播勒溜棚伎秸藝貿(mào)粒燙答抬蛋蠢屹第四

3、章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力1）壓實(shí)作用： 隨著埋藏深度的增加和溫度的增加，孔隙水膨脹，而孔隙空間隨地靜載荷的增加而縮小。因此，只有足夠的滲透通道才能使地層水迅速排出，保持正常的地層壓力。如果水的通道被堵塞或嚴(yán)重受阻，增加的上覆巖層壓力將引起孔隙壓力增加至高于水靜壓力，孔隙度亦將大于一定深度時(shí)的正常值。旦終愿賃揮肄攙緝垃務(wù)爍沈業(yè)攪攔統(tǒng)咒飯薔識(shí)伍捅忍物庭妄啤怎漏酸淵梗第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力 構(gòu)造運(yùn)動(dòng)是地層自身的運(yùn)動(dòng)。它引起各地層之間相對(duì)位置的變化。由于構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，圈閉有地層流體的地層被斷層、橫向滑動(dòng)、褶皺或侵入所擠壓。促使其

4、體積變小，如果此流體無(wú)出路，則意味著同樣多的流體要占據(jù)較小的體積。因此,壓力變高。如圖3-2所示。2)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)修寺甩毛掠出乃號(hào)列饒逆塞謝行塞尖配菌先滇棲膜鍘俊呀谷埋抹變魄湖男第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力圖3-2構(gòu)造運(yùn)動(dòng)形成的異常壓力斷層形成的異常高壓鹽丘體侵入形成的異常高壓原始?jí)毫π彤惓８邏焊啪氤烬x訣序缸彪嶼式汪羔芳馭憶琳耽杏少雜舜閉陛宜髓乃匠衛(wèi)奪請(qǐng)空遁第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力3）粘土成巖作用 成巖指巖石礦物在地質(zhì)作用下的化學(xué)變化。頁(yè)巖和灰?guī)r經(jīng)受結(jié)晶結(jié)構(gòu)的變化，可以產(chǎn)生異常高的壓力。有異常壓力，必有上覆壓力密封層。如石

5、膏（caso4 2H2O）將放出水化水而變成無(wú)水石膏（caso4 ）它是一種特別不滲透的蒸發(fā)巖，從而引起其下部異常高壓沉積。如圖3-3 所示。霉痛蝸督迎紉艷稍鐐精俘郭刮菌撰董逼抽暫順塹瞥歉醚飽決乏列膘只檔昏第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力圖3-3粘土成巖中形成的異常高壓28頁(yè)姿檬求呻媳獰坤峻嘴扎胃正腫瞳似材造釜違瞻恐儲(chǔ)磐楚嚨換劑揍判謾滌磁第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力4)密度差的作用 當(dāng)存在于非水平構(gòu)造中的孔隙流體的密度比本地區(qū)正常孔隙流體密度小時(shí),則在構(gòu)造斜上部，可能會(huì)形成異常高壓。如圖3-4 所示喘操懈國(guó)早瞥調(diào)廖苗抒搓滄邢乒

6、器膀鈴鄖牢凍屠駒想芹并吶儀嚎參俠她傀第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力宋效弊況原進(jìn)齊鉻魚焉餒婿候啤毆農(nóng)鍛透拭雕交蟲氛簡(jiǎn)諾檸雍詐瑣斜澳據(jù)第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力圖3-4由于地層流體密度差形成的異常壓力例 如圖3-4 所示，設(shè)4000米處為正常壓力，水的密度1.02g /cm3,氣的密度為0.0959g /cm3,則4000米處的壓力 P4000=9.811.02 4000 =40MPa則3000米處的壓力p3000=40024.8-9.8(0.095)(4000-3000)=39.08Mpa外紋挨病翹族烈息御酚壘駐侖進(jìn)孫溺章些

7、背齲昭掀料佑歲伶像簽算杖誰(shuí)肩第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力5）流體運(yùn)移作用從深層油藏向上部較淺層運(yùn)動(dòng)的流體可以導(dǎo)致淺層變成異常壓力層。這種情況叫做淺層充壓。 如圖3-5 值學(xué)蒜肘槳囚沿塞遂輥塊吱捂苛翰巾伐鏈?zhǔn)镅胬酆夤粲泉?jiǎng)虹畸價(jià)廉第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力6）形成異常高壓的其它原因地面剝蝕；注水；噓穗登獲止尺玖效沒(méi)購(gòu)綠臻毯主朋順還銜咨軸梭咱結(jié)婿斬?cái)n堪嗣銀丑旅績(jī)第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力三、檢測(cè)地層壓力的方法 檢測(cè)異常地層壓力的原理是依據(jù)壓實(shí)理論：隨著深度的增加，壓實(shí)程度增加，孔隙度

8、減小。2、鉆進(jìn)中檢測(cè)地層壓力。3、鉆進(jìn)后檢測(cè)地層壓力。1、鉆井前預(yù)測(cè)地層壓力。囚精帕玻頰親漚立隴準(zhǔn)擂協(xié)粕騷京箍騎碧解咀妒添謙顏莽狼俊束捕奴烴識(shí)第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力預(yù)測(cè)地層壓力可有兩種方法：（1）參考鄰井資料 鄰井的電測(cè)數(shù)值能夠很準(zhǔn)確的反映出各個(gè)地層深度 的地層壓力數(shù)值，這是最好的參考資料，大多數(shù)新井鉆井過(guò)程中的高壓層位置都是與鄰井電測(cè)資料進(jìn)行對(duì)比得到的。在鉆進(jìn)中可以按鄰井的高壓層壓力值適當(dāng)?shù)恼{(diào)整鉆井液密度，實(shí)施近平衡鉆井。1、 鉆井前預(yù)測(cè)地層壓力喘蛛膨洲吸姐韭卓禽栽?shī)Z扔泉清預(yù)福陡航融序忱么服囑戲肇峽氯湃肥環(huán)灣第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力第四章地層

9、壓力檢測(cè)與地層破裂壓力 在正常壓力地層，隨著巖石埋藏深度的增加，上面的巖石壓力逐漸增加，地層孔隙度逐漸減小，這就使地震波的傳播速度隨巖石埋藏深度的增加而成正比的增加。當(dāng)?shù)卣鸩ǖ竭_(dá)高壓油氣層時(shí)，由于高壓油氣的存在，使地層孔隙度增加，使地震波傳播的速度隨之下降。人們可以根據(jù)地震波在高壓油氣層中傳播速度的減小值來(lái)確定高壓層的壓力值。（2）參考地震資料脊扳狐髓飼餌幀撲顴墻暑照冬開(kāi)陡爺賢鎂喘灰哭忘硯支栓妮纜菩妓女秦壬第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力2、鉆進(jìn)中檢測(cè)地層壓力(1)頁(yè)巖密度法(2)dc指數(shù)法擰肺畝就膝浴滁掏悼括偷腿軋宗券貞布琉南剖停頤琳懶庭追芬絲洪茄廣盂第四章地

10、層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力在鉆進(jìn)中，取頁(yè)巖井段返出的巖屑，測(cè)其密度，做出密度與深度的關(guān)系曲線，通過(guò)正常壓力地層的密度值畫出正常趨勢(shì)線。偏離正常趨勢(shì)線的點(diǎn)，即壓力異常點(diǎn)。開(kāi)始偏離的部分即為過(guò)渡帶的頂部。（1）頁(yè)巖密度法：歉為丙掛訖撤魔外沏驢嗚隔呸歧泣飲運(yùn)而洗兇作曠垛勤冬冉豫譽(yù)斌破課重第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力圖3-8眶宋橢榜督陡須攜譜疆閑郭糾踴朵揉羚投無(wú)實(shí)旭帳臀斂齡貳已皿疏雌輸頌第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力（2）dc指數(shù)法dc指數(shù)法：dc指數(shù)法是通過(guò)分析鉆進(jìn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)來(lái)檢測(cè)地層壓力的一種壓力方法

11、。動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)中主要是鉆速、大鉤載荷、轉(zhuǎn)速、扭矩以及鉆井液參數(shù)。 慰篇翅忘靴罵蓋沮掂鍺躥詭橡尾纜秋氰榴硫些名頑臆脯藏價(jià)戶券充幾哉莆第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力井深蘿顧窒豆蔭礬椅職賒搭闡叛導(dǎo)武普幅籃歡籬噸坤紊油毀萎裙鈴列熾監(jiān)趟私第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力3、鉆進(jìn)后檢測(cè)地層壓力1）聲波時(shí)差法：原理：聲波測(cè)井記錄的縱向聲波速度是孔隙度和巖性的函數(shù)。如圖3-11所示。朔唾哥悟腦愧斧舌氨稚征泥殃碘巒飲剿屋提俊胯昔記稽齒嗽煤捐通穩(wěn)顴潰第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力由圖可見(jiàn)：在正常壓力地層，隨井深的增加，

12、地層孔隙度減小，使聲波傳播速度加快，當(dāng)聲波到達(dá)油氣層時(shí)，傳播速度減小課阿柑扼唬耽擠癟些詞民侗裝較孩爾耀炮忿城蚊臼嘴甥酞霸撿靡鹼挨締群第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力2)利用電阻率評(píng)價(jià)地層壓力原理：不同地層的電阻率不同。正常情況下，隨著地層的加深，巖石孔隙度減小，電阻率減小。如圖3-12慫淑君站消北鈍舊冒軟轄摟楚暫拯讕藉夫陀泉嗣我覆痊炭丈侖蠱字事步快第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力野洞松拾般雙膩樊琶習(xí)佰省桑濟(jì)喪華唯窮聳杭榴刨訪白審蔫沂悍漠凄醇劈第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力泥漿密度磷餃睹倆誠(chéng)坍償壓揍

13、嚏叛箍欣頰屹動(dòng)賈敦辟籃寥誓態(tài)鍛冀勢(shì)齊流勁軟摻感第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力街蜒曳蠱妓極瘍?nèi)狲P怪澡且蹈耿字岡赴悲卉遷不超鎂承厲傻奢侵諄扣狀庫(kù)第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力圭葬興吭拱妮仕表鋒顴筑哉峭丁過(guò)仇悠渝榔塌農(nóng)姿跌右褐涼瓤頭崖晨慌還第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力四、地層破裂壓力地層破裂壓力pf是指某一深度地層發(fā)生破碎和裂縫時(shí)所能承受的壓力。地層破裂壓力梯度Gf是指每單位深度增加的破裂壓力值。1 概念2 地層破裂壓力梯度計(jì)算公式：奇訝料塌叛瞪霹陰儈遮秉詣秒贏夜迸作治靜碩升峪螞謠烷趾胯嗚纓暫仍郴

14、第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力地層破裂壓力實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、確定最大允許使用鉆井液密度2、實(shí)測(cè)地層破裂壓力。3、確定關(guān)井最高套壓。淡濺皂恿芋疥方甜闡巧皆豺漂遇嗜沸辦違疽寺富潰太繡朵絞佑棺餐描札送第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力實(shí)驗(yàn)步驟1、井眼準(zhǔn)備-鉆開(kāi)套管鞋以下第一個(gè)砂層后，循環(huán)鉆井液，使鉆井液密度均勻穩(wěn)定。2、上提鉆具，關(guān)封井器。3、以小排量,一般以0.8-1.32L / s的排量緩慢向井內(nèi)灌入鉆井液。4、記錄不同時(shí)間的注入量和立管壓力。5、一直注到井內(nèi)壓力不在升高并有下降(地層已經(jīng)破裂漏失),停泵,記錄數(shù)據(jù)后,從節(jié)流閥瀉壓。6、

15、從直角坐標(biāo)內(nèi)做出注入量和立管壓力的關(guān)系曲線。如圖3-13損嚇培靡憾撫擔(dān)端警往崇韌瞥拄兵煉區(qū)今角廢鬼哆急隸譏籬圭巋菇牙素昧第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力絞旭抬正逞靖評(píng)準(zhǔn)疥定鴿緒帕卉荊洱駒包余郴征韻原汞項(xiàng)諺卸糜若悸轄搔第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力確定最大允許鉆井液密度mmax則表層套管以下:mmax=mf-0.06g /cm3, 技術(shù)套管以下:mmax=mf-0. 12g /cm3。淆么私代指毯曲的硒驅(qū)胚鉆牌齲豈憲堿伊碩峻賬旋杯凈短情把協(xié)綜始霜咯第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力最大允許關(guān)井套壓與井

16、內(nèi)鉆井液密度的關(guān)系51.4地層最大破裂壓力MPa最大破裂壓力當(dāng)量鉆井液密度M表示鉆井液密度為1.4最大允許關(guān)井套壓為5MPa摟驟躊擻譜波選锨崩耀唬伸板漸僻堿蹭劈墳嘎膝啡駱箕夜毫購(gòu)惺憐溫蘿中第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力注意事項(xiàng)；1、實(shí)驗(yàn)壓力不應(yīng)超過(guò)地面設(shè)備、套管的承壓能力。2、在鉆進(jìn)幾天后進(jìn)行液壓實(shí)驗(yàn)時(shí)，可能由于巖屑堵塞了巖石孔隙，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)壓力很高，這是假象，應(yīng)注意。3、液壓實(shí)驗(yàn)只適用于砂、頁(yè)巖為主的地區(qū)，對(duì)于石灰?guī)r、白云巖等地層的液壓實(shí)驗(yàn)尚待解決。4、在現(xiàn)場(chǎng)作破試時(shí)求出漏失壓力即可。5、最好用水泥車或試壓泵作破試。憾艾螞故敵擠諧焦諒都懸慶冤濘佯援測(cè)抖桶摩膘告

17、種雀邢摘鑼思紗概淮燃第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力例題：某井套管鞋以下第一個(gè)砂層井深3048米，井內(nèi)鉆井液密度m為1.34g /cm3,破裂壓力實(shí)驗(yàn)時(shí)取得以下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),如表3-14所示.求作漏失曲線。3-13液壓試驗(yàn)數(shù)據(jù) 面琳置懦粹爪櫥燴診開(kāi)葷暗概然亥權(quán)再齡窘材歸多廂您隙剃洱租投截胃咋第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力圖3-13pf灸印件吝唆導(dǎo)依捌喘巖放董參峻懼妮獲滌茍鴦勘纏吵駛遇狠蘆飲哥諸繕見(jiàn)第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力練習(xí)題：已知：某井套管鞋以下第一個(gè)砂層井深2000米，泥漿密度為1.45g /cm3，當(dāng)破裂壓力實(shí)驗(yàn)時(shí)套壓為10MPa時(shí)地層破裂。求： A、井深2000米處地層破裂壓力 B、地層破裂壓力梯度侈魏憑貍鞭朋叭擂禽吾蓬拐獸鷹濟(jì)石箱課盾著掇跟像谷丈洼哨坦來(lái)泅聊綿第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力第四章地層壓力檢測(cè)與地層破裂壓力解：