地層壓力檢測技術(shù)

地層壓力檢測技術(shù)第1頁，共15頁，2023年，2月20日，星期一二、檢測地層壓力的方法1、鉆前檢測地層壓力---地震資料法依據(jù)地震波在地層中傳播時間的變化來預(yù)測地層壓力的變化。原理：在壓實地層中，隨著深度的變化，巖石的密度越來越大，地震波的傳播速度也越來越快，傳播時間越來越短。在欠壓實地層中，則相反。

t

H第2頁，共15頁，2023年，2月20日，星期一（1）等效深度法求地層壓力方法：a、在半對數(shù)坐標(biāo)圖上，以深度H為縱t坐標(biāo)，地震波為橫坐標(biāo)、描點。b、劃正常趨勢線；H2c、有異常壓力點引印鉛垂線交正常趨勢線于一點，求交點深度。（說明異常壓力點與交點深度處基巖應(yīng)力相等）d、計算交點處上覆巖層壓力和地層壓力H1及異常壓力點處覆巖層壓力。H

e、以異常壓力點與交點深度處基巖應(yīng)力相等為依據(jù)建立方程，求解異常壓力點處地層壓力。Po1=Pp1+＆1Po2=Pp2+＆2＆1=＆2

Pp1=Po1-Po2+Pp2

第3頁，共15頁，2023年，2月20日，星期一2、鉆進(jìn)中檢測地層壓力---頁巖密度法、dc指數(shù)法、sigmalog法（1）頁巖密度法：①原理：巖層隨沉積深度的增加，頁巖壓實程度增加，但在壓力過度帶或異常高壓層。由于巖層的欠壓實，巖石孔隙度大、密度小。②巖樣的選取要求：a、在頁巖井段每隔3-5m取一次樣并除去雜質(zhì)；

b、用清水洗去巖屑上的鉆井液。c、烘干巖樣③巖屑密度的測定（現(xiàn)場）a、加巖屑于鉆井液密度秤鉆井液杯中，加蓋后，使游碼指示讀數(shù)為1g/cm3。b、加清水充滿鉆井液杯，加蓋后測定密度值ρT第4頁，共15頁，2023年，2月20日，星期一c、計算頁巖密度值ρsh=1/（2-ρT）e、列表作H-ρsh關(guān)系曲線

ρshHf、用標(biāo)準(zhǔn)透明密度圖版覆蓋于

H-ρsh圖上，使圖版的正常地層壓力當(dāng)量鉆井液密度線與H-ρsh上的正常密度趨勢線重合g、觀察所求測點落在標(biāo)準(zhǔn)透明密度圖版哪一條密度線上，該密度線所指示的密度值即為該點地層壓力的當(dāng)量鉆井液密度。第5頁，共15頁，2023年，2月20日，星期一（2）dc指數(shù)法（1971年Rehm和Mclenden提出）①原理：dc指數(shù)法檢測地層壓力是通過鉆進(jìn)過程中，鉆速的變化來進(jìn)行的。在不考慮鉆井參數(shù)突然變化的條件下，當(dāng)鉆進(jìn)到欠壓實地層時，由于地層孔隙壓力高、井底壓差小，鉆速上升。②dc指數(shù)方程：dc=㏒（0.0547R/N）ρn㏒（0.0673W/D）ρm式中：R---機械鉆速m/h

N---轉(zhuǎn)速r/minW---鉆壓KND---鉆頭直徑mmρn—該地區(qū)地層流體密度

ρm—鉆井液密度第6頁，共15頁，2023年，2月20日，星期一③dc指數(shù)方程中各參數(shù)錄取原則：a、在鉆速慢的地層中，可按1.5-3m錄??；

b、在鉆速快的地層中，可按7.5或15m錄??；

c、求dc指數(shù)時，各參數(shù)的錄取必須在泥頁巖井段，其它巖層的參數(shù)不能用。④數(shù)據(jù)處理

a、在各井段錄取的R、

N、W、D、ρn、ρm等參數(shù)，分別帶入dc指數(shù)方程中，求出不同井深所對應(yīng)的dc值并列表。dc

b、以dc值為橫坐標(biāo)、井深為縱坐標(biāo)在半對數(shù)坐標(biāo)圖上，描點、繪制dc—H關(guān)系曲線H第7頁，共15頁，2023年，2月20日，星期一⑤、dc指數(shù)法檢測地層壓力的方法（四種）a、若瑪納公式：ρp=ρn×dcn/

dcob、伊頓公式：ρp=ρo-（ρo-ρn）×（dco/dcn）c、麥克倫敦公式：ρp=0.92㏒(dcn-dco)+1.98上式中：dco—實際測得的dc值dcn---正常趨勢線上的dc值ρo---上覆巖層壓力ρn---該地區(qū)地層流體密度dcodcndc⒈2第8頁，共15頁，2023年，2月20日，星期一d、等效深度法：Gp=0.02306-0.01236He/H式中:He—等效深度mH---欲求地層壓力深度mdcHeH第9頁，共15頁，2023年，2月20日，星期一(3)Sigmalog法①簡介：Sigmalog法是1984年，美國AGP公司開發(fā)的一種地層壓力檢測方法。此法克服了因井徑、參數(shù)變化、巖性等因素對檢測精度的影響。較適合4000m以上的深井。②原理：利用欠壓實地層巖石強度不按壓實規(guī)律變化的特性檢測地層壓力。巖石強度公式：（未考慮鉆井液及地層流體的影響）

（σt）1?2=(25.4W1?2N?)/DR?+0.0287(7-0.001H)

式中：（σt）1?2----巖石總強度100kpW----鉆壓tN----轉(zhuǎn)數(shù)r/minD----井徑mmR----轉(zhuǎn)速m/hH----井深m第10頁，共15頁，2023年，2月20日，星期一③具體方法：a、設(shè)選取參數(shù)點的巖石總強度為（σo）1?2，在考慮井內(nèi)實際壓力和正常壓差△p的影響下，得（σt）1?2與（σo）1?2的函數(shù)關(guān)系式：

（σo）1?2=F（σt）1?2

式中：F=1+[1-（1+n2△p2）1/2]/n

△p

（系數(shù)）

△p=0.1(ρm-ρn)H(密度差)n=3.25/[640（σt）1?2

]

當(dāng)(（σt）1?2≤1)時n=(1/640)[4-0.79/（σt）1?2

]當(dāng)(（σt）1?2＞1)時b、將上式整理得：（σo）1?2關(guān)于（σt）1?2的一元函數(shù)并求出：（σt）1?2=------將上式與巖石總強度公式聯(lián)立，去除（σt）1?2

得（σo）1?2與H關(guān)系方程。（實際巖石總強度與井深關(guān)系得以建立）第11頁，共15頁，2023年，2月20日，星期一c、每米取一點連續(xù)作（σo）1?2與H關(guān)系曲線。

σo壓實段（σr）1?2表示正常趨勢線欠壓實段

Hd、求正常趨勢線方程在實測曲線中正常壓力段取2個可信點（（σr）1?2

1，H1）和（（σr）1?2

2，H2），求取正常趨勢線方程；第12頁，共15頁，2023年，2月20日，星期一

（σr）1?2=aH/1000+b

式中：a---直線斜率b---直線截距d、求地層孔隙壓力梯度取異常壓力點。（H）通過（σt）1?2=(25.4W1?2N?)/DR?+0.0287(7-0.001H)

求出巖石總強度（σt）1?2

通過（σr）1?2=aH/1000+b，求該深度在正常趨勢線上所對應(yīng)的巖石強度（σr）1?2

設(shè)Y=（σr）1?2/（σt）1?2則地層壓力梯度為：Gp=Gm-[20（1-Y）]/

[nY（2-Y）H]式中：Gm---鉆井液壓力梯度100kpa/mn=3.25/[640（σt）1?2

]

當(dāng)(（σt）1?2≤1)時n=(1/640)[4-0.79/（σt）1?2

]當(dāng)(（σt）1?2＞1)時第13頁，共15頁，2023年，2月20日，星期一3、鉆后檢測地層壓力（1）聲波時差法①原理：在正常壓實情況下，聲波中縱波傳播速度隨地層埋藏深度的增加，應(yīng)逐漸增加，因而其傳播時差越來越小。但遇及高壓層時，