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摘要:地层压力检测及预报技术,是一项直接关系到钻井工程安全和油气层保护的重要技术。综合录井仪压力软件包利用随钻录井参数进行地层压力的计算,可及时准确的提供地层压力、地层破裂压力的变化趋势,推断出压力过渡带及下部的异常压力,随钻指导钻井及时调整泥浆密度,保证安全施工,保护油气层。
关键词: 地层压力 监测 dc指数 泥岩密度 异常高压
中图分类号:P536
1引言
地层压力特别是油气层压力是评价油气层能量大小的重要参数,油气井钻探过程中,分析研究地层压力,可以正确指导泥浆比重,保证安全快速地钻进,保护油气层,这些关系到钻井的成功率和油气田的勘探。
2综合录井仪监测地层压力的方法
异常地层压力的形成的多种原因,如压实效应、成岩作用、密度差的作用、构造应力及构造活动、异常地温梯度、油气的生成,地层的异常压力的形成往往是几个因素综合作用的结果。在引起地层异常压力的诸多因素中,压实作用是引起超压异常最根本、最主要的原因。
综合录井仪对异常地层压力的监测和预测主要是随钻对欠压实超压粘土岩层和异常压力上覆过渡带地层的监测。综合录井仪随钻监测和预报异常压力是比较有效的方法,它主要是通过计算dc指数, 结合测量泥(页)岩密度两种方法。同时参考钻井液出口温度、出口电导率等参数变化,发现监测地层压力异常层。
欠压实是使粘土岩层具有高孔隙度和低岩石密度的特征。钻遇这种岩层时,综合录井仪测量参数表现为钻时变快,dc指数减小并向左偏离正常趋势线,泥(页)岩密度呈明显降低趋势。在异常压力过渡带的表现特征与欠压实粘土岩层有相同的特点,另外出口温度、电导率等参数也都有比较规律的异常变化。
利用综合录井仪对地层监测受钻头类型因素比较明显,使用PDC钻头,监测可靠性较差,使用三牙轮钻头,能比较准确监测地层压力。
3综合录井仪随钻监测地层压力的应用
胜利油田近些年在新疆进行勘探,其中董1井钻遇高压地层,现以董1井为例进行说明。董1井是部署在新疆准噶尔盆地中部一口预探井,构造位置为准噶尔盆地昌吉凹陷董家海子东构造。
3.1 dc指数法
图1:董1井dc指数、地层压力系数曲线图
(1)井段1500.00m~2350.00m:dc指数在0.44-1.71之间,地层压力系数为1.03-1.11,地层破裂压力系数为1.70-1.88,为正常压实地层。
(2)井段2350.00m~4850.00m:dc指数在0.75-2.28之间,地层压力系数为1.03-1.20,地層破裂压力系数为1.86-2.24,为正常压实地层。因3411m后大段的使用了PDC钻头,相对于使用三牙轮钻头时dc指数值变小,两种类型的钻头频繁更换,趋势线选择困难,造成地层压力检测与实际存在较大误差。
(3)井段4850.00m~4870.00m:dc指数在1.87-2.36之间,地层压力系数为1.03-1.32,地层破裂压力系数为2.22-2.27,为压力过渡带。从图1压力过渡带dc指数压力系数图可以看到自4855m起,dc指数变小,偏离了趋势线,为压力过渡带较典型特征。
(4)井段4870.00m~4875.00m:dc指数在0.80-1.95之间,地层压力系数为1.28-1.89,地层破裂压力系数为2.26-2.39,为异常高压地层。根据本井中途测试结果,4871m油气层压力系数为1.96,从关井后套压上涨的曲线来看为高压高渗地层。打开此层时,钻速明显加快,随着油气快速喷入井眼中,立管压力下降、总池体积上升,发生了井涌。
(5)井段4875.00m~5723.00m:dc指数在0.74-2.21之间,地层压力系数为1.03-1.30,地层破裂压力系数为2.24-2.35,为正常压实地层。
3.2 泥(页)岩密度法
井段4635.00~5135.00m,泥岩水化严重,颜色多为棕红色,表现为质软,密度值小,与实际有一定的误差,不认为是异常变化。从图2看出,3000.00m~4642.00m与5309.00~5723.00m泥(页)岩密度基本为一条随深度增加密度值渐升高的曲线,与地层压力检测基本相附,为正常压实的特征。
由于沉积、构造等作用,岩石中的流体如果不能及时排出,孔隙得不到正常压缩,会造成岩石密度值的降低,在所测的泥岩密度图上表现为密度值偏离趋势线,这就是欠压实的表现,如果地层中有流体的存在将会形成异常高压层;相反,如果发现泥岩密度值偏离趋势线,则可判断为异常高压层或是过渡带,这就是泥页岩密度法检测地层压力的原理。由于此方法主要用于厚度较大的纯泥(页)岩段,且影响因素多,所以它不作为压力检测的主要手段,而是作为压力检测的辅助手段。
4结论。
综合录井仪的地层压力检测法(dc指数法)是目前运用在砂泥岩剖面随钻地层压力监测中较成熟的方法,同时结合泥(页)岩、实钻过程中的钻井液性能适当调节趋势线,可以综合判断所钻地层的地层压力及其变化。为钻井队的安全快速的施工及油气层的保护工作做出准确的预测。
关键词: 地层压力 监测 dc指数 泥岩密度 异常高压
中图分类号:P536
1引言
地层压力特别是油气层压力是评价油气层能量大小的重要参数,油气井钻探过程中,分析研究地层压力,可以正确指导泥浆比重,保证安全快速地钻进,保护油气层,这些关系到钻井的成功率和油气田的勘探。
2综合录井仪监测地层压力的方法
异常地层压力的形成的多种原因,如压实效应、成岩作用、密度差的作用、构造应力及构造活动、异常地温梯度、油气的生成,地层的异常压力的形成往往是几个因素综合作用的结果。在引起地层异常压力的诸多因素中,压实作用是引起超压异常最根本、最主要的原因。
综合录井仪对异常地层压力的监测和预测主要是随钻对欠压实超压粘土岩层和异常压力上覆过渡带地层的监测。综合录井仪随钻监测和预报异常压力是比较有效的方法,它主要是通过计算dc指数, 结合测量泥(页)岩密度两种方法。同时参考钻井液出口温度、出口电导率等参数变化,发现监测地层压力异常层。
欠压实是使粘土岩层具有高孔隙度和低岩石密度的特征。钻遇这种岩层时,综合录井仪测量参数表现为钻时变快,dc指数减小并向左偏离正常趋势线,泥(页)岩密度呈明显降低趋势。在异常压力过渡带的表现特征与欠压实粘土岩层有相同的特点,另外出口温度、电导率等参数也都有比较规律的异常变化。
利用综合录井仪对地层监测受钻头类型因素比较明显,使用PDC钻头,监测可靠性较差,使用三牙轮钻头,能比较准确监测地层压力。
3综合录井仪随钻监测地层压力的应用
胜利油田近些年在新疆进行勘探,其中董1井钻遇高压地层,现以董1井为例进行说明。董1井是部署在新疆准噶尔盆地中部一口预探井,构造位置为准噶尔盆地昌吉凹陷董家海子东构造。
3.1 dc指数法
图1:董1井dc指数、地层压力系数曲线图
(1)井段1500.00m~2350.00m:dc指数在0.44-1.71之间,地层压力系数为1.03-1.11,地层破裂压力系数为1.70-1.88,为正常压实地层。
(2)井段2350.00m~4850.00m:dc指数在0.75-2.28之间,地层压力系数为1.03-1.20,地層破裂压力系数为1.86-2.24,为正常压实地层。因3411m后大段的使用了PDC钻头,相对于使用三牙轮钻头时dc指数值变小,两种类型的钻头频繁更换,趋势线选择困难,造成地层压力检测与实际存在较大误差。
(3)井段4850.00m~4870.00m:dc指数在1.87-2.36之间,地层压力系数为1.03-1.32,地层破裂压力系数为2.22-2.27,为压力过渡带。从图1压力过渡带dc指数压力系数图可以看到自4855m起,dc指数变小,偏离了趋势线,为压力过渡带较典型特征。
(4)井段4870.00m~4875.00m:dc指数在0.80-1.95之间,地层压力系数为1.28-1.89,地层破裂压力系数为2.26-2.39,为异常高压地层。根据本井中途测试结果,4871m油气层压力系数为1.96,从关井后套压上涨的曲线来看为高压高渗地层。打开此层时,钻速明显加快,随着油气快速喷入井眼中,立管压力下降、总池体积上升,发生了井涌。
(5)井段4875.00m~5723.00m:dc指数在0.74-2.21之间,地层压力系数为1.03-1.30,地层破裂压力系数为2.24-2.35,为正常压实地层。
3.2 泥(页)岩密度法
井段4635.00~5135.00m,泥岩水化严重,颜色多为棕红色,表现为质软,密度值小,与实际有一定的误差,不认为是异常变化。从图2看出,3000.00m~4642.00m与5309.00~5723.00m泥(页)岩密度基本为一条随深度增加密度值渐升高的曲线,与地层压力检测基本相附,为正常压实的特征。
由于沉积、构造等作用,岩石中的流体如果不能及时排出,孔隙得不到正常压缩,会造成岩石密度值的降低,在所测的泥岩密度图上表现为密度值偏离趋势线,这就是欠压实的表现,如果地层中有流体的存在将会形成异常高压层;相反,如果发现泥岩密度值偏离趋势线,则可判断为异常高压层或是过渡带,这就是泥页岩密度法检测地层压力的原理。由于此方法主要用于厚度较大的纯泥(页)岩段,且影响因素多,所以它不作为压力检测的主要手段,而是作为压力检测的辅助手段。
4结论。
综合录井仪的地层压力检测法(dc指数法)是目前运用在砂泥岩剖面随钻地层压力监测中较成熟的方法,同时结合泥(页)岩、实钻过程中的钻井液性能适当调节趋势线,可以综合判断所钻地层的地层压力及其变化。为钻井队的安全快速的施工及油气层的保护工作做出准确的预测。