录井随钻地层压力预测技术研究（摘选）.doc

录井随钻地层压力预测技术研究 项目编写人：王南江 项目参加人：张 成 王振平 张 军 项目审核人：张社民 河南石油勘探局地质录井公司 一九九八年十二月一、前言 在以往陆上和海上石油勘探的实践中，普遍存在着异常高压地层，这些广泛分布的异常高压地层首先影响的是钻井安全，如果未能及早检测或预测可能钻遇到的异常高压地层，使用的钻井液柱压力小于地层压力时，严重时会引起井涌或井喷事故；反之，钻井液柱压力大于地层的破裂压力时，又将导致井漏，易造成油气储层的污染，使气测仪检测不到气测异常显示，在测试时不能出油气，导致压死油气储层的现象，因而随钻预测地层压力技术就显得格外重要。 地层压力监测和近平衡钻井技术是六十年代发展起来的一项重大的钻井技术，它对提高钻井速度、防止井喷和井漏事故的发生、降低钻井成本、有效地发现和保护油气层、延长油井寿命起着重要作用。随着地层压力监测技术的发展，地层孔隙压力、地层破裂压力的计算和测定以及井控技术的普及，又给近平衡压力钻井技术的应用提供了有利条件，要实施平衡压力钻井技术，则需要准确的地层压力、破裂压力数据，为设计合理的钻井液密度和井身结构提供可靠的依据。为此，相继出现了多种随钻地层压力检测技术，如机械钻速法（钻时法）、d指数法、dc指数法、dcs指数法、Sigma法、页岩密度法等，其中dcs指数法、Sigma法的应用最普遍，主要是因为借助综合录井仪这一工具，使这两种方法所需多种参数由过去的人工采集，变成传感器和计算机联机自动采集，从而使这两种方法监测的准确度和敏感性有较大幅度的提高。使用综合录井仪进行随钻地层压力监测，具有直接性、实时性和准确性，使录井在这一技术领域独占鳌头。 二、随钻地层压力预测技术的基本思想 （一）、dcs指数法 dcs指数法预测地层异常压力的思想基于泥岩沉积过程中的欠压实，在砂泥岩地层沉积过程中，泥岩微粒间的流体来不及排出（泥岩连通性差）就被上部地层快速沉积封闭在泥岩中而形成欠压实泥岩层，其特点是与上部地层的孔隙不连通，孔隙中保存了压力异常，这个压力异常与上部地层总压力有关；其下部的砂岩层（高渗透性）具有异常高压特性，从油气储聚条件来看，这样的上下部地层岩性结构，恰好是砂泥岩剖面理想油气藏的盖储结构。欠压实泥岩层作为上部正常压实泥岩层和下部异常高压砂岩层之间的压力过渡带，正是dcs指数随钻检测地层压力的关键所在。因此，dcs指数通过检测欠压实泥岩（即可能的高压渗透层的盖层）的存在，就可预测出下部异常高压层。 （二）、Sigma法 在异常压力的实际分布中，有些情形是确实存在着压力过渡带而后进入高压带，但在另外一些情况下，如在碳酸盐岩地层中，不存在压力过渡带，由于碳酸盐岩地层的孔隙度和渗透率变化很大，规律性差，孔洞或裂缝分布也是多变的，碳酸盐岩的这种多变特性导致异常压力的分布也是多变的，碳酸盐岩本身若无渗透性，则它下面的渗透性地层就可能是高压层，Sigma法就是基于这一思想而建立的，它是以岩石可钻性与地层孔隙压力的关系为基础，是对岩石可钻性的反映：致密岩石的骨架强度大，孔隙性、渗透性差，岩石可钻性变差，Sigma值随井深的增加而增大；孔洞、裂缝发育的地层，岩石骨架强度小，孔隙性、渗透性好，岩石可钻性变好，Sigma值随井深增加而减小。根据这一特点，即可预测出高压地层。 三、随钻地层压力预测的原理分析及计算方法 (一）、dcs指数法 1、dcs指数法地层压力监测的基本原理 随着埋藏深度的增加，上覆岩石压力增大，泥页岩孔隙度减小，岩石变得致密，可钻性变差，因而在相同的钻井条件下机械钻速逐渐减小，dcs指数逐渐增大，在录井图上表现为随井深增加，dcs指数逐渐增大的趋势，当出现异常高压时，岩石孔隙度增大，井底压差减小，静压持效应减弱，机械钻速增大，dcs指数下降，在录井图上dcs指数表现为向左偏离了正常趋势线。可见，dcs指数是与泥浆柱压力和地层压力之间的压差有关，因此dcs可以用来预报地层异常高压。 2、dcs指数计算方法 dcs指数法是在机械钻速法的基础上发展起来的，先后经历了d指数、dc指数的发展过程，目前，综合录井仪主要采用dcs指数法预测地层压力． 2.1 dcs的计算公式 dcs=(1.314165+lg(B/(2PI*RPM*ROP)))/ (-0.17265+lg(WOB/(9.8Bitsize)))*H/ECD 式中：ROP ------钻时，min/m WOB-----钻压，kN RPM------转盘转速,