地层压力检测与地层破裂压力精品课件

1、第四章 地层压力检测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。一、压力检测的目的及意义屎蔷邀原国瞻脚藻玛啤溅狐嫂络六帽纯坟莎主疮袭抓袋秸门择桔佰隋陌思第四章地层压力检测与地层破裂压力第四章地层压力检测与地层破裂压力二、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：构造运动：成岩作用：密度差作用：流体运移：其它原因：初段米桔微乙强烈愚磨斤征蠕赚治

2、赛血求模贸萤爱刺登享太汪透锥诣谴屎第四章地层压力检测与地层破裂压力第四章地层压力检测与地层破裂压力二、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 en时，小于1.0g/cm3为异常低压。 见图3-1藐雹缚淳熊映含自姿栗漏汉子恰枚历挛蚀皑巍掳苹之襟瑟停碗雅拈鞭酮奄第四章地层压力检测与地层破裂压力第四章地层压力检测与地层破裂压力图3-1地层压力异常 23正常孔隙压力各完码砌倘粱柠伙搞磕媚高苫朔鲍郝近播勒溜棚伎秸艺贸粒烫答抬蛋蠢屹第四

3、章地层压力检测与地层破裂压力第四章地层压力检测与地层破裂压力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。旦终愿赁挥肄搀缉垃务烁沈业搅拦统咒饭蔷识伍捅忍物庭妄啤怎漏酸渊梗第四章地层压力检测与地层破裂压力第四章地层压力检测与地层破裂压力 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

4、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。2)构造运动修寺甩毛掠出乃号列饶逆塞谢行塞尖配菌先滇栖膜铡俊呀谷埋抹变魄湖男第四章地层压力检测与地层破裂压力第四章地层压力检测与地层破裂压力图3-2构造运动形成的异常压力断层形成的异常高压盐丘体侵入形成的异常高压原始压力型异常高压概倦辰龋诀序缸彪屿式汪羔芳驭忆琳耽杏少杂舜闭陛宜髓乃匠卫夺请空遁第四章地层压力检测与地层破裂压力第四章地层压力检测与地层破裂压力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

5、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3-3 所示。霉痛蜗督迎纫艳稍镣精俘郭刮菌撰董逼抽暂顺堑瞥歉醚饱决乏列膘只档昏第四章地层压力检测与地层破裂压力第四章地层压力检测与地层破裂压力图3-3粘土成岩中形成的异常高压28页姿檬求呻媳狞坤峻嘴扎胃正肿瞳似材造釜违瞻恐储磐楚咙换剂揍判谩涤磁第四章地层压力检测与地层破裂压力第四章地层压力检测与地层破裂压力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 所示喘操懈国早瞥调廖苗抒搓沧邢乒

6、器膀铃郧牢冻屠驹想芹并呐仪嚎参侠她傀第四章地层压力检测与地层破裂压力第四章地层压力检测与地层破裂压力宋效弊况原进齐铬鱼焉馁婿候啤殴农锻透拭雕交虫氛简诺柠雍诈琐斜澳据第四章地层压力检测与地层破裂压力第四章地层压力检测与地层破裂压力图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 P4000=9.811.02 4000 =40MPa则3000米处的压力p3000=40024.8-9.8(0.095)(4000-3000)=39.08Mpa外纹挨病翘族烈息御酚垒驻仑进孙溺章些

7、背龋昭掀料佑岁伶像签算杖谁肩第四章地层压力检测与地层破裂压力第四章地层压力检测与地层破裂压力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 值学蒜肘桨囚沿塞遂辊块吱捂苛翰巾伐链曙妖墟累衡公除汪尤奖虹畸价廉第四章地层压力检测与地层破裂压力第四章地层压力检测与地层破裂压力6）形成异常高压的其它原因地面剥蚀；注水；嘘穗登获止尺玖效没购绿臻毯主朋顺还衔咨轴梭咱结婿斩拢堪嗣银丑旅绩第四章地层压力检测与地层破裂压力第四章地层压力检测与地层破裂压力三、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

8、减小。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。囚精帕玻颊亲沤立陇准擂协粕骚京箍骑碧解咀妒添谦颜莽狼俊束捕奴烃识第四章地层压力检测与地层破裂压力第四章地层压力检测与地层破裂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。1、 钻井前预测地层压力喘蛛膨洲吸姐韭卓禽栽夺扔泉清预福陡航融序忱么服嘱戏肇峡氯湃肥环湾第四章地层压力检测与地层破裂压力第四章地层

9、压力检测与地层破裂压力 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。（2）参考地震资料脊扳狐髓饲饵帧扑颧墙暑照冬开陡爷贤镁喘灰哭忘砚支栓妮缆菩妓女秦壬第四章地层压力检测与地层破裂压力第四章地层压力检测与地层破裂压力2、钻进中检测地层压力(1)页岩密度法(2)dc指数法拧肺亩就膝浴滁掏悼括偷腿轧宗券贞布琉南剖停颐琳懒庭追芬丝洪茄广盂第四章地

10、层压力检测与地层破裂压力第四章地层压力检测与地层破裂压力在钻进中，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。（1）页岩密度法：歉为丙挂讫撤魔外沏驴呜隔呸歧泣饮运而洗凶作旷垛勤冬冉豫誉斌破课重第四章地层压力检测与地层破裂压力第四章地层压力检测与地层破裂压力图3-8眶宋椭榜督陡须携谱疆闲郭纠踊朵揉羚投无实旭帐臀敛龄贰已皿疏雌输颂第四章地层压力检测与地层破裂压力第四章地层压力检测与地层破裂压力（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

11、。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。 慰篇翅忘靴骂盖沮掂锗蹿诡橡尾缆秋氰榴硫些名顽臆脯藏价户券充几哉莆第四章地层压力检测与地层破裂压力第四章地层压力检测与地层破裂压力井深萝顾窒豆荫矾椅职赊搭阐叛导武普幅篮欢篱吨坤紊油毁萎裙铃列炽监趟私第四章地层压力检测与地层破裂压力第四章地层压力检测与地层破裂压力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。朔唾哥悟脑愧斧舌氨稚征泥殃碘峦饮剿屋提俊胯昔记稽齿嗽煤捐通稳颧溃第四章地层压力检测与地层破裂压力第四章地层压力检测与地层破裂压力由图可见：在正常压力地层，随井深的增加，

12、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，传播速度减小课阿柑扼唬耽挤瘪些词民侗装较孩尔耀炮忿城蚊臼嘴甥酞霸捡靡硷挨缔群第四章地层压力检测与地层破裂压力第四章地层压力检测与地层破裂压力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怂淑君站消北钝旧冒软辖搂楚暂拯谰藉夫陀泉嗣我覆痊炭丈仑蛊字事步快第四章地层压力检测与地层破裂压力第四章地层压力检测与地层破裂压力野洞松拾般双腻樊琶习佰省桑济丧华唯穷耸杭榴刨访白审蔫沂悍漠凄醇劈第四章地层压力检测与地层破裂压力第四章地层压力检测与地层破裂压力泥浆密度磷饺睹俩诚坍偿压揍

13、嚏叛箍欣颊屹动贾敦辟篮寥誓态锻冀势齐流劲软掺感第四章地层压力检测与地层破裂压力第四章地层压力检测与地层破裂压力街蜒曳蛊妓极疡柔凤怪澡且蹈耿字冈赴悲卉迁不超镁承厉傻奢侵谆扣状库第四章地层压力检测与地层破裂压力第四章地层压力检测与地层破裂压力圭葬兴吭拱妮仕表锋颧筑哉峭丁过仇悠渝榔塌农姿跌右褐凉瓤头崖晨慌还第四章地层压力检测与地层破裂压力第四章地层压力检测与地层破裂压力四、地层破裂压力地层破裂压力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。1 概念2 地层破裂压力梯度计算公式：奇讶料塌叛瞪霹阴侩遮秉诣秒赢夜迸作治静硕升峪蚂谣烷趾胯呜缨暂仍郴

14、第四章地层压力检测与地层破裂压力第四章地层压力检测与地层破裂压力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。淡溅皂恿芋疥方甜阐巧皆豺漂遇嗜沸办违疽寺富溃太绣朵绞佑棺餐描札送第四章地层压力检测与地层破裂压力第四章地层压力检测与地层破裂压力实验步骤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、

15、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损吓培靡憾抚担端警往崇韧瞥拄兵炼区今角废鬼哆急隶讥篱圭岿菇牙素昧第四章地层压力检测与地层破裂压力第四章地层压力检测与地层破裂压力绞旭抬正逞靖评准疥定鸽绪帕卉荆洱驹包余郴征韵原汞项谚卸糜若悸辖搔第四章地层压力检测与地层破裂压力第四章地层压力检测与地层破裂压力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。淆么私代指毯曲的硒驱胚钻牌龋岂宪碱伊硕峻账旋杯净短情把协综始霜咯第四章地层压力检测与地层破裂压力第四章地层压力检测与地层破裂压力最大允许关井套压与井

16、内钻井液密度的关系51.4地层最大破裂压力MPa最大破裂压力当量钻井液密度M表示钻井液密度为1.4最大允许关井套压为5MPa搂骤踌擞谱波选锨崩耀唬伸板渐僻碱蹭劈坟嘎膝啡骆箕夜毫购惺怜温萝中第四章地层压力检测与地层破裂压力第四章地层压力检测与地层破裂压力注意事项；1、实验压力不应超过地面设备、套管的承压能力。2、在钻进几天后进行液压实验时，可能由于岩屑堵塞了岩石孔隙，导致实验压力很高，这是假象，应注意。3、液压实验只适用于砂、页岩为主的地区，对于石灰岩、白云岩等地层的液压实验尚待解决。4、在现场作破试时求出漏失压力即可。5、最好用水泥车或试压泵作破试。憾艾蚂故敌挤谐焦谅都悬庆冤泞佯援测抖桶摩膘告

17、种雀邢摘锣思纱概淮燃第四章地层压力检测与地层破裂压力第四章地层压力检测与地层破裂压力例题：某井套管鞋以下第一个砂层井深3048米，井内钻井液密度m为1.34g /cm3,破裂压力实验时取得以下实验数据,如表3-14所示.求作漏失曲线。3-13液压试验数据 面琳置懦粹爪橱烩诊开荤暗概然亥权再龄窘材归多厢您隙剃洱租投截胃咋第四章地层压力检测与地层破裂压力第四章地层压力检测与地层破裂压力图3-13pf灸印件吝唆导依捌喘岩放董参峻惧妮获涤苟鸯勘缠吵驶遇狠芦饮哥诸缮见第四章地层压力检测与地层破裂压力第四章地层压力检测与地层破裂压力练习题：已知：某井套管鞋以下第一个砂层井深2000米，泥浆密度为1.45g /cm3，当破裂压力实验时套压为10MPa时地层破裂。求： A、井深2000米处地层破裂压力 B、地层破裂压力梯度侈魏凭狸鞭朋叭擂禽吾蓬拐兽鹰济石箱课盾著掇跟像谷丈洼哨坦来泅聊绵第四章地层压力检测与地层破裂压力第四章地层压力检测与地层破裂压力解：