地层压力检测技术

地层压力检测技术第一页，共十五页，2022年，8月28日二、检测地层压力的方法1、钻前检测地层压力---地震资料法依据地震波在地层中传播时间的变化来预测地层压力的变化。原理：在压实地层中，随着深度的变化，岩石的密度越来越大，地震波的传播速度也越来越快，传播时间越来越短。在欠压实地层中，则相反。

t

H第二页，共十五页，2022年，8月28日（1）等效深度法求地层压力方法：a、在半对数坐标图上，以深度H为纵t坐标，地震波为横坐标、描点。b、划正常趋势线；H2c、有异常压力点引印铅垂线交正常趋势线于一点，求交点深度。（说明异常压力点与交点深度处基岩应力相等）d、计算交点处上覆岩层压力和地层压力H1及异常压力点处覆岩层压力。H

e、以异常压力点与交点深度处基岩应力相等为依据建立方程，求解异常压力点处地层压力。Po1=Pp1+＆1Po2=Pp2+＆2＆1=＆2

Pp1=Po1-Po2+Pp2

第三页，共十五页，2022年，8月28日2、钻进中检测地层压力---页岩密度法、dc指数法、sigmalog法（1）页岩密度法：①原理：岩层随沉积深度的增加，页岩压实程度增加，但在压力过度带或异常高压层。由于岩层的欠压实，岩石孔隙度大、密度小。②岩样的选取要求：a、在页岩井段每隔3-5m取一次样并除去杂质；

b、用清水洗去岩屑上的钻井液。c、烘干岩样③岩屑密度的测定（现场）a、加岩屑于钻井液密度秤钻井液杯中，加盖后，使游码指示读数为1g/cm³。b、加清水充满钻井液杯，加盖后测定密度值ρT第四页，共十五页，2022年，8月28日c、计算页岩密度值ρsh=1/（2-ρT）e、列表作H-ρsh关系曲线

ρshHf、用标准透明密度图版覆盖于

H-ρsh图上，使图版的正常地层压力当量钻井液密度线与H-ρsh上的正常密度趋势线重合g、观察所求测点落在标准透明密度图版哪一条密度线上，该密度线所指示的密度值即为该点地层压力的当量钻井液密度。第五页，共十五页，2022年，8月28日（2）dc指数法（1971年Rehm和Mclenden提出）①原理：dc指数法检测地层压力是通过钻进过程中，钻速的变化来进行的。在不考虑钻井参数突然变化的条件下，当钻进到欠压实地层时，由于地层孔隙压力高、井底压差小，钻速上升。②dc指数方程：dc=㏒（0.0547R/N）ρn㏒（0.0673W/D）ρm式中：R---机械钻速m/h

N---转速r/minW---钻压KND---钻头直径mmρn—该地区地层流体密度

ρm—钻井液密度第六页，共十五页，2022年，8月28日③dc指数方程中各参数录取原则：a、在钻速慢的地层中，可按1.5-3m录取；

b、在钻速快的地层中，可按7.5或15m录取；

c、求dc指数时，各参数的录取必须在泥页岩井段，其它岩层的参数不能用。④数据处理

a、在各井段录取的R、

N、W、D、ρn、ρm等参数，分别带入dc指数方程中，求出不同井深所对应的dc值并列表。dc

b、以dc值为横坐标、井深为纵坐标在半对数坐标图上，描点、绘制dc—H关系曲线H第七页，共十五页，2022年，8月28日⑤、dc指数法检测地层压力的方法（四种）a、若玛纳公式：ρp=ρn×dcn/

dcob、伊顿公式：ρp=ρo-（ρo-ρn）×（dco/dcn）c、麦克伦敦公式：ρp=0.92㏒(dcn-dco)+1.98上式中：dco—实际测得的dc值dcn---正常趋势线上的dc值ρo---上覆岩层压力ρn---该地区地层流体密度dcodcndc⒈2第八页，共十五页，2022年，8月28日d、等效深度法：式中:He—等效深度mH---欲求地层压力深度mdcHeH第九页，共十五页，2022年，8月28日(3)Sigmalog法①简介：Sigmalog法是1984年，美国AGP公司开发的一种地层压力检测方法。此法克服了因井径、参数变化、岩性等因素对检测精度的影响。较适合4000m以上的深井。②原理：利用欠压实地层岩石强度不按压实规律变化的特性检测地层压力。岩石强度公式：（未考虑钻井液及地层流体的影响）

（σt）¹⁄²=(25.4W¹⁄²N¼)/DR¼+0.0287(7-0.001H)

式中：（σt）¹⁄²----岩石总强度100kpW----钻压tN----转数r/minD----井径mmR----转速m/hH----井深m第十页，共十五页，2022年，8月28日③具体方法：a、设选取参数点的岩石总强度为（σo）¹⁄²，在考虑井内实际压力和正常压差△p的影响下，得（σt）¹⁄²与（σo）¹⁄²的函数关系式：

（σo）¹⁄²=F（σt）¹⁄²

式中：F=1+[1-（1+n²△p²）¹/²]/n

△p

（系数）

△p=0.1(ρm-ρn)H(密度差)n=3.25/[640（σt）¹⁄²

]

当(（σt）¹⁄²≤1)时n=(1/640)[4-0.79/（σt）¹⁄²

]当(（σt）¹⁄²＞1)时b、将上式整理得：（σo）¹⁄²关于（σt）¹⁄²的一元函数并求出：（σt）¹⁄²=------将上式与岩石总强度公式联立，去除（σt）¹⁄²

得（σo）¹⁄²与H关系方程。（实际岩石总强度与井深关系得以建立）第十一页，共十五页，2022年，8月28日c、每米取一点连续作（σo）¹⁄²与H关系曲线。

σo压实段（σr）¹⁄²表示正常趋势线欠压实段

Hd、求正常趋势线方程在实测曲线中正常压力段取2个可信点（（σr）¹⁄²

1，H1）和（（σr）¹⁄²

2，H2），求取正常趋势线方程；第十二页，共十五页，2022年，8月28日

（σr）¹⁄²=aH/1000+b

式中：a---直线斜率b---直线截距d、求地层孔隙压力梯度取异常压力点。（H）通过（σt）¹⁄²=(25.4W¹⁄²N¼)/DR¼+0.0287(7-0.001H)

求出岩石总强度（σt）¹⁄²

通过（σr）¹⁄²=aH/1000+b，求该深度在正常趋势线上所对应的岩石强度（σr）¹⁄²

设Y=（σr）¹⁄²/（σt）¹⁄²则地层压力梯度为：Gp=Gm-[20（1-Y）]/

[nY（2-Y）H]式中：Gm---钻井液压力梯度100kpa/mn=3.25/[640（σt）¹⁄²

]

当(（σt）¹⁄²≤1)时n=(1/640)[4-0.79/（σt）¹⁄²

]当(（σt）¹⁄²＞1)时第十三页，共十五页，2022年，8月28日3、钻后检测地层压力（1）声波时差法①原理：在正常压实情况下，声波中纵波传播速度随地层埋藏深度的增加，应逐渐增加，因而其传播时差越来越小。但遇及高压层时，由