地層壓力預(yù)測(cè)分析方法在秦皇島某油田中應(yīng)用

王莉+張羽臣+袁則名

摘 要：地層壓力預(yù)測(cè)是鉆井基本設(shè)計(jì)與鉆井工程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，是確定鉆井井身結(jié)構(gòu)、鉆井液體系及密度、預(yù)防和減少井下復(fù)雜情況不可缺少的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。文章通過(guò)對(duì)Drillworks壓力預(yù)測(cè)軟件分析及操作流程應(yīng)用在秦皇島某油田。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)到的壓力及地漏試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)該油田的孔隙壓力、破裂壓力、坍塌壓力進(jìn)行了預(yù)測(cè)。計(jì)算發(fā)現(xiàn)該井坍塌壓力為1.128-1.271g/cc大于孔隙壓力，因此，在進(jìn)行鉆井設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)參照坍塌壓力和破裂壓力確定泥漿安全密度窗口。

關(guān)鍵詞：軟件；壓力預(yù)測(cè)；Drillworks；三壓力

中圖分類號(hào)：TE52 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）02-0161-02

Abstract： Formation pressure prediction is the basis of drilling basic design and drilling engineering design. It is an indispensable key data to determine drilling well structure， drilling fluid system and density， so as to prevent and reduce the complex situation in downhole. In this paper， Drillworks pressure prediction software analysis and operation process are applied in Qinhuangdao Oil Field. The pore pressure， fracture pressure and collapse pressure of the oilfield are forecast according to the pressure monitored in the field and the ground drain test data. It is found that the collapse pressure of the well is 1.128-1.271 g/cc larger than the pore pressure， therefore， in drilling design， the mud safety density window should be determined by reference to collapse pressure and fracture pressure.

Keywords： software； stress prediction； Drillworks； three stresses

鉆井工程所謂的地層壓力是“地層孔隙壓力、地層破裂壓力、地層坍塌壓力”的總稱[1-2]。只有準(zhǔn)確掌握地層的三壓力剖面，才能夠減少井下復(fù)雜情況的發(fā)生，并能及時(shí)采取有針對(duì)性技術(shù)措施，確保鉆井施工的安全順利完成。特別在新探區(qū)或未探明地層條件下的地層壓力預(yù)測(cè)尤為重要，因?yàn)樵阢@穿未知高壓層時(shí)，地層壓力的失控會(huì)引起井下事故的發(fā)生[3]。

利用各種方法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)待鉆地層三壓力剖面可以科學(xué)地指導(dǎo)鉆井工程設(shè)計(jì)，關(guān)鍵是可以確定合理的井身結(jié)構(gòu)，對(duì)異常高壓井段提前做出預(yù)防措施，設(shè)計(jì)出合理的鉆井液密度，保證井壁穩(wěn)定，預(yù)防和控制鉆井過(guò)程中的井塌、井噴、井漏，減少井下復(fù)雜、事故，保證井下安全，對(duì)提高機(jī)械鉆速都具有十分重要的意義。

1 地層壓力預(yù)測(cè)的基本方法

正是基于地層壓實(shí)理論和異常壓力在地震、測(cè)井、鉆井過(guò)程中發(fā)生的異?，F(xiàn)象，石油行業(yè)逐步形成了一套地層壓力預(yù)測(cè)、監(jiān)測(cè)的基本理論，國(guó)內(nèi)目前應(yīng)用的預(yù)測(cè)方法主要有以下幾種：（1）地震層速度法；（2）測(cè)井資料法；（3）dc指數(shù)法。在這里我們主要應(yīng)用測(cè)井資料法對(duì)地層三壓力進(jìn)行預(yù)測(cè)。

2 地層壓力預(yù)測(cè)分析

在實(shí)際應(yīng)用中一般將地層壓力預(yù)測(cè)理論與預(yù)測(cè)軟件相結(jié)合。對(duì)于應(yīng)用比較廣泛的測(cè)井資料預(yù)測(cè)地層壓力方法，大多數(shù)情況下要取全取準(zhǔn)各種地質(zhì)資料和參數(shù)。在巖性和地層水變化不大的地層剖面中，正常壓實(shí)地層的特點(diǎn)是，隨著深度的增加，上覆層載荷增加，泥巖的壓實(shí)程度增大，導(dǎo)致地層孔隙度減小，密度增大。由于根據(jù)泥巖石的壓實(shí)程度可以直接反映地層壓力的變化，所以，目前利用測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行地層壓力預(yù)測(cè)的軟件也很多，其中drillworks三壓力預(yù)測(cè)軟件就是其中之一，該軟件利用地震層速度、聲波、電阻率測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)和伊頓法、麥修斯凱利法等方法進(jìn)行地層孔隙壓力、地層破裂壓力和地層坍塌壓力的預(yù)測(cè)。

Drillworks壓力預(yù)測(cè)軟件中所要求的測(cè)井曲線有自然電位（SP）、自然伽瑪曲線（GR）、電阻率（RES）、密度測(cè)井曲線（RHOB）、聲波曲線（DT）、井經(jīng)曲線（CAL）等測(cè)井曲線。在應(yīng)用軟件過(guò)程中，為了確定地層的電阻率測(cè)井曲線，通過(guò)對(duì)以上測(cè)井特點(diǎn)和探測(cè)深度分析，認(rèn)為深側(cè)向測(cè)井較能反映地層的真實(shí)電阻率，所以在壓力預(yù)測(cè)中采用深側(cè)向測(cè)井曲線為電阻。在Predict軟件中導(dǎo)入井深、聲波時(shí)差、GR及密度等測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，將井深作為信息通道，利用GR曲線劃分巖性，通過(guò)擬合的密度數(shù)據(jù)井行上覆巖層壓力預(yù)測(cè)，利用處理后的聲波時(shí)差數(shù)據(jù)進(jìn)行該井所在地區(qū)的孔隙壓力、破裂壓力及坍塌壓力分析，其主要程序及結(jié)果如下所示。

（1）運(yùn)行軟件，建立項(xiàng)目文件，輸入項(xiàng)目信息，導(dǎo)入測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，濾除測(cè)井不合理的數(shù)據(jù)，并將伽馬、電阻率、聲波、密度數(shù)據(jù)依次放在從左到右的軌道上。在伽馬曲線上繪制泥巖基線，原則上是泥質(zhì)含量大于80%。（2）利用軟件提供的過(guò)濾工具對(duì)電阻率、聲波的泥巖點(diǎn)進(jìn)行過(guò)濾。（3）利用密度測(cè)井資料進(jìn)行上覆巖層壓力OBG的計(jì)算，建立正常壓力情況下的電阻率、聲波時(shí)差趨勢(shì)線，如圖1所示。（4）如圖2所示，自左至右分別為兩種不同算法及指數(shù)下的地層孔隙壓力、地層坍塌壓力、地層破裂壓力和井徑曲線。

3 結(jié)束語(yǔ)

（1）根據(jù)測(cè)井資料建立的地應(yīng)力剖面曲線，最大水平主應(yīng)力約在1.402-1.644MPa/100m之間，最小水平主應(yīng)力約在1.129-1.271MPa/100m之間。（2）獲得地層孔隙壓力范圍為1.04-1.09g/cc。（3）獲得地層破裂壓力范圍為1.83-1.98g/cc。（4）獲得地層坍塌壓力范圍為1.06-1.37g/cc。（5）整體來(lái)看該地區(qū)坍塌壓力大于孔隙壓力，因此進(jìn)行鉆井工程設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)參照坍塌壓力并結(jié)合破裂壓力已確定該區(qū)塊泥漿安全密度窗口。

參考文獻(xiàn)：

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