关键词: 异常高压 识别特征 随钻检测 地层压力预检测软件 dc指数
一、前 言
地层压力也称为地层孔隙压力（Formation Pore Pressure），是指地层岩石孔隙内流体（油、气、水）所承受的压力，准确地预检测和掌握地层孔隙压力的大小，对石油勘探与开发都有着极其重要的作用。
地质录井公司非常重视地层压力预检测技术的发展，专门成立了地层压力预检测项目，由长江大学（资源信息应用技术研究所）承担的横向科研课题。其目的是通过对胜利油田探区地层压力成因机理的研究，结合已钻井的测井、压力测试、钻录井等资料和正钻井的随钻录井资料，建立适合不同压力成因的压力预检测模型和压力预检测的方法体系，并开发随钻压力检测的计算机软件系统。
二、异常地层压力的识别特征
（一）地质特征
1、岩性的致密程度
在碎屑岩地层中，异常地层压力（常指高压）由于普遍与欠压实地层相关联。因此，其岩石的致密程度一般都低于正常压力地层。这在钻井过程中可以根据地层的可钻性来判断。
2、孔渗性
异常压力地层由于含有异常高的流体含量，保持了其孔隙度，因而具有异常高的孔隙度和渗透率。这就是根据地层速度预测地层压力的重要依据。
3、构造特征
强烈的构造活动不仅破坏地层的完整性，同时也破坏地层的压力系统，在构造活动区，往往是断裂发育区，异常压力不易保存，并且异常压力的分布规律也变得不易掌握。这与一个具体的油藏保存条件密切相关。
（二）地球物理特征
1、速度特征
由于异常高压地层具有异常高的孔隙度，其速度表现为低速特征，表现为在正常的速度变化趋势下出现速度的异常降低。这就是我们由声波测井和地震速度资料预测异常压力的依据。
2、密度特征
与地层速度相对应，异常高压地层由于其压实程度低，其地层密度也异常降低。
3、电阻率
由于异常高压地层含有异常高的流体，而油田地层水多含有大量的盐份，其导电性好。因此，异常高压地层较正常压力地层为低阻特征。
综上所述，可用图2-1来表述异常高压层的各种地质和地球物理特性。
（三）录井特征
综合录井仪的使用提供了钻井、泥浆、地质三大类数十项的随钻测量参数，大量的实践经验表明，只有综合多项参数的分析，才有可能取得一个比较准确的压力解释。
1、钻井参数
凡是与钻头钻进速度有关的一切机械参数都归为此类。主要有钻速、钻压、转盘转速、扭矩、钻头参数等，在遇到异常高压时，主要表现在钻速在过渡带和异常高压区常常是增加的，d指数、dc指数、sigma指数，在过渡带和异常高压区都偏离了正常压力趋势线，比正常趋势线低，扭矩和摩阻的急预示钻遇剧增加也可能预示钻遇异常高压层。
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2、泥浆参数
（1）钻井液气侵
气测录井含气异常往往是异常高压层的显示
（2）出口泥浆温度
钻井过程中，从具有正常流体孔隙压力的压实泥岩向具有异常高压力的欠压实泥岩过渡带时，发现地温梯度的增加。确定地层温度存在问题，唯一准确的方法是在钻井之后，温度稳定的环境中测量静止温度。这项工作可以通过监视泥浆出口温度来完成。
（3） 出口泥浆比重
经常检查泥浆管线中的比重降低，对气侵和可能的超压，是一个辅助标志。
（4）电阻率、氯离子含量
根据Overton和Timko（1969）和Fertl和Timko（1970）的盐度原理，由测量泥浆管线的进口和出口之间的氯化物的得或失，可以反映出压力条件的明显变化。进而也可以在电阻率测量上得到一定的反映。
三、异常地层压力的预检测原理
大量的研究成果和钻探实践表明，绝大部分预测超压的技术主要与四个方面的地质因素有关：
（1）异常低的体积密度（即地震速度低、声波时差高）；
（2）异常高的孔隙度（可由地震速度、三孔隙度测井、电阻率测井确定）；
（3）应力异常小（岩石可钻性高）
（4）高温度异常。
dc指数法
钻井法的依据是地层的可钻性，由于欠压实地层具有较好的可钻性，因而在钻井条件一致的情况下，其钻速异常增高，钻时异常降低。但钻速要受到机械钻速、钻压、钻头类型、钻头大小、泥浆性能、岩性等一系列因素的影响。所以，必须对其进行相应的校正，由此提出了dc指数法。
dc=（w/m）×ln（3.282/N×T）/ln（0.672×W/D）
四、现场应用情况
目前已完成四口井的现场实验工作，在第一口井我们采用一台电脑进行地层压力检测，由于现场工程参数受到的影响因数较多，为了能够建立一个连续的地层压力剖面，在第二口井我们采用两台电脑同时进行地层压力检测，一台在泥岩压实段建立dc趋势线后不再移动，而另一台则根据现场实际情况可以移动或者重新建立趋势线。这是A井采用两台电脑同时进行检测的软件图。两种方法结合现场实际情况对比发现，由于受现场工程条件、工程参数、泥浆性能、地质因数的影响，在地层压力检测过程中需要根据dc指数和气测值等变化，调整或者重新建立趋势线。
在A井实验过程中，效果总体良好，在三开前泥浆密度从1.35g/cm3提高到1.60 g/cm3，此时计算压力系数为1.3左右，可以看出气测明显减小，并且没有单根气，可以判断此时泥浆密度偏大。在钻完水泥塞后起钻跟钻钻头并加上动力钻具，此时钻速增加钻时减小，造成计算的地层压力系数略微变小，于是对地层压力检测软件的dc趋势线进行微调，确保地层压力系数计算结果的连续性和准确性。
钻进至3250m时，计算地层压力系数为1.64左右，总池体积增加，随后全烃涨到100%，此时泥浆密度为1.6 g/cm3，结合领井分析，确定此处应为泥岩裂缝，由于气测非常活跃，在现场压力工程师的建议下工程将泥浆密度提高至1.65 g/cm3，后气测值稳定在20%左右，并且有明显的单根气和停泵气，说明此时井下处于近平衡状态，压力系数很接近。
在地质设计中A井地层压力预测剖面在3250m左右的压力系数约1.35，与实际地层压力情况相差较大，因此在钻井过程中随钻地层压力检测是非常有必要的。
本井中完后利用地层压力检测软件导入完钻测井资料和中完前的综合录井仪器数据，然后在上部的泥岩压实段建立声波时差趋势线，根据上部地层综合数据微调调整趋势线的斜率和截距，利用等效深度法计算地层压力系数，可预测新打开地层的压力系数为1.24—1.30。在打钻后可把上部测井数据建模得到的压力情况作为调整dc趋势线的一个重要参考。5170m—5200m地层压力系数为1.17左右，此时密度为1.15；5210—5240压力系数1.28左右，密度1.17，并且现场单根气、停泵气明显，可以综合判断此时井里处于动态平衡。
五、结论
现场需要在使用地层压力软件的基础上综合运用现场泥浆密度、气测值（单根气等）、地质情况等参数综合判断。
参考文献
[l]王志战，慈兴华.异常压力随钻预测与检测.石油地质与工程,2010.
论文作者:李 冬
论文发表刊物:《科学与技术》2019年18期
论文发表时间:2020/4/28
标签：地层论文; 压力论文; 异常论文; 泥浆论文; 孔隙论文; 系数论文; 高压论文; 《科学与技术》2019年18期论文;