地层压力基本知识
- 格式:ppt
- 大小:920.00 KB
- 文档页数:65
地层压力(formation pressure)是指由于沉积物的压实作用,地层中孔隙流体(油、气、水)所承受的压力,又称之孔隙流体压力(pore fluid pressure)或孔隙压力(pore pressure)。
正常压实情况下,孔隙流体压力与静水压力一致,其大小取决于流体的密度和液柱的垂直高度,凡是偏离静水压力的流体压力即称之为异常地层压力(abnormal pres.sure),简称异常压力。
孔隙流体压力低于静水压力时称为异常低压或欠压,这种现象主要发现于某些致密气层砂岩和遭受较强烈剥蚀的盆地。
孔隙流体压力高于静水压力时称为异常高压或超压,其上限为地层破裂压力(相当于最小水平应力),可接近甚至达到上覆地层压力。
地层压力分类常用的指标是地层压力梯度(单位长度内随深度的地层压力增量,单位为MPa/km)和压力系数(实际地层压力与静水压力之比)。
本文来自: 博研石油论坛详细出处参考/thread-27166-1-5-1.html压力系数:指实测地层压力与同深度静水压力之比值。
压力系数是衡量地层压力是否正常的一个指标。
压力系数为0.8~1.2为正常压力,大于1.2称高压异常,低于0.8为低压异常。
摘自《油气田开发常用名词解释》压力梯度:首先理解什么是梯度:假设体系中某处的物理参数(如温度、速度、浓度等)为w,在与其垂直距离的dy处该参数为w+dw,则其变化称为该物理参数的梯度,也即该物理参数的变化率。
如果参数为速度、浓度或温度,则分别称为速度梯度、浓度梯度或温度梯度。
当涉及到压力的变化率时,即为压力梯度。
区别之处就在于,压力系数为衡量地层压力是否正常的一个指标,压力梯度为压力的变化率。
压力系数就是实际地层压力与同深度静水压力之比。
压力梯度即地层压力随深度的变化率。
地层的压力系数等于从地面算起,地层深度每增加10米时压力的增量。
压力梯度是指地层压力随地层深度的变化率。
储集层的基本特征是具孔隙性和渗透性,其孔隙渗透性的好坏、分布规律是控制地下油气分布状况、油气储量及产量的主要因素。
地层压力和深度的关系
地层压力和深度之间存在着密切的关系,这种关系主要受到地
球内部岩石的重力和地表以上的岩石层的压力所影响。
首先,随着深度的增加,地下岩石受到的上方岩石和地球自身
重力的作用会逐渐增大,从而导致地层压力的增加。
这是因为地球
内部岩石的重力会随着深度的增加而逐渐增大,使得下方的岩石承
受着来自上方岩石和地球自身的重力作用,从而产生了地层压力。
其次,地层压力还受到地表以上的岩石层的压力所影响。
随着
地表以上岩石层的厚度增加,其对下方岩石的挤压作用也会增大,
从而使得地层压力随着深度的增加而增大。
此外,地下水的存在也会对地层压力产生影响。
当地下水位上
升时,地下水的重量会增加地层的压力,从而导致地层压力的增加。
总的来说,地层压力和深度之间的关系是一个复杂的物理过程,受到地球内部岩石重力、地表以上岩石层厚度和地下水位等多种因
素的影响。
深入了解地层压力和深度之间的关系对于地质勘探和地
下工程具有重要意义。
正常地层压力当量密度
地层压力是指地下岩石受到的压力,它是由岩石的重量和上面
的地层所施加的压力组成的。
正常地层压力是指在没有外部影响的
情况下,地层处于平衡状态时所受到的压力。
当地层处于正常状态时,压力会随着深度的增加而增加,这是由于上面的岩石重量和地
层本身的重量所导致的。
正常地层压力的大小取决于地层的深度、
岩石的密度和重力加速度等因素。
当量密度是指岩石的密度与地层压力的乘积,它反映了岩石在
地层中所受到的压力对岩石密度的影响。
当量密度可以用来描述岩
石在地下深部的物理性质,它是岩石力学性质的重要参数之一。
当
量密度的大小取决于岩石的实际密度和地层压力,通常以兆帕(MPa)或千克/立方米(kg/m³)为单位。
在实际地质勘探和工程中,正常地层压力和当量密度的准确计
算对于油气勘探、地质灾害防治、地下工程等方面具有重要意义。
通过对正常地层压力和当量密度的研究和分析,可以更好地了解地
下岩石的物理性质,为工程设计和施工提供科学依据。
因此,对于
正常地层压力和当量密度的研究具有重要的理论和实际意义。
地层压力和抗压的关系
在石油工业中,常用压力表示物体单位面积上所受的垂直力,即物理学上的压强。
由此可见,压力与力和面积有关。
压力的基本单位是帕,符号是Pa。
1Pa是1m²面积上受到1N 的垂直力时所形成的压力。
即1 Pa=1 N/m²。
在正常情况下,地下某一深度的地层压力等于地层流体作用于该处的静液压力,这个压力就是由某深度以上地层流体静液压力所形成的。
若地层水为淡水,则密度为1.00g/cm³;若地层水为盐水,则密度随地层水的含盐量而变化;正常地层压力盐水是常见的地层流体,密度大约为1.07g/cm³;地层压力梯度大约是10.496kPa/m。
属于正常压力梯度范围,将深度乘以10.496kPa/m即可求得含盐水地层中的压力。
如所有静液压力计算一样,对斜井井深必须用垂直井深。
在我国正常地层压力的范围是9.8~10.496kPa/m或1.0~1.07g/cm³。
地层中某点的正常地层压力等于该点地层水的静液压力。
当作用在地层上的压力达到地层破裂压力时,会使地层原有的裂缝扩大延伸或使无裂缝的地层产生裂缝。
从井下作业安全方面讲,地层破裂压力越大,地层抗破裂强度就越大,越不容易被压漏,作业越安全。
地层压力当量密度(最新版)目录1.地层压力当量密度的定义2.地层压力当量密度的计算方法3.地层压力当量密度的应用4.示例:计算地层压力当量密度正文地层压力当量密度是指将地层压力转换为等效的钻井液密度。
地层压力是指作用在岩石孔隙内流体(油、气、水)上的压力,也称为地层孔隙压力。
地层压力大小与沉积环境有关。
地层压力当量密度是一个重要的参数,因为它可以帮助工程师在钻井过程中选择合适的钻井液密度,以平衡地层压力,防止井漏和井涌等事故的发生。
地层压力当量密度的计算方法主要包括以下步骤:1.确定地层压力:通过测量井深和地层压力系数,可以计算出地层压力。
地层压力系数是一个比值,是地层压力与静液压力之比。
用公式表示为:地层压力系数 = 地层压力 / 静液压力。
2.确定静液压力:静液压力是由液柱重量引起的压力,它的大小与液体密度和垂直高度有关。
在钻井过程中,静液压力可以通过测量钻井液的密度和井深来计算。
3.计算地层压力当量密度:地层压力当量密度 = 地层压力 / 静液压力。
将地层压力和静液压力代入公式,即可计算出地层压力当量密度。
下面是一个示例,计算地层压力当量密度:已知地层压力为 25MPa,井深为 2000m,钻井液密度为 1.276 g/cm。
首先,计算静液压力:静液压力 = 钻井液密度 * 重力加速度 * 井深 =1.276 g/cm * 9.81 m/s * 2000 m = 259.82000 MPa。
然后,计算地层压力当量密度:地层压力当量密度 = 地层压力 / 静液压力 = 25 MPa / 259.82000 MPa = 1.276 g/cm。
地层压力当量密度的应用主要体现在钻井过程中。
在钻井过程中,为了防止井漏和井涌等事故的发生,需要选择合适的钻井液密度。
钻井液密度的选择要根据地层压力当量密度、钻井液的密度、井深等因素综合考虑。
平均地层压力定义平均地层压力是指地下岩石层中的压力均匀分布的平均值。
地层压力是地球内部产生的重力作用和岩石层受到的压缩力所引起的。
它是地球科学研究中非常重要的参数,对于油气勘探和开发、地下水资源开发、地下工程的设计与施工等领域具有重要的指导意义。
地球是由不同岩石组成的,而每一种岩石都有自己的密度和压缩性。
地层压力的大小受到岩石密度、压缩性、上部岩石层数、地下深度等多种因素的影响。
一般来说,地下深度越大,地层压力就越大。
例如,海洋底部的地层压力相对较小,而位于陆地深处的地下岩石层的地层压力就比较大。
地层压力的变化在地层中并非均匀分布,通常会呈现出一定的规律性。
上层岩石层的压力较小,随着深度增加,地层压力逐渐增大。
但是随着深度进一步增加,地层的压力增加速度逐渐减小,呈现出递减趋势。
这是因为地球内部岩石材料的压缩性以及重力的作用使得地层压力逐渐增加,而岩石层的物理性质也会在一定范围内影响地层压力的分布。
地层压力的准确测量对于油气勘探和开发具有非常重要的意义。
受到地层压力的影响,油气会向地下高压区域移动,因此了解地层压力的分布情况可以帮助工程师确定最佳的开采方案。
同时,地层压力也会对油气井产能等参数产生影响,因此在油气勘探和生产中对地层压力进行准确测量和分析,对于提高油气产量和开采效率至关重要。
除了油气勘探和开发领域,地层压力对于地下水资源开发和地下工程的设计与施工也有重要意义。
在地下水资源开发中,了解地层压力的分布有助于确定水井的设计和施工参数,确保水井的正常运行和水量的稳定供应。
在地下工程的设计与施工中,地层压力的分布情况可以帮助工程师确定基坑支护结构和地下建筑物的设计参数,确保工程的安全和稳定。
综上所述,平均地层压力是地球内部岩石受到的重力和压缩力作用的结果,对于油气勘探和开发、地下水资源开发、地下工程的设计与施工等领域具有重要的指导意义。
准确测量和分析地层压力的分布情况,可以提高勘探开发效率,确保水资源供应和地下工程的安全稳定。
地层三压力之间的关系1. 前言嘿,朋友们,今天我们来聊聊一个有趣的话题——地层三压力之间的关系。
可能有人会问:“地层三压力是什么鬼?”别担心,咱们慢慢捋清楚。
简单来说,地层三压力就是指在地下岩层中,存在的三种不同类型的压力:有效压力、孔隙压力和总压力。
听起来有点复杂,但其实跟咱们生活中的许多事情有点像,就像压力锅里的水蒸气一样,有时候也需要好好调节。
接下来,我们就一起踏上这趟地层之旅,来看看这些压力之间到底有什么奥秘。
2. 压力的基本概念2.1 有效压力首先,咱们从有效压力说起。
有效压力,简单来说,就是地层中岩石粒子之间实际承受的压力。
想象一下,咱们在沙滩上玩沙子,踩下去会感受到沙子往上推的力量,这就是有效压力在作怪。
它跟地层的强度、稳定性息息相关,压力越大,地层就越稳定。
就像咱们常说的“稳如泰山”,这时候的地层就像个镇定的大汉,谁也别想把它动摇。
2.2 孔隙压力接下来,我们聊聊孔隙压力。
孔隙压力就是指岩石内部孔隙里流体所施加的压力。
比如说,当你喝饮料的时候,瓶子里的气泡会把液体往外推,这就有点像孔隙压力。
孔隙压力的大小直接影响到有效压力,如果孔隙压力高,岩石就会变得软软的,有点像发酵的面团,别提多脆弱了。
因此,控制好孔隙压力,就能让整个地层保持稳定,咱们可不想让自己脚下的地板突然“嘭”一声塌了吧。
3. 总压力3.1 总压力的作用好啦,最后我们聊聊总压力。
总压力就是岩层所承受的全部压力,包括有效压力和孔隙压力。
可以说,总压力就是个“大管家”,把有效压力和孔隙压力都管理得服服帖帖。
就像做生意的老板,要把成本和收益都算清楚,才能知道赚了多少。
总压力的变化会直接影响到地层的行为,太高了可能会导致地震,太低了又会让地下水过于丰富,形成淹水等情况,真是一头的麻烦。
3.2 三压力的互动关系这三种压力之间可不是单打独斗的,彼此之间可有着千丝万缕的联系。
举个简单的例子,当孔隙压力增加时,通常会导致有效压力降低,这就像是朋友间的相互影响,有时候一方的情绪波动会直接影响到另一个人的心情。
随钻地层压力检测基本概念“正常”的地层流体压力大致等于流体液柱中的静水压力。
地层流体压力有的时候比静水压力高,有的时候比静水压力低。
两种“不正常”的压力条件都能引起钻井事故,而工业生产中最为关心的是特殊高压,有的时候称之为地质压力。
一、基本概念1、静水压力(Hydrostatic Pressure)静水压力是指单位液体重量与静液柱垂直高度的乘积。
与液柱的直径与形状无关。
静水压力的计算公式如下:10dH Ph ⨯=式中P h-静水压力,kg/cm2d-钻井液重量,g/cm3H-垂直深度,m2、帕斯卡定律(Pascal’s Law)帕斯卡定律阐述了静止流体中任何一点上各个方向的静水压力大小相等。
通过流体能够传递任何施加的压力,而不随距离的变化而降低。
根据帕斯卡定律,静水压力在液柱中给定的深度上,作用于任何方向上。
3、静水压力梯度(Hydrostatic Pressure Gradient )静水压力梯度是指每单位深度上静水压力的变化量。
这个值描述了液体中压力的变化,表示为单位深度上所受到的压力。
其计量单位是kgF/cm 2/m 。
录井人员常用体积密度(g/cm3)来描述静水压力梯度,以便于同钻井液密度相对比。
静水压力梯度的计算公式如下:10V h PG P H P H == 式中 H PG -静水压力梯度,kg/cm 2/mP h -静水压力,kgf/cm 2P v -单位体积质量,g/cm 3H -实际垂直深度,m 。
应用体积密度(g/cm 3)时,静水压力梯度H G 的计算公式如下:V h G P LP H ==10 式中 H G -静水压力梯度,g/cm 34、地层孔隙压力(Pore Pressure )地层孔隙压力是指作用在岩石孔隙中流体上的压力。
关于现场计算,孔隙压力与流体液柱的密度及垂直深度有关。
关于正常压力系统的地层,给定深度的真实孔隙压力等于液柱压力与流体流淌的压力缺失及温度效应的总与。
100米的土的压强土的压强是指土体在垂直方向上受到的压力,通常用单位面积上受到的压力来表示。
在工程领域,了解土的压强对于设计和施工具有重要意义。
本文将探讨100米土的压力分布规律、影响因素、计算方法以及在工程中的应用。
一、土的压力分布规律在一般情况下,土的压力随着深度的增加而增大。
根据土力学理论,100米土的压力分布可以分为三个阶段:1.表层压力:地表附近的土体受到地面荷载和上方土体的压力,压力分布较均匀。
2.过渡层压力:随着深度的增加,土体所受压力逐渐增大。
在过渡层,压力分布呈现出非线性特点,压力增幅逐渐减小。
3.均匀压力:当达到一定深度后,土的压力分布趋于均匀,压力值基本保持不变。
二、影响土压力的因素1.土的性质:土壤的类型、密度、含水量等性质对土压力有重要影响。
2.荷载类型:如均布荷载、线荷载、点荷载等,不同荷载类型对土压力的分布特征产生差异。
3.深度:随着深度的增加,土压力逐渐增大,但增幅逐渐减小。
4.施工条件:如施工方法、工期、周围环境等,会影响土压力的分布。
三、土压力计算方法1.静止土压力计算:根据土的性质、深度和荷载类型,采用静止土压力公式计算。
2.主动土压力计算:考虑土体变形和位移,采用主动土压力公式计算。
3.被动土压力计算:在深基坑工程中,采用被动土压力公式计算。
四、土压力在工程中的应用1.地基设计:根据土的压力分布规律,合理设计地基基础结构,确保工程安全。
2.深基坑工程:分析土压力对基坑围护结构的影响,优化施工方案。
3.土方工程:根据土的压力分布规律,合理规划土方开挖和回填方案。
4.隧道工程:分析土压力对隧道结构的影响,确保隧道施工安全。
总之,了解100米土的压力分布规律、影响因素、计算方法及应用,对于工程建设具有重要意义。
地层压力一、基本概念1、静液压力:是由钻井液柱重量引起的压力。
2、地层压力:是指作用在岩石孔隙内流体(油气水)上的压力,也称为地层孔隙压力。
3、上覆地层压力:指覆盖在地层以上的地层基质(岩石)和孔隙中流体(油气水)的总重量造成的压力。
4、破裂压力:在井中一定深度处的地层,其承受压力的能力是有限的,当压力达到某一值时会使地层破裂,这个压力称为地层的破裂压力。
5、压力系数:是地层原始压力与同一深度地层水静水柱压力的比值(实际仍是当量密度,只是去掉密度量纲)。
6、当量钻井液密度:某深度处的钻井液液柱压力(包括循环阻力和波动压力等)等于该深度的地层压力时的钻井液密度(ECD=101.97*压力梯度)7、静水压力(Hydrostatic Pressure):指单位液体重量与静液柱垂直高度的乘积。
ph = (g*ρ*H )/1000 ≈ (ρ*H)/1000ph------ 静水压力 Mpag ------ 重力加速度 9.81m/s2ρ ------ 钻井液密度 g/cm3H ------ 垂深 m8、静水压力梯度(HydrostaticPressureGradient):静水压力梯度是指每单位深度上静水压力的变化量。
Hpg = ph/H ≈ ρ*g/1000Hpg ------ 静水压力梯度 MPaρ ------ 单位体积质量 g/cm3体积密度法:Hpg =(103* ph)/g*H9、地层孔隙压力(Pore Pressure):指作用地岩石孔隙中流体上的压力。
对于现场计算,孔隙压力与流体液柱的密度及垂直深度有关pf = (ρf*g*H)/1000pf ------- 地层孔隙压力 MPaρf ------- 地层流体密度 g/cm310、地层孔隙压力梯度( Pore Pressure Gradiet):指单位深度上地层孔隙压力的变化量。
pfg = pf/H ≈ ρf*g/1000体积密度法:pfg =(103* pf)/g*H孔隙压力梯度等于或接近于静水压力梯度时称为正常孔隙压力梯度;低于静水压力梯度时称为低压力异常孔隙压力梯度,简称低压力异常。