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1000m地层孔隙压力随着石油、天然气等能源资源的不断开发，地层孔隙压力研究在我国得到了广泛关注。
1000m地层孔隙压力是地质勘探、油气开发和地下储层改造的重要参数。
本文将从以下几个方面探讨1000m地层孔隙压力及其相关内容。
一、孔隙压力的定义和作用孔隙压力是指地层中孔隙介质受到的流体压力。
在地层中，孔隙压力与油气藏的分布、储层性质、流体饱和度等因素密切相关。
了解孔隙压力对于判断储层流体性质、预测油气藏动态变化和优化井筒设计具有重要意义。
二、1000m地层孔隙压力的测量方法1.传统测压法：通过钻井取心、测井资料分析等方法获取地层孔隙压力。
2.动态监测法：通过测量地层流体的温度、流量等参数，计算地层孔隙压力。
3.地震法：利用地震波在地层中的传播特性，反演出地层孔隙压力分布。
4.数值模拟法：基于地质模型和物理方程，模拟地层孔隙压力的变化规律。
三、1000m地层孔隙压力的应用领域1.油气藏评价：通过研究地层孔隙压力，判断油气藏的流体性质、储层分布等特征。
2.井筒设计：根据地层孔隙压力，合理设计井筒直径、套管强度等参数，确保井筒安全。
3.储层改造：根据地层孔隙压力，优化储层改造方案，提高油气产量。
4.地质灾害防治：通过研究地层孔隙压力，预测地质灾害的发生和演化趋势。
四、我国在地层孔隙压力研究方面的进展近年来，我国在地层孔隙压力研究方面取得了显著成果。
不仅在理论研究、实验方法和测试技术方面取得了突破，还成功应用于多个油气田的开发和管理。
此外，我国还积极参与国际地层孔隙压力研究交流，推动该领域的发展。
五、未来发展趋势和展望随着科技的不断进步，1000m地层孔隙压力研究将迈向更高精度、更高效的方向发展。
以下几点是未来发展趋势和展望：1.发展高精度、低成本的孔隙压力测量技术。
2.深入研究地层孔隙压力与油气藏分布、储层性质等之间的关系。
3.加强地层孔隙压力在油气藏管理、地质灾害防治等领域的应用。
4.推广国内外地层孔隙压力研究的交流与合作，提高我国在该领域的国际地位。
第20讲压力测井方法压力测井是一种用来评估井眼附近地层其渗透性、岩性、流体性质以及地层压力等参数的方法。
它通过测量地层压力的变化来计算出地层的一些性质，并为采油地质工程提供必要的数据。
本文将介绍关于压力测井的原理、方法以及应用。
压力测井的原理基于奥克斯托姆定律，即流体通过孔隙时，流动阻力与流体速度的平方成正比。
在油气地层中，地层压力将会影响到流体在孔隙中的速度，通过测量井眼中的流体速度变化来获得地层压力的信息。
通常使用测井仪器记录井眼中的压力变化，并根据压力数据进行解释和分析。
压力测井主要包括动态压力测井和静态压力测井两种方法。
动态压力测井是通过改变产能等因素来引发地层压力的变化，并通过测井仪器记录井眼中的压力变化，从而获得地层参数信息。
这种方法需要进行一定的压力变化，可以提供更多的信息，但同时也需要更复杂的仪器设备和操作。
静态压力测井则是在井眼中保持一定的静态状态，记录下来的压力数据被用于计算地层参数。
这种方法适用于井眼中没有温度和压力变化的情况，可以提供更准确的地层参数。
静态压力测井可以通过不同的测量方法进行，如测量井眼中的压力下降速率、测量井眼内的初始静态压力值等。
压力测井的应用十分广泛，特别是在油田开发和水井工程中。
在油田开发中，压力测井可以帮助评估油藏的储量、估计油藏的渗透性、判断油藏的动态性质等。
在水井工程中，压力测井可以确定井眼附近地层的渗透性和水质情况，为水源的开发提供重要的依据。
此外，压力测井还可以用于识别地层中的异常情况，如砾岩、裂缝和局部堵塞等，以及评估采油工程的效果。
在储气库和地热开发中，压力测井也被广泛应用，帮助确定地层的储气能力和地热资源量。
总结起来，压力测井是一种用来评估地层参数的重要方法。
通过测量地层压力的变化和一些特定的测量方法，可以获得地层的渗透性、岩性、流体性质以及地层压力等参数。
压力测井在油田开发、水井工程以及其他领域具有广泛的应用前景。
异常地层孔隙压力定量确定技术
樊洪海
2006 年11月17日
二、异常高压的形成机制与分类
1、不平衡压实作用
①沉积速率；②孔隙空间减小速率；③地层渗透率的大小；④流体排出情况; 平衡压实形成正常压力，平衡压实形成异常高压。
快速沉积是造成不平衡压实的主要原因之一，由于沉积速率过快，造成沉积颗粒排列不规则(没有足够的时间)，排水能力减弱，继续增加的上覆沉积载荷部分由孔隙流体承担，形成异常高压，同时造成地层的欠压实。
原始加载曲线关系卸载曲线关系沉积压实过程力学关系
3. 存在的问题：
◆dc的求法:钻头磨损（牙齿磨损、轴承磨损）、水力因素等影响不易消除；
◆正常趋势确定：非直线
◆Eaton指数确定
◆仅限于泥岩使用
正常压实地层：式中：Δt: h 处的时差，us/m.
Δt 0: 地表时差，us/m.
c —系数。
若将上式在半对数坐标(Δt 为对数、h 为常规坐标),则Δt 与h 成直线。
在非正常压实地层：Δt 偏离(大于)正常趋势线，意味着高压地层。
2．算法：
c 、确定正常趋势线（选泥岩声波时差）
d 、定性判断异常高压
e 、定量计算。
ch
e t t −Δ=Δ0。
中华人民共和国石油天然气行业标准SY ／T 5623—1997地层孔隙压力预测检测方法Prediction and detection methods offormation pore pressure1997—12—31发布 1998—07—01实施中国石油天然气总公司 发布ICS 75020 E 13备案号：1163—1998SYSY／T 5623—1997目次前言………………………………………………………………………………………………………………l 范围…………………………………………………………………………………………………………2 符号…………………………………………………………………………………………………………3 破指数法……………………………………………………………………………………………………4 声波时差法…………………………………………………………………………………………………5 预测检测孔隙压力技术总结………………………………………………………………………………SY／T 5623—1997前言本标准是SY 5623—93的修订版本。
本标准修订时，增加了用声波时差法预测检测地层孔隙压力的内容，并对原有也指效法的内容做了必要的修改。
本标准从生效之日起，同时代替SY 5623—93。
本标准由石油钻井工程专业标准化委员会提出并归口。
本标准起草单位：江汉石油学院石油工程系。
本标准主要起草人李自俊王越支本标准原代号和编号为ZB E13 006—90,首次发布日期：1990年3月27日。
本标准转为行业标准SY 5623的日期：1993年。
中华人民共和国石油天然气行业标准SY／T 5623—1997代替SY 5623—93地层孔隙压力预测检测方法Prediction and detection methods of formation pore pressurel 范围本标准规定了石油天然气直井钻井d e用以指数、声波时差预测检测地层孔隙压力的方法。
利用测井资料计算地应力和地层压力测井是一种获取地下地质信息的技术手段，通过测井资料可以计算地应力和地层压力。
地应力是指地下岩石受到的应力状态，包括水平应力(SHmax)、垂直应力(Sv)和最小水平应力(Shmin)。
地层压力是指地下岩石受到的压力，它是由地质构造和地下岩石自身重力作用所引起的。
测井资料中常用的数据包括密度、声波速度和孔隙压力。
根据这些数据，可以使用不同的方法计算地应力和地层压力。
下面将详细介绍两种常用的计算方法。
第一种方法是利用测井参数计算地应力：1.密度测井：通过测井仪器测量孔隙岩石的密度，可以得到地下岩石的密度值。
地应力与密度有关，通常可以利用下面的公式计算地应力：Sv = ρgzh + ΔP其中，Sv为垂直应力，ρ为地下岩石的密度，g为重力加速度，z为垂直坐标(由测井资料中测得的深度)，h为大地水平应力增加系数(通常假设为1，即认为大地水平应力与垂直应力相等)，ΔP为孔隙流体压力。
2.声波速度测井：通过测井仪器测量岩石中声波传播的速度，可以得到地下岩石的声波速度值。
根据地震黏滞剪切模量理论，可以利用下面的公式计算地应力：SHmax = 0.87ρVs^2其中，SHmax为最大水平应力，ρ为地下岩石的密度，Vs为地下岩石的声波速度。
这个方法需要选取与地层相互作用最大的水平应力作为SHmax，通常选取沉积岩中的垂向最大应力作为最大水平应力。
第二种方法是利用测井参数计算地层压力：1.密度测井：利用密度测井得到的岩石密度和地下深度，可以计算出不同深度的岩石压力。
地层压力随深度增加而增加。
2.孔隙压力测井：通过测井仪器测量岩石中孔隙流体的压力，可以得到地下岩石的孔隙压力值。
地层压力与孔隙压力有关，可以利用下面的公式计算地层压力：Ppore = ρgh其中，Ppore为孔隙压力，ρ为地下岩石的密度，g为重力加速度，h为大地水平应力增加系数。
综上所述，利用测井资料可以计算地应力和地层压力。
文章编号:1000 0747(2003)04 0072 03测井资料检测地层孔隙压力传统方法讨论樊洪海(石油大学(北京))摘要:利用测井资料,基于正常压实趋势线确定地层孔隙压力是最常用的传统方法。
认为该传统方法的局限性和不足是:不适用于非泥岩地层;不适用于不平衡压实以外的机制导致异常高压的地层;泥岩正常压实趋势线为直线的结论不完全合理;建立测井参数与地层孔隙压力之间关系式缺乏坚实的理论基础;用泥岩及相邻渗透性地层建立的经验公式预测大段渗透性地层的孔隙压力,其结果往往偏低。
在利用测井资料评估地层孔隙压力时应注意这些局限性和不足。
图1参10关键词:地层孔隙压力;测井资料;检测;传统方法中图分类号:P631.8 文献标识码:A多年来国内使用基于正常压实趋势线的传统方法,利用测井资料确定地层孔隙压力,不乏成功的例子,也存在许多局限。
本文在简介地层孔隙压力确定方法的分类、异常高压形成机制及分类方法的基础上,对此最常用的传统方法其进行分析,提出看法。
1地层孔隙压力确定方法分类过去国内将确定地层孔隙压力的方法统称为 地层压力预测,概念模糊。
地层孔隙压力确定方法可以分为4类:!钻前压力预测。
主要利用地震层速度资料及其与地层孔隙压力的关系模型计算地层孔隙压力。
过去常用 直接计算法和 等效深度法,近年提出了 单点预测模型和 综合预测模型法[1,2]。
∀随钻压力监测。
利用随钻测量信息实时监测异常地层孔隙压力带并确定其压力值。
过去常用dc指数法、 法、标准化钻速法、泥页岩密度法,近年出现了随钻测井[3](LW D)资料法、随钻地震(SWD)资料法等。
#测井压力检测。
利用钻后测井资料评估地层孔隙压力,是公认最好、应用最广的方法。
常用泥岩的声波时差法、电阻率(电导率)法、密度法等。
∃实测压力。
用仪器直接测量地层孔隙压力,是目前最准确的方法。
常用钻杆测试(DSTS)、重复地层测试(RFT)、多层位测试器(FMT)测试等。
2异常高压形成机制与分类一种异常高压现象常由多种因素所致,包括地质的、物理的、地球化学和动力学的因素。
但就一个特定异常高压现象而言,导致其形成的因素有主、辅之分。
采用何种方法确定地层孔隙压力,与异常高压形成机制关系密切,要充分考虑异常压力的成因及重视其分类。
本文借鉴Ward[4]从沉积压实过程中应力 应变关系(沉积加载与卸载)角度分类的思路,将公认可形成异常高压的11类成因机制(不平衡压实作用,构造挤压作用,水热增压,生烃作用,蒙脱土脱水向伊利石转变的黏土矿物转化作用,浓度差与逆浓度差作用,石膏与硬石膏的转化,流体密度差异,水势面的不规则性,地层抬升、剥蚀)分成以下三大类。
2.1符合沉积加载曲线类该类异常高压的形成机制是不平衡压实作用。
平衡压实过程是逐渐加载的力学过程,其应力 应变关系符合沉积加载曲线。
平衡压实过程中,随上覆沉积物的继续沉积及埋深增加,水被排出,沉积物逐渐被压实,地层孔隙压力为静液压力,垂直有效应力持续增加。
如果某种原因(如沉积速率过快)使排水能力减弱或停止排水,继续增加的上覆沉积载荷的部分或全部将由孔隙流体承担,沉积物继续压实所需的载荷减小(与平衡压实比较),会出现不平衡压实情况。
这种情况下,垂直有效应力不会在原有值的基础上减小,只是垂直有效应力增加速率比平衡压实情况减小,或维持原值不变。
因此,不平衡压实过程也是逐渐加载或停止加载维持原有载荷的力学过程,其应力 应变关系也符合沉积加载曲线。
2.2符合卸载曲线类该大类的形成机制可分为孔隙流体膨胀作用和地层抬升导致的剥蚀作用两类。
2.2.1孔隙流体膨胀作用孔隙流体膨胀作用包括水热增压、生烃作用、黏土矿物成岩作用、浓度差作用与逆浓度差作用、石膏与硬石膏的转化。
压实过程中或停止压实后,孔隙中流体体积由于某种或多种原因(如水热增压、生烃作用等)而增大,这时的地质环境若是封闭而排水受限的,流体体积膨胀被孔隙限制,将导致孔隙压力升高,形成异常高压。
这种异常高压在世界许多盆地都存在,如北海油田中央地堑4000m以下的中生界,最大地层孔隙压力达到地层裂缝扩展压力[5]。
72石 油 勘 探 与 开 发2003年8月 PE TROLE UM EXPLORATION AND DE VELOPMENT Vol.30 No.4孔隙流体膨胀的结果使垂直有效应力降低,膨胀的过程是使垂直有效应力降低的卸载过程,应力 应变关系符合卸载曲线。
2.2.2地层抬升导致的剥蚀作用当构造抬升使地层被风化剥蚀时,上覆岩层压力降低,该过程也是卸载的过程,应力 应变关系符合卸载曲线。
若构造抬升不破坏抬升前地层的封闭环境,垂直有效应力降低,而孔隙压力近似不变(保持抬升前深度的压力),结果出现与抬升后所在较浅深度应有正常压力不相符的异常高压。
2.3孔隙度近似不变类该类的形成机制包括构造挤压应力、流体密度差异作用和水势面的不规则性。
沉积物停止压实时,孔隙度可近似看作不变,若构造运动不破坏地质环境的封闭性,绝大部分构造应力由孔隙流体承担,形成异常高压。
但如果压实的同时存在构造应力作用,压实过程受上覆地层载荷造成的垂直有效应力和横向构造应力控制,可以认为是二维压实。
若存在封闭条件,同样会出现欠压实与异常高压,构造应力的作用将影响孔隙度的大小[6]。
这种复杂的压实情况很少有文献报道。
3传统地层孔隙压力检测方法简介3.1基本原理利用测井资料检测异常地层孔隙压力的传统方法的理论依据是 泥质沉积物不平衡压实造成地层欠压实并产生异常高压。
对于泥质沉积物,假定孔隙度与垂直有效应力有如下关系(通常称为压实函数)[7]:= 0exp(-kp e)(1)正常压实情况下,泥质沉积物的垂直有效应力随着埋深的增加而逐渐增大,孔隙度减小。
因此,(1)式可改写为孔隙度与深度的关系:= 0exp(-ch)(2)(2)式表明,在以孔隙度为横坐标、深度为纵坐标的半对数坐标系中,二者关系呈随深度逐渐减小的直线关系,该直线即 正常压实趋势线。
欠压实泥岩地层的孔隙度比正常压实情况偏大,偏离了正常压实趋势线,按照不平衡压实造成欠压实而产生异常高压的机制,认为该处地层存在异常高压。
常用测井系列中的多种测井资料可以比较准确地确定孔隙度,用来检测泥岩地层孔隙压力的方法有声波时差法、电阻率(或电导率)法、视密度法。
在正常压实情况下,根据泥岩的声波时差、电阻率(或电导率)、视密度与孔隙度的相关关系,可以分别导出它们与深度的关系。
这些关系式的形式与(2)式完全相同,因此存在相应的 正常压实泥岩声波时差趋势线、 正常压实泥岩电阻率(或电导率)趋势线、 正常压实泥岩视密度趋势线。
若这些测井参数的实际值偏离了相应正常压实趋势线,则认为该处地层存在异常高压。
这种方法只能定性判断是否存在异常高压,定量确定地层孔隙压力需应用下述方法。
!等效深度法[8]:某点a的等效深度指在正常压实趋势线上与a点的垂直有效应力(对应于压实程度)相同的b点对应的深度,a点的地层孔隙压力梯度(G p a)由下式计算:G p a=G o a-(G ob-G h b)h b/h a(3)∀经验系数法:利用已有的地层孔隙压力实测数据与相应地层的测井参数(声波时差、电导率、视密度)值得到经验系数图版或回归为经验公式,然后利用图版或公式并根据实际测井参数值计算地层孔隙压力。
#Eaton法:Eaton[9]根据墨西哥湾等地区经验及理论分析建立的地层孔隙压力与测井参数间的关系式为:G p=G o-(G o-G h)(k/k n)n(4)3.2传统方法使用范围!传统方法仅适用于泥岩地层,其它地层不适用或使用起来不太准确。
这是由(2)式的假定条件决定的,所以在正常压实情况下,只有泥岩地层孔隙度与深度的关系才近似符合(3)式。
∀适用于异常高压形成机制为 不平衡压实造成地层欠压实并产生异常高压的情况。
只有在这种情况下,异常高的孔隙度才可以与异常高压直接联系。
4传统地层孔隙压力检测方法评价随着钻井技术的不断发展,传统的压力检测方法局限性逐渐显露出来,主要缺陷归纳为以下几点: !不适用于非泥岩的其它地层,无法获得比较复杂的地层剖面真正连续的地层孔隙压力纵向剖面。
∀不适用于不平衡压实以外其它异常高压形成机制(如孔隙流体膨胀)引起的异常高压。
#在半对数坐标系中泥岩正常压实趋势线为直线的结论,其假定条件是正常压实情况下泥岩孔隙度与深度的关系符合(2)式。
严格来说,这一结论并不完全合理,因为随压实程度的增加,声波速度增大的程度将逐渐变慢,到一定深度后几乎不再随深度变化,声波732003年8月 樊洪海:测井资料检测地层孔隙压力传统方法讨论图1 捷得1井泥岩声波时差曲线速度不会按 正常压实趋势线 无限延伸。
由图1可见,在半对数坐标系中,塔里木盆地捷得帕星构造捷得1井的正常压实泥岩声波时差随深度的变化曲线并非直线。
∃确定测井参数(如声波时差、电阻率等)值与地层孔隙压力之间的经验关系既需要大量的地层孔隙压力实测数据,又缺乏比较坚实的理论基础。
%建立经验系数图版或公式时,地层孔隙压力实测数据来源于泥岩层间或其相邻渗透性地层。
但是大段渗透性地层的孔隙压力往往低于相邻泥岩地层[10],用这些经验图版或公式来确定泥岩地层的孔隙压力,其结果往往偏低。
传统方法有以上局限性,使用时应加以特别注意。
5结论地层孔隙压力对油气勘探开发具有重要意义。
确定地层孔隙压力的方法很多,可以分为钻前预测、随钻监测、测井检测和实测压力4种,国内过去统称为 地层压力预测 是不严格的。
异常高压的形成机制很多,从沉积压实过程中应力 应变关系的角度,可以分为符合沉积加载曲线、符合卸载曲线和孔隙度近似不变三大类。
确定地层孔隙压力使用何种方法,应充分考虑异常高压的形成机制。
利用测井资料评估地层孔隙压力是公认最好的方法,但这种传统方法存在一些局限性和适用条件,在具体应用时应加以注意。
符号注释:, 0&&&泥质岩孔隙度、地表泥质岩孔隙度,f;k ,c &&&与地区及地质年代有关的系数;p e &&&垂直有效应力,MPa;h &&&深度,m;G p ,G o ,G h &&&地层孔隙压力梯度、上覆岩层压力梯度、静液压力梯度,MPa/m;k ,k n &&&计算点测井参数值、对应的正常压实趋势线的参数值;n &&&Eaton 指数,与地区及地质年代有关。
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