第三章 地层压力检测

地层压力快速测试解释技术1．地层压力分布原理：常规的地层压力是严格遵循达西定律，对于油井的分布曲线应该是这个规律的。

在不同的压力点其恢复曲线也不同，但最终的地层压力在影响半径处是相同的。

pr 由上图表明流动过程中如果确定不同的初始压力点，也可以计算出地层re（影响半径）处的地层压力2压力恢复曲线的测试：压力恢复曲线的测试是油田油井常用的测压手段，起测试的压力数据是压力-时间变化曲线。

常规的测试一般测试地层压力需要3天以上的时间，而低渗透油藏需要10多天甚至一个月以上的时间来判断和计算地层压力。

Pt3地层压力快速计算的原理：由地层压力分布曲线和压力测试曲线，看，在同一个井底压力的初始点，测试曲线稍微滞后一点。

但压力趋势是一致的，也就是说压力恢复曲线的测试实际就是压力分布曲线的测试。

在这个基础上，我们将t时刻的井底测试压力认为是距生产井r 处的压力传递过来的反应。

于是就有了pt=prpt----t时刻的井底测试压力pr---r处的压力于t时刻传递到井筒基于上述原理，我们就可以利用短时间内的压力恢复曲线来计算地层re处的压力了。

4测试时间要求：因为地层恢复过程有一些不可预料的因素，而且，测试仪器的精度等一些客观因素，在分析计算的时候，需要大量的数据来修正计算误差。

所以低渗透游藏一般测试时间安排至少一天，如果是常规油藏，测试时间4-6小时就可。

测试数据密度点要求：因为是短时间测试，需要高密度和高精度的压力传感器，一般设置为30秒一个测试压力点即可。

5低渗透油藏的新的测试方法：由于油井恢复速度慢，至少一天的时间，担心影响产量，可以测试对应水井，但要求是水井的注水压力高。

在地面用压力传感器和计算机自动化采集压降数据4-6小时即可。

这样是以水井的影响半径处的地层压力来替代油井的测试。

以减少测试时间。

6 技术优点：不占大量的生产时间，快速动态的分析地层压力变化。

计算方法合理，利用测试密度点是为了得到地层压力分布曲线的曲率，尤其适应低渗透油藏的测试计算。

第三章地层压力检测大量的勘探实践表明，异常高压地层的存在具有普遍性，而且钻遇到高压地层比低压地层更为常见。

这些广泛分布的异常高压地层首先影响钻井的安全，钻井中，如果未能预测到可能钻遇到的异常高压地层，使用的钻井液液柱压力小于地层压力，可能会导致严重的井喷甚至井喷失控。

因此，在石油钻井中，对地层压力的评价是非常重要的，对保护油气层，保证井控安全具有重要意义。

一压力检测的目的及意义1 压力检测和定量求值指导和决定着油气勘探、钻井和采油的设计与施工。

2 对钻井来说，它关系到高速、安全、低成本的作业甚至钻井的成败。

3 只有掌握地层压力，地层破裂压力等地层参数，才能正确合理的选择钻井液密度，设计合理的井身结构。

4 更有效地开发、保护和利用油气资源。

二异常地层压力的形成机理1压实作用：随着埋藏深度的增加和温度的增加，孔隙水膨胀，而孔隙空间随地静载荷的增加而缩小。

因此，只有足够的渗透通道才能使地层水迅速排出，保持正常的地层压力。

如果水的通道被堵塞或严重受阻，增加的上覆岩层压力将引起孔隙压力增加至高于水静压力，孔隙度亦将大于一定深度时的正常值。

2 构造运动构造运动是地层自身的运动。

它引起各地层之间相对位置的变化。

由于构造运动，圈闭有地层流体的地层被断层、横向滑动、褶皱或侵入所挤压。

促使其体积变小，如果此流体无出路，则意味着同样多的流体要占据较小的体积。

因此，压力变高。

3 粘土成岩作用成岩指岩石矿物在地质作用下的化学变化。

页岩和灰岩经受结晶结构的变化，可以产生异常高的压力。

例如在压实期间蒙脱石向伊利石转化。

有异常压力，必有上覆压力密封层。

如石膏（CaSO4·2H2O）将放出水化水而变成无水石膏（CaSO4），它是一种特别不渗透的蒸发岩，从而引起其下部异常高压沉积。

4 密度差的作用当存在于非水平构造中的孔隙流体的密度比本地区正常孔隙流体密度小时,则在构造斜上部，可能会形成异常高压。

这种情况在钻大斜度气层时常见到。

地层压力检测钻进时，井内压力的掌握是使井眼压力处在地层孔隙压力和地层裂开压力之间。

既不发生井喷，又不压破地层，钻井的整个过程中要随时测试地层孔隙压力、井内液柱压力和地层裂开压力的平衡状况。

一、压力完整性测试1、dc 指数法dc 指数法是通过分析钻进动态数据来检测地层压力的一种方法。

其原理是钻进速度在钻头类型；钻头直径；水眼尺寸；钻头磨损；钻压；转速；钻井液类型；钻井液密度；钻井液粘度；固相含量、颗粒大小及在钻井液中的分布；泵压；泵速相对不变的条件下和地层压力、地层岩性有关。

正常状况下，随井深的增加岩石的强度增大，钻速下降，但进入特别压力过渡带，正常趋势发生变化。

这是由于地层的欠压实作用，地层的空隙度大硬度小，所以利用随井深钻速的变化能检测特别高压层的到来。

依据钻速模式：Ｒ=aN(W/D)d式中：Ｒ－钻速,ft/h;a－可钻性系数，对于大段页岩，视为1；Ｎ－转数，r/min;Ｗ－钻压，klbf; Ｄ－钻头直径，in；d－指数，无因次。

由钻速方程，可得出 d 指数的表达式为：d 指数可用来检测从正常到特别压力的过渡带。

但没有考虑钻井液密度的影响现场上用修正 d 指数，式中：ρn－地层水密度〔从当地地层水含盐量中查出〕g/cm3Ρm－所用密度g/cm3d 用下式表达式中：Ｒ－钻速m/h; N －转速r/min;Ｗ－钻压t；Ｄ－钻头直径mm；Ｌ－进尺m；Ｔ－钻时min 。

假设Ｗ的单位用KN( 千牛)，则由于0.0547R N 一般小于1，所以在 d 中，Ｒ增大，则 d 减小，故 d 反映地层的压实状况与Ｐ。

压实差、孔隙多，地层压力大，Ｐ减小，钻速可增加。

运用d c指数求地层压力可按下述方法进展：(1)、列表，预备记录和计算表的内容包括：井深Ｈ，进尺Ｌ，钻时Ｔ，钻速Ｒ，转速Ｎ，井径Ｄ，钻压Ｗ，地层水密度ρ0,钻井液密度ρm 大，dc 地层压力PP 。

(2)、取点记录, 计算dc, 填入表内.在钻速慢的地层每1m-3m 取1 点，在钻速快的地层,可5、10 、15 、30m 取1 点。

随钻地层压力检测“正常”的地层流体压力大致等于流体液柱中的静水压力。

地层流体压力有时比静水压力高，有时比静水压力低。

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怀的是专门高压，有时称之为地质压力。

一、差不多概念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。

与液柱的直径和形状无关。

静水压力的运算公式如下：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。

依照帕斯卡定律，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。

那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。

静水压力梯度的运算公式如下：10V h PGP H P H == 式中 H PG －静水压力梯度，kg/cm 2/mP h －静水压力，kgf/cm 2 P v －单位体积质量，g/cm 3 H －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 的运算公式如下：V hG 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。

关于现场运算，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和。

运算孔隙压力的公式为：10H d P f F ⨯=式中 P F －孔隙压力，kg/cm 2d f －流体密度，g/cm 3 H －真实垂直深度，m5、地层孔隙压力梯度（Pore Pressure Gradient ）地层孔隙压力梯度是指单位深度上地层孔隙压力的变化量。

井控基础知识复习题弟一章绪论一、单项选择题1．井控是指对( C )的控制技术。

A．井口压力B．井涌C．．地层压力2．利用井内建立起来的各种压力去平衡地层压力的工艺技术称为( C )。

A．固控B．气控C．井控D．液控3．在钻井作业中，依靠适当的钻井液密度来控制住地层孔隙压力，使得没有地层流体侵入井内，井涌量为零，这种控制方法我们称之为( A )。

A．一次井控B．二次井控C．三次井控4．当井侵发生后，井口返出的钻井液量大于泵入量，停泵后井口钻井液自动外溢，这种现象称为( C )。

A．井侵B．井涌C．溢流D．井喷5．在钻井中，依靠正在使用的钻井液密度已不能平衡地层压力，这时要依靠地面设备和适当的井控技术排除溢流，恢复井内的压力平衡，我们称为( B )。

’A．一次井控B．二次井控C．三次井控二、填空题1．溢流、井涌、井喷和井喷失控反映了的严重程度，也反映了事故的严重程度。

2．井控是油气井压力控制的简称，按所采取的控制方法不同，井控可分为井控、井控和井控。

第二章压力一、单项选择题1．地层压力是指( C )。

A．该地层以上的上覆岩层的总重量B．从地表到该地层深度的静液柱压力C．地层孔隙内流体的压力D．地层所承受的压力2．过大的抽汲压力会使井底压力( C )。

A．不变B．变大C．变小D．猛增3．当钻柱向下运动时，井内钻井液( C )，而使井底压力增加。

A．及时上流B．不流动C．不能及时上流D．及时向下流动4．起钻拔活塞没有( B )的现象。

A．连续遇卡B．泵压下降C．钻具内液面下降D．环空液面随钻具上行5．钻头泥包对抽汲压力( A )。

A．有影响B．影响不大C．无影响D．有时有影响6．当井底压力与地层压力之差( A )时，井底压力为过平衡。

A．Δp>O B．Δp≥0 C．Δp<0 D．Δp≤O7．井内裸露的地层承压是有限的，当压力达到某一值时会使地层破裂，这个压力我们称为( B )压力。

A．传播B．地层破裂C．地层D．液柱8．欠平衡(负压)钻井技术，在钻进的过程中允许地层流体进入井内，并在( D )得到控制。